Повільне згасання світлодіодів найпростіша схема. Регулятор яскравості світлодіодного підсвічування приладів авто.

Нещодавно вирішив зібрати схему, яка дозволила б мені будь-яку світлодіодну стрічку (чи то в автомобілі чи вдома) плавно розпалювати. Винаходити велосипед я не став, і вирішив трохи по Google. При пошуку майже кожному сайті знаходив схеми, де світлодіодне навантаження сильно обмежується можливостями схеми.

Мені ж хотілося, щоб схема всього лише плавно піднімала напругу на виході, щоб діоди плавно розгорялися і схема була обов'язково пасивною (не вимагала додаткового живлення і в режимі очікування не споживала струм) і обов'язково була б захищена стабілізатором напруги для збільшення терміну життя мого підсвічування .

А оскільки плат поки я цькувати не навчився, то вирішив що спочатку потрібно освоїти найпростіші схеми і при монтажі використовувати готові монтажні плати, які, як і інші компоненти схеми, можна придбати в магазині радіодеталей.

Для того, щоб зібрати схему плавного розпалювання світлодіодів зі стабілізацією мені потрібно було придбати наступні компоненти:

Взагалі готова монтажна плат досить зручна альтернатива так званому методу «ЛУТ», де за допомогою програми Sprint-Layout, принтера і того ж текстоліту можна зібрати майже будь-яку схему. Так ось, новачкам слід все-таки спочатку освоїти простіший варіант, який значно простіше і що найголовніше «прощає помилки» і так само не вимагає наявності паяльної станції.

Трохи спростивши вихідну схему, вирішив її перемалювати:

R3 - 10К Ом
R2 - 51К Ом
R1 - від 50К до 100К Ом (опір цього резистора можна керувати швидкістю розпалювання світлодіодів).
С1 – від 200 до 400мк Ф (можна і вибрати інші ємності, але перевищувати 1000мк Ф не варто).
На той момент мені були потрібні дві плати плавного розпалювання:
- для вже зробленого підсвічування ніг.
- для плавного розпалювання панелі приладів.

Так як про стабілізацію світлодіодів, що підсвічують мої ноги я вже давно подбав, то в схемі розпалювання КРЕНКА вже була не потрібна.

Схема плавного розпалювання зі стабілізатором напруги.

Достоїнствами даної схеми є те, що навантаження, що підключається, залежить тільки від можливостей блоку живлення (акумулятора авто), і від польового транзистора IRF9540N, який дуже надійний (дає можливість підключити через себе 140Вт навантаження при струмі до 23А (інформація з інтернету). Схема зможе 10 метрів світлодіодної стрічки, але тоді транзистор доведеться охолоджувати, благо в такому виконанні можна закріпити на радіатор полівика (що звичайно приведе до збільшення площі схеми).

При першому тестуванні схеми було знято коротеньке відео:

Оскільки схему розпалу для підсвічування ніг потрібно було підключати в розрив основний схеми харчування, то не довго думаючи як її заізолювати, легко запхав їх у шмат велосипедної камери.

Напевно, багатьом хотілося додати у своє авто щось нове, сьогодні я розповім як зробити це без особливих витрат і технічних змін у конструкції автомобіля.
Пристрій який я сьогодні хочу вам уявити це не велика схема регулювання запуску та вимкнення навантаження, у нашому випадку освітлювальних приладів, освітлення салону, підсвічування панелі приладів і т.д. Наш пристрій дозволить плавно включати та вимикати будь-яке з перерахованих навантажень. Погодьтеся куди приємніше, коли при включенні запалювання ми бачимо не різке включення підсвічування панелі приладів, а плавне розпалювання. Те ж можна сказати і про освітлення салону та освітлювальні прилади.
Від слів перейдемо до справи і перед тим, як почати складання, пропоную ознайомитися зі схемою:

Для початку розповім про те, як вона підключається. До VCC+ нам необхідно підвести постійні 12 В від акумулятора які будуть живити навантаження. До REM ми підключаємо ті 12 У які з'являються після включення запалювання, саме вони і ініціюватимуть розпалювання і по їх зникненню схема гаситиме освітлення. Відповідно до контактів LED+ LED- ми підключаємо навантаження (у моєму випадку світлодіоди)
Як транзистор Т1 я використовував BC817 (аналог КТ503В) як Т2 я взяв IRF9540S. Якщо ви захочете збільшити час розпалювання, вам необхідно збільшити номінал R2, для зменшення відповідно знизити. Для керування часом гасіння аналогічну операцію необхідно зробити з резистором R3.
Тепер можна переходити до збирання. Для зменшення розмірів пристрою використовував поверхневий монтаж.
Ось весь набір елементів, які мені знадобилися:

Плати були виготовлені за "ЛУТ" технологією з одностороннього текстоліту.

