Rozświetlony znak LED (włączona jasność): 4 kroki (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:32

W tej instrukcji udokumentowałem, jak zbudować znak LED z czujnikiem ciemności / światła i wbudowanym obwodem ściemniacza PWM.

Znudziło mi się Święta Bożego Narodzenia i zlutowałem razem szybki projekt inspirowany intro wideo z YouTube'a do "GreatScott!". Miałem ochotę umieścić własne imię w oświetleniu, ale pomyślałem, że równoległe lutowanie ponad 150 diod LED nie jest takie trudne, więc pomyślałem, że zrobię to trochę ciekawiej.

Moje tablice LED mają obwód wykrywania ciemności/światła, który włącza się w nocy i wyłącza w ciągu dnia. Później dodałem również obwód PWM, aby dostosować jasność LED (diody LED, które miałem w moim koszu na śmieci, okazały się bardzo jasne:-S). Większość tej kompilacji pochodzi z rzeczy, które już miałem, a nie z pozyskiwania nowych rzeczy, aby zaoszczędzić pieniądze, więc zanim zapytasz, dlaczego użyłem komponentu X zamiast Y……teraz już wiesz:-)

Krok 1: Koncepcje obwodów

Istnieje wiele różnych sposobów budowy obwodów jasny/ciemny, najczęściej używane są jeden z następujących obwodów (wszystkie trzy wykorzystują na wejściu rezystor LDR lub zależny od światła):

• Timer 555 z tranzystorem na pinie 3
• LDR jako część dzielnika napięcia, który wyzwala tranzystor NPN
• Komparator napięcia (wzmacniacz operacyjny / komparator IC)

Ponieważ miałem baaardzo wiele różnych wzmacniaczy operacyjnych i komparatorów w moim pojemniku na części, zdecydowałem się użyć LM311. Komparator po prostu porównuje napięcia wejściowe na swoich wejściach. Wyjście jest wysokie, gdy wejścia są takie same/większe, lub niskie, gdy jedno wejście jest niższe od drugiego. W moim przypadku, gdy napięcie LDR jest wyższe od napięcia odniesienia ustawionego potencjometrem, wyjście jest podciągane w stan wysoki, uruchamiając mały przekaźnik, który załącza diody o kontrolowanej jasności. Kondensator jest umieszczony w obwodzie, aby zapobiec szybkiemu przełączaniu przekaźnika, gdy napięcie wejściowe oscyluje powyżej i poniżej napięcia odniesienia. MOSFET mógłby być tutaj użyty, ale znowu miałem mnóstwo małych przekaźników do użycia, więc zamiast tego użyłem jednego z nich.

Do obwodu PWM użyłem klasycznego timera 555, zmieniając napięcie na diody LED (patrz załączony schemat).

Uwaga: Na schemacie PWM Rload jest matrycą LED, którą chcesz kontrolować, na schemacie jasności Rload jest technicznie obwodem PWM w tym przypadku, ale możesz przełączyć obciążenie bezpośrednio, jeśli chcesz.

Krok 2: Zbuduj obwód testowy

Ze schematów zbudowałem obwody testowe na dwóch osobnych płytkach stykowych i przetestowałem początkowo przy użyciu jednej diody LED. Prawa strona to detektor ciemności/światła, a lewa strona to obwód PWM. Układ detektora jasności załącza i wyłącza cały układ, a układ PWM dopasowuje napięcie zasilania do matrycy LED.

Moim zamiarem było wyłączenie ładowarki do telefonu komórkowego 5V, 1A przez złącze microUSB breakout. Obwód był podatny na szybkie przełączanie w pobliżu punktu przełączania (szczególnie o zmierzchu, gdy poziomy światła są pośrednie), więc umieściłem niepotrzebnie duży kondensator 2200uF na tranzystorze, aby utrzymać napięcie przełączania podczas zapadów napięcia. W zależności od ilości prądu odbiorniki obciążenia określą jego efektywną rezystancję obciążenia, a tym samym stanowią część sieci RC z kondensatorem. Czas, przez jaki kondensator utrzymuje napięcie ładowania, można obliczyć za pomocą wzoru na stałą czasową t = R x C. Powinieneś być w stanie obliczyć odpowiednią wartość za pomocą tego wzoru. W rzeczywistości komponenty magazynujące energię, takie jak kondensatory, należy utrzymywać na jak najniższym poziomie, aby zminimalizować niepotrzebne zużycie energii.

Użyłem Loch-Master, aby rozdzielić nazwę, do której chciałem przylutować moje 5mm diody LED. Lubię używać podłużnej deski z rozstawem 2,54 mm (tzw. veroboard). Wszystkie diody LED są lutowane równolegle (nie jest to dobra praktyka, jeśli to możliwe, należy ograniczyć prąd do każdej diody LED z osobnym rezystorem).

Krok 3: Montaż

Kolejny krok obejmuje niepotrzebną ilość gorącego kleju. Jest idealny dla leniwych ludzi, takich jak ja, którzy chcą po prostu szybko dołączyć do rzeczy.

Kiedy już wykreśliłem nazwę za pomocą Loch-master, przylutowałem wszystkie diody równolegle. Obwody PWM i jasności zostały przylutowane do jednego kawałka stripboardu. LDR został odseparowany od głównego obwodu na latających przewodach, aby sam czujnik można było wkleić w otwór z przodu ramki. Zostały one następnie zamontowane na kawałku izolującego PVC, który następnie został przyklejony z tyłu matrycy LED.

Znając wymiary matrycy LED firmy Loch-Master wykonałem czarną ramkę PCV, aby otoczyć matrycę LED i nadać jej ładny wygląd. Zrobiłem szablon, aby zmieścił się na stronie A4, aby można go było wydrukować na papierze i umieścić na czarnej płycie piankowej o grubości 5 mm. Następnie przykleiłem szablon taśmą maskującą i ostrożnie wyciąłem środek i krawędzie nożem rzemieślniczym. Zrobiłem też pasujący bez wycięcia pośrodku na plecy. Otoczenie zostało następnie zaoferowane do matrycy LED i po prostu przyklejone. Oba obwody zostały następnie przyklejone do tylnej części listwy LED (zauważ, że zostały one oddzielone za pomocą PVC).

Na koniec dodano tylny panel za pomocą śrub M3 wkręcanych od frontu i wkręcanych w nie czarnych dystansów (podpórek). Umożliwiło to przykręcenie tylnego panelu od góry i przytrzymanie go sześcioma nakrętkami M3 i podkładkami.

Krok 4: Ciesz się

Mam nadzieję, że podobał Ci się ten sporadyczny weekendowy projekt. Jest dużo miejsca na ulepszenia, ponieważ było to tylko trochę zabawy, ale mam nadzieję, że zainspirowałem cię do stworzenia własnego. Możesz użyć samego obwodu PWM i zmieniać jasność diod LED w zależności od poziomu światła w zależności od pory dnia.

Zasady obwodu można wykorzystać do innych fajnych rzeczy, takich jak termostaty (zamień LDR na termistor) lub sterowanie zmienną prędkością silnika z obwodem PWM.