Как регулировать яркость светодиодной ленты: Как регулировать яркость и цвет светодиодных ламп? 6 готовых решений
Как регулировать яркость и цвет светодиодных ламп? 6 готовых решений
Содержание
Типы светодиодного освещения
Прежде чем говорить про регулировку работы светодиодов, нужно разобраться, какие они бывают и как подключаются к сети. Это важно как на этапе выбора осветительных приборов, например, если у вас новая квартира и вы только подбираете лампочки, так и при наличии готовой системы освещения. Вы поймете, какой вариант вам подходит и какие дополнения могут потребоваться.
Для справки: светодиоды могут изменять яркость свечения при изменении силы тока. Регулировать этот ток нужно при определенном значении напряжения.
Лампочки с рабочим напряжением 220 В
Это светодиодные лампочки, например, с цоколем Е14 и Е27, которые устанавливаются в светильники, бра, люстры, напрямую подключенные к сети 220 В. Но не все могут менять свечение – нужны диммируемые лампы, о которых мы расскажем во втором блоке статьи.
Светодиоды с напряжением 12 – 24 В
Такие источники света используются в потолочных светильниках, споттерах и других приборах с цоколем, например, G4, GX57, G5.3. Низковольтными считаются светодиодные LED-ленты, для их работы используется драйвер. Управление осуществляется через контроллер, о котором мы расскажем далее – в числе готовых решений.
Готовые решения
Мы собрали самые популярные товары на рынке осветительных устройств. С их помощью вы сможете управлять интенсивностью и цветовым оттенком ламп. У нас получился список из 6 пунктов.
1. Для плавного изменения яркости диммером
Диммируемые лампочки – это светоизлучающие устройства с плавно изменяемой интенсивностью светового потока. Для регулировки нужно дополнительное приспособление – диммер. Он может устанавливаться на место выключателя, если нужно регулировать освещение встроенных электроосветительных приборов. В светильниках и бра может быть предусмотрен регулятор с вращающимся колесиком – тот же диммер, но установленный непосредственно на проводе к осветительному прибору.
Современные диммеры могут иметь поворотный, нажимной или поворотно-прижимной регулятор. Есть модели, которыми можно управлять дистанционно – с пульта или звуковыми командами. При выборе стоит обратить внимание на максимально допустимую мощность подключаемых лампочек. Например, ее значение может составлять 300, 400 или 600 Вт.
2. Для шаговой регулировки яркости
В этом сегменте вы найдете диммируемые лампочки с маркировкой step dimmable. К примеру, такие есть у бренда Gauss. Интенсивность свечения у них меняется не плавно, а ступенчато. Диммер не нужен – достаточно серийного нажатия на обычный выключатель. С каждым щелчком яркость меняется.
Например, запрограммированный цикл может быть таким: яркость 100% (максимальная) – яркость 75% – яркость 50% – яркость 20% (минимальная) – яркость 100% (максимальная) – далее по кругу.
3. Для шаговой регулировки цветовой температуры
Такое решение необходимо для многофункциональных помещений, которые в разные часы могут быть местом отдыха, работы, семейных встреч. Эту задачу решают лампы с регулировкой цветовой температуры между нейтральным (белым) и теплым (желтым) свечением. Изменение этого параметра осуществляется пошагово – при каждом нажатии на выключатель.
4. Для шагового переключения между белым цветом и УФ-режимом
Существуют бактерицидные лампы, которые выполняют две функции – освещение и обеззараживание помещения. Регулировка осуществляется так же, как у предыдущих шаговых устройств: при нажатии на выключатель можно выбрать нужный режим – освещение или стерилизация. За счет ультрафиолетового излучения уничтожается до 99% известных бактерий. В зависимости от мощности одна лампа способна охватить помещение площадью до 10 – 20 кв. м. Использовать ее рекомендуется в светильниках с открытым плафоном.
5. Для шаговой регулировки цвета
- Лампы RGB – имеют стандартный цоколь, например, Е14 или Е27, а переключение по цветам осуществляется при каждом нажатии на выключатель.
К примеру, такие модели есть в ассортименте бренда Volpe. Их используют в качестве декоративной подсветки, дизайнерских решений и элементов оформления.
