Semn LED cu aprindere (luminozitate activată): 4 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

În acest instructable am documentat cum să construiesc un semn LED cu un senzor de întuneric / lumină și un circuit de reglare PWM încorporat.

M-am plictisit de Crăciun și am lipit împreună un proiect rapid inspirat de introducerea videoclipului de introducere pe YouTube pentru „GreatScott!”. Mi-a plăcut să-mi pun propriul nume în lumini, dar am crezut că lipirea a mai mult de 150 de LED-uri în paralel nu este atât de provocatoare, așa că m-am gândit să-l fac puțin mai interesant.

Semnele mele LED au un circuit de detectare a întunericului / luminii pentru a porni noaptea și a se opri ziua. Mai târziu am adăugat și un circuit PWM pentru a regla luminozitatea LED-urilor (LED-urile pe care le aveam în coșul meu de gunoi au ajuns să fie super luminoase: -S). Cea mai mare parte a acestei versiuni provine din lucruri pe care le-am avut deja, mai degrabă decât să obțin lucruri noi pentru a economisi bani, așa că înainte să întrebați de ce am folosit componenta X în loc de Y …… acum știți:-)

Pasul 1: Concepte de circuit

Există mai multe moduri diferite în care circuitele luminoase / întunecate pot fi construite, cele mai comune metode utilizează unul dintre următoarele circuite (Toate cele trei utilizează un LDR sau o rezistență dependentă de lumină pe intrarea sa):

• Un temporizator 555 cu un tranzistor pe pinul 3
• Un LDR ca parte a unui divizor de tensiune care declanșează un tranzistor NPN
• Un comparator de tensiune (op-amp / comparator IC)

Din moment ce aveam atât de multe op-amplificatoare și comparatoare asortate în coșul meu de piese, am decis să folosesc un LM311. Comparatorul compară pur și simplu tensiunile de intrare pe intrările sale. Ieșirea este mare atunci când intrările sunt aceleași / mai mari și sau scăzută atunci când o intrare este mai mică decât cealaltă. În cazul meu, când tensiunea LDR este mai mare decât tensiunea de referință setată de potențiometru, ieșirea este ridicată, activând un releu mic, care activează LED-urile controlate de luminozitate. Un condensator este plasat în circuit pentru a preveni comutarea rapidă a releului atunci când tensiunea de intrare oscilează deasupra și sub tensiunea de referință. Un MOSFET ar putea fi folosit aici, dar din nou am rămas o mulțime de relee mici de utilizat, așa că am folosit unul dintre acestea.

Pentru circuitul PWM am folosit temporizatorul clasic 555 variază tensiunea la LED-uri (vezi schema atașată).

Notă: în schema PWM Rload este matricea LED pe care doriți să o controlați, în schema de luminozitate Rload este tehnic circuitul PWM în acest caz, dar puteți schimba sarcina direct dacă doriți.

Pasul 2: Construiți un circuit de testare

Din schemele am construit circuite de testare pe două panouri separate și am testat inițial folosind un singur LED. Partea dreaptă este detectorul întuneric / luminos, iar partea stângă este circuitul PWM. Circuitul detectorului de luminozitate pornește / oprește întregul circuit, iar circuitul PWM reglează tensiunea de alimentare la matricea LED.

Intenția mea era să opresc un încărcător de telefon mobil de 5V, 1A printr-un conector micro usb breakout. Circuitul a fost predispus la comutare rapidă aproape de punctul său de comutare (în special la amurg când nivelurile de lumină sunt de o luminozitate intermediară), așa că am plasat un condensator mare inutil de 2200 uF pe tranzistor pentru a menține tensiunea de comutare în timpul scufundărilor de tensiune. În funcție de cantitatea de curent, chiuveta dvs. de sarcină va determina rezistența efectivă la sarcină și, astfel, face parte dintr-o rețea RC cu condensatorul. Cantitatea de timp în care condensatorul deține tensiunea de încărcare poate fi găsită folosind formula constantă de timp t = R x C. Ar trebui să puteți calcula o valoare adecvată folosind această formulă. În realitate, ar trebui să păstrați componentele de stocare a energiei, cum ar fi condensatoarele, cât mai reduse posibil, pentru a minimiza consumul de energie inutil.

Am folosit Loch-Master pentru a distanța un nume pe care am vrut să-l lipesc cu LED-urile de 5 mm. Îmi place să folosesc o bandă longitudinală de 2,54 mm (denumită și veroboard). Toate LED-urile sunt lipite în paralel (aceasta nu este o practică bună, acolo unde este posibil, ar trebui să limitați curentul la fiecare LED individual cu un rezistor separat).

Pasul 3: Asamblare

Următorul pas implică o cantitate inutilă de adeziv fierbinte. Este perfect pentru oamenii leneși ca mine care doresc doar să se alăture lucrurilor rapid.

Odată ce am trasat numele folosind Loch-master, am lipit toate LED-urile în paralel. Ambele circuite PWM și luminozitate au fost lipite pe o singură bucată de panou. LDR a fost separat de circuitul principal pe cablurile de zbor, astfel încât senzorul în sine să poată fi lipit într-o gaură din partea din față a cadrului. Acestea au fost apoi montate pe o bucată de PVC izolant, care a fost apoi lipită pe partea din spate a matricei LED.

Cunoscând dimensiunile matricei LED de la Loch-Master, am realizat o ramă din PVC negru pentru a înconjura matricea LED și a arăta frumoasă. Am făcut un șablon pentru a se potrivi pe o pagină A4, astfel încât acesta să poată fi tipărit pe hârtie și așezat peste foamboard negru de 5 mm. Am lipit apoi șablonul folosind bandă de mascare și am decupat cu atenție mijlocul și marginile cu un cuțit de ambarcațiuni. De asemenea, am făcut una potrivită, fără decupaj în mijloc pentru spate. Surround-ul a fost apoi oferit până la matricea LED și pur și simplu lipit. Ambele circuite au fost apoi lipite de partea din spate a plăcii cu LED-uri (observați că acestea au fost separate folosind ceva PVC).

În cele din urmă a fost adăugat un panou din spate folosind șuruburi M3 introduse din față și distanțieri negri (stand-off) fixați în ele. Acest lucru a permis ca panoul din spate să fie filetat deasupra și menținut în poziție de șase piulițe și șaibe M3.

Pasul 4: Bucurați-vă

Sper că v-a plăcut acest proiect sporadic de weekend. Există o mulțime de spațiu de îmbunătățit în acest sens, deoarece a fost doar un pic distractiv, dar sper că v-am inspirat să vă faceți propriile. Puteți utiliza doar circuitul PWM pe cont propriu și puteți varia luminozitatea LED-urilor în funcție de nivelurile de lumină, în funcție de ora din zi.

Principiile circuitului pot fi utilizate pentru alte lucruri interesante, cum ar fi termostatele (schimbați LDR cu un termistor) sau comenzile de turație variabilă ale motorului cu circuitul PWM.