Diski ya Analog ya LED inayobadilika na Mzunguko wa Mwangaza wa Linear: Hatua 6 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Mizunguko mingi kufifia / kufifisha LED ni nyaya za dijiti kwa kutumia pato la PWM la mdhibiti mdogo. Mwangaza wa LED unadhibitiwa kwa kubadilisha mzunguko wa ushuru wa ishara ya PWM. Hivi karibuni hugundua kuwa wakati unabadilisha laini mzunguko wa ushuru, mwangaza wa LED haubadiliki laini. Mwangaza utafuata curve ya logarithmic, ikimaanisha kuwa nguvu hubadilika haraka wakati wa kuongeza mzunguko wa ushuru kutoka 0 hadi sema 70% na hubadilika polepole wakati wa kuongeza mzunguko wa ushuru kutoka sema tuseme 70% hadi 100%. Athari sawa ni pia inayoonekana wakati wa kutumia chanzo cha sasa cha kila wakati na kuongeza safu ya sasa ya mstari kwa kuchaji capacitor na sasa ya kila wakati.

Katika hii nitafundishwa nitajaribu kukuonyesha jinsi unaweza kutengeneza fader ya LED ya Analog ambayo ina mabadiliko ya mwangaza ambayo yanaonekana kuwa sawa na jicho la mwanadamu. Hii inasababisha athari nzuri ya kufifia.

Hatua ya 1: Nadharia Nyuma ya Mzunguko

Katika kielelezo, unaweza kuona kuwa mwangaza wa mwangaza wa LED una sura ya logarithmic kwa sababu ya sheria ya Weber-Fechner, ikisema kwamba jicho la mwanadamu, kama akili zingine, lina mkondo wa logarithmic. Wakati LED inapoanza tu "kufanya" mwangaza unaoonekana huongezeka haraka na kuongezeka kwa sasa. Lakini mara baada ya "kufanya", mwangaza unaogundulika huongezeka polepole na kuongezeka kwa sasa. Kwa hivyo tunahitaji kutuma sasa ya kielelezo inayobadilika (tazama picha) kupitia LED ili jicho la mwanadamu (na mtazamo wa mantiki) linaona mabadiliko ya mwangaza kuwa sawa.

Kuna njia 2 za kufanya hivi:

• Njia iliyofungwa ya kitanzi
• Fungua njia ya kitanzi

Njia iliyofungwa ya kitanzi:

Unapotazama kwa undani maelezo ya seli ya LDR (cadmium sulphide), utaona kuwa upinzani wa LDR umetengenezwa kama mstari wa moja kwa moja kwa kiwango cha logarithmic. Kwa hivyo upinzani wa LDR hubadilisha logarithmic na nguvu ya nuru. Zaidi, curve ya logarithmic ya LDR inaonekana inafanana na mtazamo wa mwangaza wa logarithmic wa jicho la mwanadamu karibu sana. Ndio sababu LDR ni mgombea kamili ili kuweka sawa mwangaza wa mwangaza wa LED. Kwa hivyo wakati wa kutumia LDR kufidia maoni ya logarithmic, jicho la mwanadamu litafurahishwa na tofauti nzuri ya mwangaza wa laini. LDR kwa maoni na kudhibiti mwangaza wa LED, kwa hivyo inafuata curve ya LDR. Kwa njia hii tunapata mwangaza wa kubadilika ambao unaonekana kuwa sawa na jicho la mwanadamu.

Njia wazi ya kitanzi:

Wakati hatutaki kutumia LDR na tunataka kupata mabadiliko ya mwangaza kwa fader, tunahitaji kufanya sasa kupitia mwangaza wa LED kufidia mtazamo wa mwangaza wa logarithmic wa jicho la mwanadamu. Kwa hivyo tunahitaji mzunguko ambao unazalisha mabadiliko ya sasa ya kielelezo. Hii inaweza kufanywa na OPAMP, lakini niligundua mzunguko rahisi, ambao hutumia kioo cha sasa kilichobadilishwa, pia inaitwa "mraba wa sasa" kwa sababu ya sasa inafuata curve ya mraba (nusu ya kielelezo). kitanzi kilichofungwa na njia wazi ya kitanzi kupata LED inayobadilika inayobadilika. ikimaanisha kuwa LED moja inafifia ndani na nje wakati LED nyingine inafifia ndani na nje na mkondo unaofifia.