- Светодиодные ленты RGB – встраиваются в конструкции подвесных потолков, ниш, кухонных гарнитуров. Эти источники света могут играть роль дополнительной и декоративной подсветки. Имеют низковольтное напряжение – 12 или 24 В, поэтому подключаются к сети через адаптер. Для смены режимов используется RGB-контроллер, управляемый с пульта. Как правило, наиболее удобным решением является покупка набора, в который входит все необходимое для подключения и работы такой системы.
6. Для плавной регулировки яркости и цвета по Wi-Fi
Такие решения используются в системе умного дома, которая позволяет управлять всеми процессами с мобильного телефона. К примеру, у производителя Gauss вышла серия для освещения – она называется «Умный свет» и включает в себя светодиодные лампы различной формы. Их можно объединять в группы через приложение и задавать настройки. Вы сами устанавливаете временной интервал диммирования – от 0 до 100 секунд. Для вашего комфорта предусмотрены световые режимы по расписанию, например, «Пробуждение» и «Перед сном». Можно задействовать режим «Отпуск» на время длительного отсутствия, чтобы создать иллюзию нахождения в доме людей.
У бренда Rubetek тоже есть лампочки, светом которых можно управлять по Wi-Fi. Например, у модели RL-3103 меняется интенсивность и цвет – предусмотрено более 16 млн оттенков. Для работы надо скачать на телефон приложение rubetek. Вы сможете настраивать разные режимы и задействовать функцию «Имитация присутствия владельцев». Умная лампа синхронизируется с помощниками Сири и Алиса.
Светодиодные лампы с Wi-Fi очень экономичны – они потребляют в 5 раз меньше энергии, чем лампы накаливания. А за счет снижения интенсивности яркости можно сэкономить еще больше электроэнергии.
Все ваши плюсы
Изменяемая яркость и цветность ламп – сравнительно новое решение на рынке освещения. И если лампочки, которые включаются по хлопку или датчику движения, есть даже в подъездах домов, то другие технологии остаются пока без внимания. А зря! Ведь управление освещением открывает массу возможностей.
- Экономия – уменьшив интенсивность светового потока, можно снизить энергопотребление.
- Функциональность – одну лампочку удается использовать для разных целей: работы, отдыха, чтения, дежурного освещения.
- Комфорт – настраивайте свет так, как вам удобно: для расслабления и медитации или наоборот, для сосредоточенной деятельности.
- Стиль – изменяемый оттенок или цвет может стать частью дизайнерского оформления жилых помещений, кафе, ресторанов, зон коворкинга, клубов и детских центров.
- Шаг вперед – светодиодные технологии освещения используются в системах умного дома и синхронизируются с голосовыми помощниками.
А какое решение для управления освещением выберете вы? Светодиодные технологии открывают массу возможностей! Выбирайте то, что нужно вам – в нашем каталоге.
Контроллеры для светодиодных лент
Порой недостаточно просто включать и выключать источники света, возникает необходимость управлять ими – регулировать яркость, менять цвет свечения, включать различные статические или запускать динамические эффекты. Для управления светодиодной лентой в подобных случаях существуют специальные устройства – контроллеры светодиодных лент. В данной статье рассмотрим, какими бывают контроллеры, чем они отличаются друг от друга и как подобрать контроллер под определенные цели. Начнем с самого простого.
Регулировка яркости светодиодной ленты.
Для регулировки яркости свечения белой (или цветной одноцветной) ленты предназначен диммер светодиодной ленты. Управлять яркостью возможно со встроенного в стену диммера или с пульта дистанционного управления. Встроенные диммеры используются реже. Это связанно с тем, что для их подключения, как правило, необходимо прокладывать в стенах дополнительные провода, что не всегда возможно.
Наиболее простой и распространенный вариант – это когда диммер представляет собой комплект, в который входит пульт дистанционного управления и сам диммер. Такие диммеры позволяют управлять одной зоной подсветки, что во многих случаях вполне достаточно.