Ось такий компактний пристрій, здатний додати естетичності нашому автомобілю, ми отримали в результаті.

Витрати:
1. Резистори 0,25 руб \ шт. х4 = 1 руб
2. BC817 = 3 руб.
3. IRF9540S = 35 руб
4. Конденсатор 8 руб
5. Клеми 21,5

Підсумок: Усього за 70 руб. ми отримуємо досить цікавий пристрій.
P. S. Відео з роботою пристрою:

У деяких випадках від LED ламп або індикаторів потрібне плавне увімкнення та вимкнення. Природно, світлодіод при звичайній подачі живлення включається миттєво (на відміну від ламп розжарювання), що вимагає застосування в даному випадку невеликої схеми управління. Вона не складна і в найпростішому варіанті є всього десяток радіодеталей, на чолі з парочкою транзисторів.

Збірник важливих схем

Спочатку йдуть загальновідомі схеми з Інтернету, а далі кілька зібраних особисто та чудово працюючих. Перша схема найпростіша - при подачі живлення діод поступово збільшує яскравість (відкривається транзистор у міру заряду конденсатора):

Робив ось таку схему плавного включення та вимкнення світлодіодів, резистором R7 підбирається потрібний струм через діод. А якщо замість кнопки підключити цей переривник, то схемка сама буде розпалюватися і згасати, тільки резистором R3 потрібно встановити потрібний інтервал часу.

Ось ще дві схеми плавного розпалювання та згасання, які також особисто паяв:

Всі ці конструкції відносяться не до мережевих (від 220 В), а до звичайних низьковольтних світлодіодних індикаторів. Промислові LED лампи з їх невідомими драйверами, найчастіше у різних плавних контролерах працюють непередбачено (або блимають, або включаються все-таки різко). Тож керувати потрібно не драйверами, а безпосередньо світлодіодами. Схеми надав senya70.

Регулятор яскравості світлодіодного підсвічування приладів авто.
Схема плавного розпалювання світлодіодів.

Багато автолюбителів переробляють підсвічування приладової панелі свого авто зі звичайних ламп розжарювання на світлодіоди, і найчастіше, особливо при використанні супер-яскравих, приладка сяє як новорічна ялинка і ріже по очах яскравим свіченням, що вимагає застосування додаткового пристрою, за допомогою якого можна регулювати рівень яскравості , як кажуть, на власний смак. Взагалі існують два методи регулювання, це аналогове регулювання, яка полягає у зміні рівня постійного струму світлодіода, та ШІМ регулювання, тобто періодичне включення та вимкнення струму через світлодіод на регульовані проміжки часу. При ШИМ-регулюванні частота імпульсів повинна бути не нижче 200 Гц, інакше на око буде помітне мерехтіння світлодіодів. Нижче наведено принципову схему найпростішого блоку, реалізованого на мікросхемі-таймері NE555, вітчизняним аналогом якої є КР1006ВІ1, ця мікросхема і формує широтно-імпульсні сигнали управління.

Рівень яскравості підсвічування регулюється змінним резистором номіналом 50 кОм, тобто резистором змінюється шпаруватість імпульсів управління. Як регулюючий елемент застосований N-канальний польовий транзистор IRFZ44N, який можна замінити, наприклад, IRF640 або подібний.

Робити перелік застосованих елементів, напевно, немає сенсу, їх у схемі не так вже й багато, тому перейдемо до розгляду друкованої плати.

Друкована плата розроблена у програмі Sprint Layout, вид плати даного формату виглядає так:

Фото-вид плати ШИМ-регулятора LAY6 формату:

У багатьох виникає бажання додати до схеми регулятора ефект плавного розпалювання, і в цьому нам допоможе широка в інтернеті простенька схемка:

На друкованій платі ми розмістили обидві наведені вище схеми, і схему регулятора, і схему плавного розпалювання. LAY6 формат плати виглядає так:

Фото-вид LAY6 формату:

Фольгований текстоліт для односторонній плати, розмір 24 ​​х 74 мм.

Для встановлення бажаного часу розпалювання та згасання пограйте номіналами резисторів, позначених на друкованій платі зірочками, так само цей час залежить від номіналу електролітичної ємності у схемі розпалювання, розташованої над вихідним гніздом LED (Зі збільшенням номіналу конденсатора збільшиться час).

