Τρέχων ρυθμιζόμενος ελεγκτής LED: 4 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:39

Πολλοί άνθρωποι υποθέτουν ότι όλες οι λυχνίες LED μπορούν να τροφοδοτηθούν με σταθερή πηγή ισχύος 3V. Στην πραγματικότητα, τα LED έχουν μια μη γραμμική σχέση ρεύματος-τάσης. Το ρεύμα αυξάνεται εκθετικά με την τάση που παρέχεται. Υπάρχει επίσης η εσφαλμένη αντίληψη ότι όλα τα LED ενός δεδομένου χρώματος θα έχουν μια συγκεκριμένη τάση προς τα εμπρός. Η προωθητική τάση ενός LED δεν εξαρτάται μόνο από το χρώμα και επηρεάζεται από άλλους παράγοντες, όπως το μέγεθος του LED και ο κατασκευαστής του. Το θέμα είναι ότι το προσδόκιμο ζωής του LED σας μπορεί να υποβαθμιστεί όταν δεν τροφοδοτείται σωστά. Ενώ υπάρχουν αριθμομηχανές εκεί έξω που σας λένε το μέγεθος της αντίστασης για να συνδεθείτε σε σειρά με το LED σας, θα πρέπει ακόμα να μαντέψετε την τάση λειτουργίας και ρεύμα. Οι λυχνίες LED συνήθως δεν συνοδεύονται από ένα φύλλο δεδομένων και οι προδιαγραφές που συνοδεύουν μπορεί κάλλιστα να είναι ανακριβείς. Αυτό το μικρό κύκλωμα θα σας επιτρέψει να προσδιορίσετε την ακριβή τάση και ρεύμα που θα τροφοδοτήσετε στο LED σας. Ο ελεγκτής LED δεν είναι η αρχική μου ιδέα. Το συνάντησα εδώ. Δοκιμάζω λίγο πολύ τα LED μου όπως έκανε πριν κάνει τον ελεγκτή. συνδέοντας ένα LED, ένα ποτενσιόμετρο, ένα τροφοδοτικό και ένα πολύμετρο. Δεν είναι η πιο κομψή μέθοδος και συχνά πολύ ενοχλητική. Ένα τρέχον κύκλωμα ρυθμιστή δεν ήταν καινούργιο για μένα, αλλά δεν μου ήρθε ποτέ στο μυαλό να το χρησιμοποιήσω ως δοκιμαστή LED. Ωστόσο, θεωρώ ότι ο πίνακας μου είναι πιο προσεκτικός με τα μαξιλάρια/βρόχους δοκιμής να είναι διατεταγμένα με πιο διαισθητικό τρόπο. Και ενώ δεν υπάρχει επιστήμη πυραύλων για να παράγει τη διάταξη PCB από τα σχήματα, παρέχω τη διάταξή μου για τη διευκόλυνσή σας. Εάν ελέγξετε τον ιστότοπο του αρχικού συγγραφέα, θα παρατηρήσετε ότι έχω κάτι επιπλέον στον ελεγκτή μου. Χρησιμοποίησε σανίδα διπλής όψης, επομένως μπορεί να αντέξει οικονομικά να κολλήσει τα εξαρτήματα στη μία πλευρά και να έχει τα μεγάλα επίπεδα τακάκια στην άλλη πλευρά. Μου τελείωσαν οι σανίδες διπλής όψης τη στιγμή που έφτιαξα τη δική μου. Στην αρχή, σκέφτηκα να έχω μόνο ένα επιπλέον μικρό κομμάτι σανίδας πλάτη με πλάτη με τον κύριο πίνακα και να κολλήσω τα δύο μαζί για να αποκτήσω ένα μερικό χαρτόνι διπλής όψης. Τότε σκέφτηκα ότι ίσως θα μπορούσα να φτιάξω μια πρίζα έτσι ώστε τα μεγάλα τακάκια δοκιμής να είναι αφαιρούμενα και να μπορούν να συνδεθούν σε ένα breadboard για άλλες χρήσεις. Φανταζόμενος πώς θα ήταν, συνειδητοποίησα ότι θα είχε μάλλον υψηλό προφίλ και σκεφτόμουν μια λύση για να μειώσω το ύψος. Τότε μου ήρθε ότι πιθανότατα θα μπορούσα να χρησιμοποιήσω τον χώρο από κάτω και να προσθέσω έναν μαγνήτη έτσι ώστε τα LED (τόσο μέσω οπής όσο και SMD) να κολλήσουν στα μαξιλάρια χωρίς να το κρατήσω εκεί. Δοκιμάζω γρήγορα την ιδέα με μαγνήτη και μερικά εξαρτήματα και φάνηκε να λειτουργεί. Μόνο στο μυαλό μου ήταν να γράψω ένα Instructable στον ελεγκτή LED όταν είδα το Get The LED Out! διαγωνισμός. Χρησιμοποίησα ήδη τον ελεγκτή LED για αρκετό καιρό, οπότε αυτό τεκμηριώθηκε μετά την ολοκλήρωσή του και ενδέχεται να λείπουν φωτογραφίες του έργου σε εξέλιξη. Εάν υπάρχει κάτι που πρέπει να διευκρινιστεί ή να εξηγηθεί, μη διστάσετε να δημοσιεύσετε ένα σχόλιο. Υποθέτω ότι ο αναγνώστης θα έχει τουλάχιστον βασικές γνώσεις ηλεκτρονικών και επαρκείς δεξιότητες στη συγκόλληση και την κατασκευή PCB. Αυτό το έργο έχει τρεις υπο-οδηγίες αισθανθείτε ότι κάθε μέρος αξίζει τον δικό του οδηγό:- Άλλη μια γρήγορη μέθοδος πρωτοτύπωσης PCB- Προσαρμογέας μαγνητικής επιφάνειας τοποθέτησης συσκευής (SMD)- Εργαλείο περιστροφής κουμπιού Trimpot