Когда ставится задача управлять с одного пульта несколькими зонами подсветки в одной комнате (например, потолок, шторы, ниша и т.п.) или управлять с одного пульта светом в разных комнатах, тогда используются многозоновые системы управления. В таких системах один пульт и несколько диммеров (по количеству зон) приобретаются раздельно и диммеры программно привязываются к нужной зоне управления.
Бывают случаи, когда необходимо диммировать светодиодную ленту вместе с лампами накаливания или люминесцентными лампами, но следует помнить, что диммеры для таких ламп не могут использоваться для регулировки яркости светодиодной ленты. Это обусловлено тем, что для управления светодиодной лентой используется метод широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Метод ШИМ состоит в том, что на светодиод подается не постоянное напряжение, а импульсно-модулированный ток, который может регулироваться с помощью диммеров и RGB контролеров.
Справиться с такой задачей управления помогают диммеры TRIAC (работают с тирристорными регуляторами мощности), диммеры с управлением 0-10V (работают с панелями управления 1-10 V) или диммеры с управлением DMX (работают с цифровыми панелями и пультами управления).
Также существуют диммеры, работающие совместно с датчиками освещенности, они регулируют яркость ленты в зависимости от степени освещенности.
Управление цветом многоцветной светодиодной ленты.
Для управления RGB лентой предназначен RGB контроллер светодиодной ленты. RGB-контроллер позволяет не только выбирать из трех цветов RGB-ленты (красного, зеленого и синего), но и смешивать их, получая разнообразные оттенки. В RGB-контроллер уже заложены функции диммера, поэтому нет необходимости покупать отдельное устройство для регулировки яркости. Он также позволяет выбрать скорость и плавность смены цветов свечения. В память RGB контроллера уже заложены программы световых эффектов, например, плавное перетекание из одного цвета в другой, а более «продвинутые» модели поддерживают создание собственных простых программ.
Способы управления RGB контроллерами такие-же, как и рассмотренные выше способы управления диммерами, то есть, они тоже могут быть проводными, беспроводными, могут комплектоваться IR (инфракрасными) или RF (радиочастотными) пультами управления, работать по аналоговому протоколу 1-10 V или цифровому DMX и DALI, управлять одной или несколькими зонами.
Для управления многоцветной светодиодной лентой RGB+W (Red, Green, Blue + White), объединившей в себе RGB ленту и ленту белого свечения, предназначен RGB+W контроллер. Он отличается от RGB контроллера наличием 4 канала для белого света.
Управление оттенком белого цвета мультибелых светодиодных лент.
Для управления мультибелыми светодиодными лентами (MIX, TRIX), на которых установлены белые светодиоды с разной цветовой температурой свечения (холодные, дневные, теплые), используется MIX контроллер. Он отличается от RGB контроллера тем, что позволяет выбирать цвет свечения из оттенков белого цвета от холодного до теплого белого.
Управление сложными системами освещения.
Оно осуществляется с помощью различных цифровых протоколов. На нашем сайте представлены контроллеры и декодеры, работающие по протоколам DMX и DALI.
Управление DMX используется для создания сложных световых эффектов и позволяет управлять до 170 RGB источников света и до 512 белых.
Управление DALI часто интегрируется с системой «Умный дом» и позволяет управлять до 64 источников света.
Управление лентами бегущей волны.
Существуют также контроллеры, которые управляют специальными лентами – лентами бегущей волны. При помощи таких контроллеров и ленты можно создавать эффект бегущих по ленте огней. В таких контроллерах, как правило, зашиты порядка 100 программ, реализующие различные эффекты бегущих огней (смена цвета, скорости, нарастание яркости, убывание яркости и т.п.)
Управление пиксельными лентами и модулями.
Отдельный класс контроллеров и соответствующих лент и светодиодных модулей к ним – это пиксельные контроллеры. В них реализовано независимое управление каждым RGB светодиодом на ленте или каждым RGB модулем. При помощи таких контроллеров можно строить различные световые панно с отображением на них любой информации, вплоть до создания движущихся картинок. Программа для такого контроллера создается самим пользователем при помощи специализированного программного обеспечения и переносится на карту памяти, которая затем устанавливается в контроллер. На одну карту памяти можно записать несколько программ и запускать необходимую.