Hatua ya 2: Schematic1 - Jenereta ya Waveform ya pembe tatu

Kwa fader yetu ya LED, tunahitaji chanzo cha voltage ambacho kinazalisha kuongezeka kwa kasi na kupungua kwa voltage. Tunataka pia kuweza kubadilisha fade na kumaliza muda mmoja mmoja. Kwa kusudi hili tunatumia jenereta ya muundo wa mawimbi yenye ulinganifu ambayo imejengwa kwa kutumia 2 OPAMPs za workhorse ya zamani: LM324. na U1B imewekwa kama kiunganishi. Mzunguko wa umbo la mawimbi ya pembetatu imedhamiriwa na C1, P1 na R6. Kwa sababu LM324 haina uwezo wa kutoa sasa ya kutosha, bafa iliyo na Q1 na Q2 imeongezwa. Bafa hii hutoa faida ya sasa ambayo tunahitaji kuendesha sasa ya kutosha kwenye mzunguko wa LED. Kitanzi cha maoni karibu na U1B kinachukuliwa kutoka kwa pato la bafa, badala yake kutoka kwa pato la OPAMP. kwa sababu OPAMP hazipendi mizigo yenye nguvu (kama vile C1). R8 imeongezwa kwenye pato la OPAMP kwa sababu za utulivu, kwa sababu wafuasi wa emitter, kama vile kutumika katika bafa (Q1, Q2) pia wanaweza kusababisha kusisimua wakati wa kuendeshwa kutoka kwa pato la chini la impedance. voltage kwenye pato la bafa iliyoundwa na Q1 na Q2.

Hatua ya 3: Schematic2 - Kitanzi kilichofungwa cha LED Fader Circuit

Kuweka mwangaza wa mwangaza wa LED, LDR hutumiwa kama kipengee cha maoni katika mpangilio wa kitanzi kilichofungwa. Kwa sababu upinzani wa LDR dhidi ya kiwango cha mwanga ni logarithmic, ni mgombea anayefaa kufanya kazi hiyo. Q1 na Q2 huunda kioo cha sasa ambacho hubadilisha voltage hiyo ya pato la jenereta ya mawimbi ya pembe tatu kuwa ya sasa kupitia R1, ambayo iko kwenye "mguu wa kumbukumbu "ya kioo cha sasa. Ya sasa kupitia Q1 imeonyeshwa kwa Q2, kwa hivyo ile ile ya pembe tatu hutiririka kupitia Q2. D1 iko kwa sababu pato la jenereta ya mawimbi ya pembe tatu haibadiliki kabisa kwa sifuri, kwa sababu situmii reli-kwa-reli lakini kusudi rahisi linalopatikana kwa ujumla OPAMP katika jenereta ya umbo la mawimbi ya pembe tatu. LED imeunganishwa na Q2, lakini pia Q3, ambayo ni sehemu ya kioo cha pili cha sasa. Q3 na Q4 huunda kioo cha sasa cha kutafuta. (Tazama: Vioo vya sasa) LDR imewekwa kwenye "mguu wa kumbukumbu" wa kioo hiki cha sasa, kwa hivyo upinzani wa LDR huamua sasa inayotokana na kioo hiki. Mwanga zaidi unapoanguka kwenye LDR, ni chini ya upinzani na juu ya sasa kupitia Q4 itakuwa. Ya sasa kupitia Q4 imeonyeshwa kwa Q3, ambayo imeunganishwa na Q2. Kwa hivyo sasa tunapaswa kufikiria katika mikondo na sio kwa voltages tena. Q2 inazama chembe tatu za sasa za I1 na Q3 I2 ya sasa, ambayo inahusiana moja kwa moja na kiwango cha nuru inayoanguka kwenye LDR na inafuata mkondo wa logarithmic. I3 ni ya sasa kupitia LED na ni matokeo ya mstari wa sasa wa pembetatu I1 ukiondoa logarithmic LDR ya sasa I2, ambayo ni ya sasa ya kielelezo. Kwa sababu sasa ya ufafanuzi inaendeshwa kupitia LED, mwangaza unaogunduliwa utabadilika kwa njia ya laini, ambayo ina athari bora zaidi ya kufifia / kufifia kuliko tu kuendesha laini ya sasa kupitia LED. Picha ya oscilloscope inaonyesha voltage zaidi ya R6 (= 10E), ambayo inawakilisha sasa kupitia LED.