Βήμα 1: Λίστα στοιχείων

Εξαρτήματα για το κύριο κύκλωμα: 1x μπαταρία 9V 1x συνδετήρας μπαταρίας 9v1 θηλυκή υποδοχή κεφαλής 2 ακίδων (καρφίτσες & περίβλημα) 3x 1 ακίδα SIL υποδοχή 1 x 2 ακίδων αρσενική κεφαλή 1x 2 ακίδων αρσενική κεφαλή 1x βραχυκύκλωμα βραχυκυκλώματος ρυθμιστής1x 39 ohm αντίσταση 1x 500 ohm τετράγωνο οριζόντιο trimpot1x Γυναικεία κεφαλή 1x υποδοχή IC 8 ακίδων (απαιτείται μόνο αν φτιάχνετε τον προσαρμογέα) 1x 50mm X 27mm επενδυμένη με χαλκό πλακέτα Υλικά για τον μαγνητικό προσαρμογέα SMD (προαιρετικά): 1x Magnet2x 4-pin αρσενική κεφαλή 1x 12mm X 27mm ντυμένος με χαλκό πίνακαςΟ πυκνωτής και η δίοδος δεν είναι καθοριστικής σημασίας για τη λειτουργία αυτού του κυκλώματος. Τα χρησιμοποίησα για να κάνω τον πίνακα μου να φαίνεται πιο πυκνοκατοικημένος. Μείωσα την τιμή της αντίστασης στα 39 ohms (μπορεί να είναι πιο δύσκολο να βρεθεί) αντί για 47 ohms, έτσι ώστε ο ελεγκτής μου να μπορεί να βγάλει μέγιστο περίπου 32mA. Η έκδοση του David Cook μπορεί να εξάγει έως και περίπου 25mA. Χρησιμοποιώ ορισμένα LED υψηλής ισχύος και τα 25mA δεν είναι αρκετά ακόμα 32mA για μικρές διάρκειες θα πρέπει να είναι σχετικά αβλαβή για πιο αδύναμα LED. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια αντίσταση 47 ohm εάν είστε ικανοποιημένοι με το μέγιστο 25mA. Μπορείτε να καθορίσετε το μέγιστο και το ελάχιστο ρεύμα εξόδου διαιρώντας την τιμή της τάσης αναφοράς στο LM317LZ (1,25V βάσει του φύλλου δεδομένων μου) επί της τιμής της αντίστασης αίσθησής σας. Εάν θέλετε Απλώς θυμηθείτε ότι το LM317LZ περιορίζεται σε ένα μέγιστο ρεύμα εξόδου 100mA. Θα χρειαστείτε επίσης εξοπλισμό συγκόλλησης, κάποια κολλητική ταινία διπλής όψης (για τη στερέωση του PCB στη μπαταρία) και εργαλεία και υλικά κατασκευής PCB (εξαρτάται από τη μέθοδο που χρησιμοποιείται). Θα πρέπει να τα έχετε ήδη όλα διαθέσιμα, αν είχατε κάνει ποτέ ηλεκτρονικά είδη παρασκευής σπιτιού.