Дополнительная информация.
Следует учитывать, что каждый из контроллеров рассчитан на определенную мощность и если требуется подключить большое количество светодиодной ленты, то необходимо использовать RGB усилитель.
Как подключить светодиодную ленту с использованием контроллеров и усилителей Вы можете узнать в разделе «Схемы подключения» нашего сайта.
Способы регулировки яркости светодиодной ленты
Не стоит думать, что регулировка яркости светодиодной ленты – задача архитрудная. Снизить сетевое напряжение можно методом ШИМ (широтно-импульсной модуляции) или при помощи RGB-контроллера. Слово сложное, а реализация простая.
Потребуется управляющий модуль на базе блока питания, к которому будут присоединены конвертер и контроллер, либо RGB-контроллер, который управляет цветом.
Первое устройство реализовано в виде микросхемы.
Суть ШИМ-метода регулировки яркости светодиодной ленты
При отсутствии постоянного напряжения ток подается на светодиод импульсно. Безусловно, это приводит к сокращению светового потока. Частота импульсов может принимать значение от нескольких сотен до нескольких тысяч герц. Временные же промежутки между ними зависят от параметров самого светодиода, равны десятым, а то и сотым долям секунды.
Глаз человека не в состоянии воспринимать подобную частоту мерцания. Следовательно, при сокращении светового потока у человека сохраняется впечатление, что светодиод работает в рядовом режиме. Значит, доступно регулировать световой поток в том или ином временном периоде. Встроенный генератор управляющего блока корректирует частоту импульсов, а его переменный резистор и импульсные диоды меняет яркости.
При подобном диммировании цветовая температура светодиода сохраняется. Для сравнения, в лампах накаливания диммирование сопровождается смещением обычного спектра в сторону желто-оранжево-красного диапазона.
Таким образом, регулировка яркости светодиодной ленты ШИМ-методом (диммированием) является эффективной и выгодной. Именно поэтому такой способ часто применяется при реализации различных дизайнерских проектов.
Регулировка яркости светодиодной ленты при помощи контроллера RGB
Регулировать яркость светодиодного свечения можно путем подключения к каналу контроллера RGB. Мощность этого устройства рассчитана на три сорокаваттных канала. Следовательно, к каждому каналу допустимо подсоединить лишь по одному отрезку светодиодной ленты. Если требуется обеспечить мощность свыше 120 Вт, придется задействовать усилитель или прочие каналы RGB-контроллера.
В случае использования контроллера RGB регулировка яркости светодиодной ленты осуществляется за счет изменения цветовых оттенков в RGB-светодиодах. При изменении общего светового потока на каждом цветовом кристалле на выходе получаются лучи иной яркости.
Схемы подключения
Регулировка яркости светодиодной ленты RGB контроллером
Регулировка яркости одноцветной светодиодной ленты диммером
Каталог(цены, наличие, тех. Новостииюнь, 2021 Бренд ARLIGHT INTELLIGENT – участник программы DALI Alliance Поздравляем нашего генерального партнера и поставщика Arlight с очередным профессиональным достижением!Подробнее июнь, 2021 Arlight — в Ассоциации Производителей Светодиодов! Рады сообщить, что наш генеральный партнёр и поставщик, компания-производитель Arlight вступила в АПСС.Подробнее май, 2021 ARPV-LV-LINEAR — монтаж в профиль Представляем вашему вниманию еще одну серию источников напряжения ARPV-LV-LINEAR компактных габаритов.Подробнее |
В разделе 694 позиций. ![]() Порой обычного свечения светодиодной ленты недостаточно и хочется большего разнообразия. В этом случае на помощь приходят устройства управления светодиодными лентами. Выбор таких устройств и их возможностей довольно обширен и зависит от ваших пожеланий, требований и целей использования. Регулировка яркости, выбор цвета свечения светодиодной ленты, программирование динамических эффектов – всё это позволят воплотить контроллеры для светодиодных лент. Управлять можно любой светодиодной лентой, как одноцветной, так и многоцветной RGB-лентой. Выбор устройства управления светом зависит от ваших требований и того, чем нужно управлять.