Hatua ya 4: Schematic3 - Open Loop LED Fader Circuit Kutumia Squarer ya Sasa

Kwa sababu mchanganyiko wa LED / LDR sio vifaa vya kawaida, nilitafuta njia zingine za kupanga sasa ya kielelezo au ya mraba kupitia LED katika usanidi wa kitanzi wazi. Matokeo yake ni mzunguko wazi wa kitanzi ulioonyeshwa katika hatua hii. Q1 na Q2 huunda mzunguko wa mraba wa sasa ambao unategemea kioo cha sasa kinachozama. R1 inabadilisha voltage ya pato la pembe tatu, ambayo imegawanywa kwanza kwa kutumia P1, kuwa ya sasa, inayotiririka kupitia Q1. Lakini mtoaji wa Q1 hajaunganishwa na ardhi kupitia kontena, lakini kupitia diode 2. Diode 2 zitakuwa na athari ya mraba juu ya sasa kupitia Q1. Sasa hii imeonyeshwa kwa Q2, kwa hivyo I2 ina sawa na mraba wa mraba. Q3 na Q4 huunda chanzo cha sasa cha kuzama. LED imeunganishwa na chanzo hiki cha kila wakati cha sasa lakini pia kwa kioo cha sasa cha kuzama Q1 na Q2. Kwa hivyo sasa kupitia LED ni matokeo ya I1 ya sasa ya mara kwa mara ikiondoa mraba wa sasa wa I2, ambayo ni I3 ya sasa ya kielelezo. Sasa hii ya ufafanuzi kupitia LED itasababisha kufifia kwa laini nzuri ya mwangaza unaoonekana wa LED. P1 inapaswa kupunguzwa kwa hivyo LED inazimwa tu inapofifia. Picha ya oscilloscope inaonyesha voltage zaidi ya R2 (= 180E), ambayo inawakilisha I2 ya sasa, ambayo hutolewa kutoka kwa I1 ya kila wakati ya sasa.

Hatua ya 5: Schematic4 - Kubadilisha Fader ya LED kwa Kuchanganya Mizunguko yote miwili

Kwa sababu sasa ya LED kwenye mzunguko wazi wa kitanzi imegeuzwa ikilinganishwa na ya sasa ya LED katika mzunguko wa kitanzi kilichofungwa, tunaweza kuchanganya mizunguko yote miwili kuunda fader inayobadilishana ya LED ambayo LED moja huisha wakati nyingine inazimika na inaonekana kinyume chake.

Hatua ya 6: Jenga Mzunguko

• Ninaunda tu mzunguko kwenye ubao wa mkate, kwa hivyo sina mpangilio wa PCB kwa mzunguko
• Tumia mwangaza wa hali ya juu kwa sababu hizi zina kiwango cha juu zaidi kwa sasa sawa na taa za zamani
• Ili kutengeneza mchanganyiko wa LDR / LED, weka LDR (angalia picha) na LED uso kwa uso kwenye bomba linalopungua (angalia picha).
• Mzunguko umeundwa kwa voltage ya usambazaji kutoka + 9V hadi + 12V.