Βήμα 2: Σχήμα κυκλώματος και διάταξη

Κοιτάξτε τις εικόνες για τη σχηματική και διάταξη. Μπορείτε να ανατρέξετε σε αυτό το Instructable για οδηγίες σχετικά με την κατασκευή του PCB. Το Instructable χρησιμοποιεί αυτό το κύκλωμα ως παράδειγμα, ώστε να μπορείτε να το ακολουθήσετε άμεσα. Θυμηθείτε για να ελέγξετε το pinout του ρυθμιστή σας Έχω συμπεριλάβει επίσης ένα PDF της διάταξης που μπορείτε να εκτυπώσετε. ΜΗΝ κλιμακώσετε κατά την εκτύπωση εάν θέλετε να χρησιμοποιήσετε τη διάταξη ως μάσκα για φωτολιθογραφία ή μεταφορά γραφίτη.

Βήμα 3: Περιγραφή και λεπτομέρειες

Πιάστε τις θηλυκές ακίδες σύνδεσης με τα καλώδια του κλιπ μπαταρίας 9V. Αντ 'αυτού, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε πολωμένες κεφαλίδες αν θέλετε να αποφύγετε τη σύνδεση του ρεύματος με λάθος τρόπο. Δεν χρησιμοποίησα πολωμένες κεφαλίδες επειδή δεν είχα καμία στο χέρι και η δίοδος είναι εκεί για προστασία αντίστροφης τάσης. Οι βρόχοι δοκιμής είναι μια εξαιρετική ιδέα που αποσυνδέθηκα χωρίς ντροπή από το Robot Room. Αυτά είναι απλά ένας βρόχος χάλκινου σύρματος μεταξύ δύο κοντινών οπών. Σημειώστε ότι οι δοκιμαστικοί βρόχοι μου είναι λίγο άσχημοι, επειδή ξέχασα να τους προ-κονσέρβω πριν τους κολλήσω στο PCB. Μέχρι τη στιγμή που συνειδητοποίησα ότι ξέχασα, είχα ήδη κολλήσει το PCB στη μπαταρία και δεν ήθελα να το αφαιρέσω, εξ ου και η άσχημη κονιοποίηση. Θυμηθείτε να προ-κονσέρβετε το δικό σας! Οι δοκιμαστικοί βρόχοι είναι ιδανικοί για να κολλήσετε με συνδετήρες αλιγάτορα ή να γαντζώσετε με δοκιμαστικά άγκιστρα/κλιπ. Χρησιμοποίησα μονόπλευρη πλάκα χαλκού, οπότε δεν υπήρχε τρόπος να έχετε μαξιλάρια δοκιμής στην επάνω πλευρά. Ακόμα κι αν χρησιμοποιούσα μια πλάκα χαλκού διπλής όψης, θα χρειαζόμουν έναν τρόπο για να συνδέσω το κάτω στρώμα με το επάνω στρώμα. Το πρόβλημα είναι ότι δεν μου αρέσουν τα vias που γίνονται με συγκόλληση ενός σύρματος μεταξύ των δύο