Управлять лентами можно различными способами. Это могут быть следующие варианты.
Для создания более сложных систем управления освещением используются контроллеры, работающие по различным цифровым протоколам.
|
Простой регулятор яркости для светодиодной ленты. Способы управления яркостью свечения светодиодов с помощью импульсных драйверов
Светодиодные ленты — это удобный источник освещения, который нашел свое применение в дизайне не только домашних интерьеров, но и в оформлении других помещений, например, торговых. Такие приборы не только работают как источники света, но также привлекают внимание покупателей.
Иногда нужно не просто включать и выключать свет, временами требуется менять его яркость, изменять тон или цвет свечения, использовать различные визуальные эффекты. Для этой цели используются .
Светодиодная лента — это осветительный прибор , изготовленный на основе гибкой платы, на которой через одинаковое расстояние смонтированы полупроводниковые светодиоды.
Особенность полупроводниковых диодов состоит в нелинейности их вольт-амперной характеристики. Это означает, что после некоторого значения даже небольшое изменение напряжения может вызвать резкий рост тока , протекающего через диод, и привести к выходу его из строя.
Поэтому для управления такими устройствами необходимо использовать источники стабильного тока.
Учитывая эти особенности, для обеспечения стабильности нельзя использовать обычную большого номинала и источником напряжения с большой ЭДС, так как это приведет к тому, что на резисторе будет рассеиваться значительно большая мощность, чем необходимо для включения светодиода .
Для подключения должны использоваться источники, имеющие достаточно низкое напряжение и способные поддерживать стабильный ток. Для лент такие источники имеют вид отдельного блока питания с напряжением в 12/24 В и ограниченным током , а ограничительные монтируются на самой полосе.
Основные виды
Основная задача диммера состоит в управлении яркостью и регулировании мощности прибора. Виды регуляторов для светодиодных лент можно классифицировать по нескольким признакам.
Также они могут различаться и по другим признакам: использованию беспроводных технологий, типу этих технологий (инфракрасные или радиочастотные), по используемому протоколу, по количеству каналов.
Схема подключения к устройству
Способ подключение зависит от типа ленты и поставленных целей и задач . В зависимости от этого выбирается тип контроллера. Схему подключения диммера смотрите .
Схема подключения сенсорного диммера для светодиодной ленты своими руками с целью регулировки освещения помещения представлена на фото:
Одноцветная
На одноцветных — стоят светодиоды только одного цвета , например, белого. Можно регулировать только яркость их свечения. Для регулирования яркости используются диммеры с одним каналом, их подключают сразу после источника питания.
Видео-инструкция, как подключить диммер для одноцветной светодиодной ленты на 12 Вольт своими руками:
RGB
RGB-ленты это трехцветные светодиодные приборы , которые использую три основных цвета – красный, синий и зеленый для передачи разных оттенков. При одновременном включении всех трех цветов получается белый цвет. Для управления нужно использовать контроллеры с тремя каналами.
Таким образом можно не только включать каждый цвет по отдельности, но и смешивать их, регулируя яркость каждого. Кроме цвета можно также регулировать скорость изменения цветов. RGB-контроллер также подключается после источника питания.
Преимущества и недостатки
Преимущества :
Недостатки регуляторов с управляемым источником тока :
- Рассеиваемая на светодиоде мощность сильно меняется в зависимости от проходящего через него тока.
Это влияет на нагрев диода и влечет другие последствия.
- По причине нагрева сильно меняются характеристики светодиода, даже такие, как спектр его излучения.
- Нагрев элемента плохо влияет на долговечность его работы.
Недостатки регуляторов с ШИМ-регулированием :
- Мерцание . ШИМ-регуляторы, особенно недорогие, достаточно заметно мерцают. Это хорошо заметно при небольшой яркости, что пагубно влияет на здоровье глаз, а также может вызвать утомление и головную боль.
Наиболее продвинутые модели регуляторов сочетают в себе схемы как аналогового управления, так и широтно-импульсной модуляции, что дает возможность использовать преимущества обоих методов , позволяя исключить недостатки каждого из них.