Звертаємо вашу увагу, що у схемі плавного розпалювання застосовано P-канальний MOSFET. Нижче показано цоколівку транзисторів:

На додаток до статті наводимо ще один приклад схеми з регулятором яскравості та плавним розпалюванням світлодіодів приладової панелі авто:

Розмір архіву із матеріалами статті – 0,4 Mb.

Існують випадки, коли необхідно забезпечити плавне включення світлодіодів, що застосовуються для освітлення або підсвічування, а в деяких випадках і вимкнення. Плавний розпал може знадобитися з різних причин.

По-перше, при миттєвому включенні світло сильно «б'є по очах» і змушує нас щуритися і примружуватися, вичікуючи, поки очі звикнуть до нового рівня яскравості. Цей ефект пов'язаний з інерційністю процесу акомодації ока і, звичайно, має місце не тільки при включенні світлодіодів, але і будь-яких інших джерел світла.

Просто у випадку зі світлодіодами він погіршується тим, що поверхня, що випромінює, дуже мала. Якщо говорити науковою мовою – джерело світла має дуже велику габаритну яскравість.

По-друге, можуть переслідуватися суто естетичні цілі: погодьтеся плавно загоряється або гасне світло - це красиво. Схема живлення світлодіодів має бути вдосконалена належним чином. Розглянемо два різні способи плавного включення та вимкнення світлодіодів.

Затримка RC-ланцюгом

Перше що має спасти на думку людині, знайомій з електротехнікою – введення затримки за допомогою включення до схеми живлення світлодіодів RC-ланцюжка: резистора та конденсатора. Схема наведено на рис.1. При подачі напруги на вхід – напруга на конденсаторі, у міру його заряду, наростатиме за час приблизно рівний 5τ, де τ=RC – постійна часу. Тобто, кажучи простою мовою, час включення світла визначатиметься добутком ємності конденсатора та опору резистора. Відповідно, чим більше ємність та опір, тим довше відбуватиметься розпал світлодіодів. При відключенні живлення конденсатор розряджатиметься на світлодіоди. Час, протягом якого відбуватиметься плавне згасання, також визначатиметься τ, але в цьому випадку замість R у твір увійде динамічний опір світлодіодів. Наприклад, конденсатор на 2200 мкФ і резистор на 1 ком теоретично «розтягнуть» час включення на 2,2 секунди. Природно на практиці це значення відрізнятиметься від розрахункового як за рахунок розкиду параметрів (у електролітичних конденсаторів допуски на номінал зазвичай дуже великі) RC-ланцюга, так і за рахунок параметрів самих світлодіодів. Не слід забувати, що p-n-перехід почне відкриватися і випромінювати світло при певному пороговому значенні. Подана проста схема добре дозволяє зрозуміти принцип дії цього методу, але для практичної реалізації вона мало придатна. Для отримання робочого рішення удосконалимо її запровадженням кількох додаткових елементів (рис.2).
Працює схема так: при включенні живлення конденсатор С1 заряджається через резистор R2, транзистор VT1, у міру зміни напруги на затворі, зменшує опір свого каналу, тим самим збільшуючи струм через світлодіод. Вимкнення живлення призведе до розряду конденсатора через світлодіоди та резистор R1.

Включимо «мозки»…

Якщо схема повинна забезпечити більшу гнучкість і функціональність, наприклад, не змінюючи «залізо» ми хочемо отримати кілька режимів роботи і задавати час розпалювання і згасання більш точно, то час включити в схему мікроконтролер і інтегральний драйвер LED з входом управління. Мікроконтролер здатний з високою точністю відраховувати необхідні інтервали часу та видавати команди на керуючий вхід драйвера у вигляді ШІМ. Перемикання режимів роботи можна передбачити і вивести для цього відповідну кнопку. Необхідно лише сформулювати – що ми хочемо отримати та написати відповідну програму. Як приклад можна навести драйвер потужних світлодіодів LDD-H, який випускається з номінальними значеннями струмів від 300 до 1000 мА та має вхід ШІМ. Схема включення конкретних драйверів зазвичай наводиться у тих. опис виробника (data sheet). На відміну від попереднього способу, час на включення та вимкнення не залежатиме від розкиду параметрів елементів схеми, температури навколишнього середовища або падіння напруги на світлодіодах. Але за точність потрібно буде заплатити – це рішення дорожче.