στρωμάτων, είναι άσχημο. Η λύση μου ήταν να χρησιμοποιήσω πρίζες SIL. Το SIL σημαίνει Single In-Line για όσους από εσάς δεν γνωρίζετε. Αυτές είναι παρόμοιες με τις πρίζες IC με μηχάνημα, αλλά αντί για δύο σειρές, υπάρχει μόνο μία. Οι υποδοχές είναι σαν τις κανονικές κεφαλίδες, καθώς μπορείτε να σπάσετε ή να κόψετε μια σειρά με όσες καρφίτσες θέλετε. Απλά σπάστε/κόψτε 3 πρίζες 1 ακίδων (μία για κάθε μπλοκ δοκιμής). Στη συνέχεια, σπάστε/κόψτε το πλαστικό στήριγμα για να αποκαλυφθεί το αγώγιμο τμήμα. Σημειώστε ότι ο πείρος έχει τέσσερις διαμέτρους. Κόψτε το στενότερο άκρο. Το επόμενο πιο στενό άκρο θα εισαχθεί στο PCB σας, οπότε η τρύπα και το μαξιλάρι χαλκού σας θα πρέπει να διευρυνθούν. Οι πρίζες παρέχουν ένα ωραίο λάκκο για να βυθίσετε τις μυτερές άκρες των πολύμετρων ανιχνευτών σας. Δεν υποτίθεται ότι ταιριάζει, αλλά βοηθά να μην γλιστρήσουν οι ανιχνευτές. Μπορείτε επίσης να τοποθετήσετε καλώδια και ίσως να το συνδέσετε στη θύρα ADC του μικροελεγκτή σας. Ο μαγνητικός προσαρμογέας SMD συνδέεται στον ελεγκτή μέσω μιας πρίζας IC. Θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε τις κανονικές πρίζες IC για αυτό, καθώς οι αρσενικές κεφαλίδες δεν θα ταιριάζουν σε πρίζες IC με μηχανή. Απλώς χωρίστε μια υποδοχή IC 8 ακίδων και κολλήστε την στο PCB. Μπορείτε να προχωρήσετε ένα βήμα παραπέρα όπως έκανα και να απομακρύνετε όλες τις μικρές προεξοχές πριν από τη συγκόλληση, έτσι ώστε όλα να κάθονται όμορφα και επίπεδα. Εάν το κάνετε αυτό, αναπόφευκτα θα καταργήσετε ένα μικρό μέρος του αγώγιμου τμήματος που δεν κάνει πολύ κακό. Οι ακίδες κεφαλίδας στον προσαρμογέα συντομεύθηκαν σκόπιμα, έτσι ώστε να ταιριάζει πλήρως στην πρίζα. Αυτό κάνει την κεφαλίδα να ακουμπάει στην πρίζα χωρίς κενό μεταξύ τους, δημιουργώντας μια πιο όμορφη εμφάνιση και χαμηλότερο συνολικό προφίλ. Ελέγξτε αυτό το Εγχειρίδιο για οδηγό κατασκευής του μαγνητικού προσαρμογέα SMD.