Светодиодные ленты — это не только энергосберегающий осветительный прибор, это средство декора и привлечения внимания.
Современные диммеры позволяют управлять яркостью и цветом светодиодов . Широкий выбор дает возможность оптимально подобрать устройство для любых целей.
Видео о применении и подключении диммера для светодиодной ленты с сенсорным пультом:
Rich Rosen, National Semiconductor
Введение
Экспоненциальный рост количества светодиодных источников света сопровождается столь же бурным расширением ассортимента интегральных схем, предназначенных для управления питанием светодиодов. Импульсные драйверы светодиодов давно заменили неприемлемые для озабоченного экономией энергии мира прожорливые линейные регуляторы, став для отрасли фактическим стандартом. Любые приложения, от ручного фонарика до информационных табло на стадионах, требуют точного управления стабилизированным током. При этом часто бывает необходимо в реальном времени изменять интенсивность излучения светодиодов. Управление яркостью источников света, и, в частности, светодиодов, называется диммированием. В данной статье излагаются основы теории светодиодов и описываются наиболее популярные методы диммирования с помощью импульсных драйверов.
Яркость и цветовая температура светодиодов
Яркость светодиодов
Концепцию яркости видимого сета, испускаемого светодиодом, понять довольно легко. Числовое значение воспринимаемой яркости излучения светодиода может быть легко измерено в единицах поверхностной плотности светового потока, называемых кандела (кд). Суммарная мощность светового излучения светодиода выражается в люменах (лм). Важно понимать, также, что яркость светодиода зависит от средней величины прямого тока.
На Рисунке 1 изображен график зависимости светового потока некоторого светодиода от прямого тока. В области используемых значений прямых токов (I F) график исключительно линеен. Нелинейность начинает проявляться при увеличении I F . При выходе тока за пределы линейного участка эффективность светодиода уменьшается.
При работе вне линейной области значительная часть подводимой к светодиоду мощности рассеивается в виде тепла. Это потраченное впустую тепло перегружает драйвер светодиода и усложняет тепловой расчет конструкции.
Цветовая температура светодиодов
Цветовая температура является параметром, характеризующим цвет светодиода, и указывается в справочных данных. Цветовая температура конкретного светодиода описывается диапазоном значений и смещается при изменении прямого тока, температуры перехода, а также, по мере старения прибора. Чем ниже цветовая температура светодиода, тем ближе его свечение к красно-желтому цвету, называемому «теплым». Более высоким цветовым температурам соответствуют сине-зеленые цвета, называемые «холодными». Нередко для цветных светодиодов вместо цветовой температуры указывается доминирующая длина волны, которая может смещаться точно также, как цветовая температура.
Способы управления яркостью свечения светодиодов
Существуют два распространенных способа управления яркостью (диммирования) светодиодов в схемах с импульсными драйверами: широтно-импульсная модуляция (ШИМ) и аналоговое регулирование. Оба способа сводятся, в конечном счете, к поддержанию определенного уровня среднего тока через светодиод, или цепочку светодиодов. Ниже мы обсудим различия этих способов, оценим их преимущества и недостатки.
На Рисунке 2 изображена схема импульсного драйвера светодиода в конфигурации понижающего преобразователя напряжения. Напряжение V IN в такой схеме всегда должно превышать сумму напряжений на светодиоде и резисторе R SNS . Ток дросселя целиком протекает через светодиод и резистор R SNS , и регулируется напряжением, подаваемым с резистора на вывод CS. Если напряжение на выводе CS начинает опускаться ниже установленного уровня, коэффициент заполнения импульсов тока, протекающего через L1, светодиод и R SNS увеличивается, вследствие чего увеличивается средний ток светодиода.
Аналоговое диммирование
Аналоговое диммирование — это поцикловое управление прямым током светодиода. Проще говоря, это поддержание тока светодиода на постоянном уровне. Аналоговое диммирование выполняется либо регулировкой резистора датчика тока R SNS , либо изменением уровня постоянного напряжения, подаваемого на вывод DIM (или аналогичный вывод) драйвера светодиодов. Оба примера аналогового управления показаны на Рисунке 2.