Βήμα 4: Πώς να χρησιμοποιήσετε τον ελεγκτή

Υπάρχουν δύο τρόποι για να δοκιμάσετε ένα LED. Αρχικά, μπορείτε να το συνδέσετε στη θηλυκή κεφαλίδα. Με βάση την 1η εικόνα, η άνοδος είναι η πάνω οπή και η κάθοδος είναι η κάτω. Δεύτερον, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον μαγνητικό προσαρμογέα SMD. Απλώς τοποθετήστε τους ακροδέκτες LED στον προσαρμογέα και θα κολλήσει εκεί. Ομοίως, η άνοδος είναι το πάνω μαξιλάρι και η κάθοδος είναι το κάτω μαξιλάρι. Ο μαγνητικός προσαρμογέας SMD, όπως υποδηλώνει το όνομα, υποτίθεται ότι χρησιμοποιείται για τη δοκιμή LED SMD. Δεν έχω LEDs SMD στο χέρι αλλά ο μαγνητικός προσαρμογέας SMD λειτουργεί όπως φαίνεται όταν το δοκίμασα με κανονική δίοδο. Τα μαξιλάρια είναι επίσης εξαιρετικά για να αγγίζετε γρήγορα τα καλώδια του LED σας για να ελέγχετε την πολικότητα, το χρώμα και τη φωτεινότητα. Δεν χρειάζεται να ανησυχείτε για βραχυκύκλωμα των μαξιλαριών καθώς το ρεύμα θα περιοριστεί σε μέγιστο 32mA. Δεν θα προκληθεί ζημιά στο κύκλωμα ούτε στην μπαταρία. Αυτός ο ελεγκτής σχεδιάστηκε για την ευκολία μέτρησης της τάσης και του ρεύματος. Μπορείτε είτε να χρησιμοποιήσετε τα μαξιλάρια δοκιμής είτε τους βρόχους δοκιμής. Το μεσαίο μαξιλάρι/βρόχος δοκιμής είναι κοινό. Το επάνω μαξιλάρι δοκιμής/βρόχος (ανατρέξτε στην 1η εικόνα) είναι για μέτρηση τάσης και το κάτω μαξιλάρι δοκιμής/βρόχος είναι για μέτρηση ρεύματος. Κατά τη μέτρηση του ρεύματος, θα πρέπει να αφαιρέσετε το μπλοκ βραχυκυκλώματος. Για διαισθητικούς σκοπούς, ο βραχυκυκλωτήρας τοποθετήθηκε μεταξύ του μεσαίου και του κάτω επιθέματος/βρόχων δοκιμής. Υποθέτοντας ότι το LED σας δεν διαθέτει προδιαγραφές, θα θέλατε να γνωρίζετε πόσο ρεύμα και τάση θα τροφοδοτήσετε για να αποκτήσετε τη φωτεινότητα που θέλετε. Αρχικά, συνδέστε το πολύμετρο για να μετρήσετε το ρεύμα και αφαιρέστε το μπλοκ βραχυκυκλώματος. Τοποθετήστε το LED σας στον ελεγκτή και ρυθμίστε το trimpot (μπορείτε να κάνετε αυτό το απλό εργαλείο για να γυρίσετε το κουμπί) μέχρι να είστε ικανοποιημένοι με τη φωτεινότητα. Εάν δεν είστε σίγουροι για το μέγιστο ρεύμα που μπορείτε να παρέχετε στο LED σας, είναι συνήθως ασφαλές να υποθέσετε ένα βέλτιστο ρεύμα λειτουργίας 20mA. Καταγράψτε πόσο ρεύμα ρέει μέσω της λυχνίας LED (ας υποθέσουμε ότι τα 25mA της). Στη συνέχεια, αντικαταστήστε το μπλοκ βραχυκυκλώματος και μετρήστε την τάση. Καταγράψτε το (ας υποθέσουμε ότι είναι 1,8V). Τώρα ας υποθέσουμε ότι θέλετε να τροφοδοτήσετε αυτό το καλώδιο τροφοδοσίας από 5V. Στη συνέχεια, θα πρέπει να ρίξετε 3,2V από τα 5V για να φτάσετε στο 1,8V που απαιτείται για να τροφοδοτήσετε το LED σας (5V - 1,8V = 3,2V). Δεδομένου ότι γνωρίζουμε ότι το LED σας καταναλώνει 25mA, μπορούμε λοιπόν να υπολογίσουμε την αντίσταση που απαιτείται για να πέσει 3,2V από την εξίσωση V / I = R.3.2V / 0.025A = 128 Ohms Τώρα μπορείτε να συνδέσετε μια αντίσταση 128 ohm σε σειρά με το LED και την ισχύ σας με 5V για να έχετε την ακριβή φωτεινότητα που θέλετε. Τις περισσότερες φορές δεν θα μπορείτε να βρείτε αντίσταση με την ακριβή τιμή αντίστασης που υπολογίσατε. Σε αυτή την περίπτωση, μπορεί να θέλετε να λάβετε την επόμενη υψηλότερη τιμή αντίστασης για να είστε ασφαλείς. Καλή δοκιμή!