Аналоговое диммирование регулировкой R SNS
Из Рисунка 2 видно, что при фиксированном опорном напряжении на выводе CS изменение величины R SNS вызывает соответствующее изменение тока светодиода. Если бы было возможно найти потенциометр с сопротивлением менее одного Ома, способный выдержать большие токи светодиода, такой способ диммирования имел бы право на существование.
Аналоговое диммирование с помощью управления напряжением питания через вывод CS
Более сложный способ предполагает прямое поцикловое управление током светодиода с помощью вывода CS. Для этого, в типичном случае, в петлю обратной связи включается источник напряжения, снимаемого с датчика тока светодиода и буферизованного усилителем (Рисунок 2). Для регулировки тока светодиода можно управлять коэффициентом передачи усилителя. В эту схему обратной связи несложно ввести дополнительную функциональность, такую, например, как токовую и температурную защиту.
Недостатком аналогового диммирования является то, что цветовая температура излучаемого света может зависеть от прямого тока светодиода. В тех случаях, когда изменение цвета свечения недопустимо, диммирование светодиода регулированием прямого тока применяться не может.
Диммирование с помощью ШИМ
Диммирование с помощью ШИМ заключается в управлении моментами включения и выключения тока через светодиод, повторяемыми с достаточно высокой частотой, которая, с учетом физиологии человеческого глаза, не должна быть меньше 200 Гц. В противном случае, может проявляться эффект мерцания.
Средний ток через светодиод теперь становится пропорциональным коэффициенту заполнения импульсов и выражается формулой:
I DIM-LED = D DIM × I LED
I DIM-LED — средний ток через светодиод,
D DIM — коэффициент заполнения импульсов ШИМ,
I LED — номинальный ток светодиода, устанавливаемый выбором величины сопротивления R SNS (см. Рисунок 3).
Рисунок 3. |
Модуляция драйвера светодиодов
Многие современные драйверы светодиодов имеют специальный вход DIM, на который можно подавать ШИМ сигналы в широким диапазоне частот и амплитуд. Вход обеспечивает простой интерфейс со схемами внешней логики, позволяя включать и выключать выход преобразователя без задержек на перезапуск драйвера, не затрагивая при этом работы остальных узлов микросхемы. С помощью выводов разрешения выхода и вспомогательной логики можно реализовать ряд дополнительных функций.
Двухпроводное ШИМ-диммирование
Двухпроводное ШИМ-диммирование приобрело популярность в схемах внутренней подсветки автомобилей. Если напряжение на выводе VINS становится на 70% меньше, чем на VIN (Рисунок 3), работа внутреннего силового MOSFET транзистора запрещается, и ток через светодиод выключается. Недостаток метода заключается в необходимости иметь схему формирователя сигнала ШИМ в источнике питания преобразователя.
Быстрое ШИМ-диммирование с шунтирующим устройством
Запаздывание моментов включения и выключения выхода конвертора ограничивает частоту ШИМ и диапазон изменения коэффициента заполнения. Для решения этой проблемы параллельно светодиоду, или цепочке светодиодов, можно подключить шунтирующее устройство, такое, скажем, как MOSFET транзистор, показанный на Рисунке 4а, позволяющий быстро пустить выходной ток преобразователя в обход светодиода (светодиодов).
а) | |
б) | |
Рисунок 4. | Быстрое ШИМ диммирование (а), формы токов и напряжений (б). |
Ток дросселя на время выключения светодиода остается непрерывным, благодаря чему нарастание и спад тока перестают затягиваться. Теперь время нарастания и спада ограничивается только характеристиками MOSFET транзистора. На Рисунке 4а изображена схема подключения шунтирующего транзистора к светодиоду, управляемому драйвером LM3406 , а на Рисунке 4б показаны осциллограммы, иллюстрирующие различие результатов, получаемых при диммировании с использованием вывода DIM (сверху), и при подключении шунтирующего транзистора (внизу). В обоих случаях выходная емкость равнялась 10 нФ. Шунтирующий MOSFET транзистор типа .
При шунтировании тока светодиодов, управляемых преобразователями со стабилизаций тока, надо учитывать возможность возникновения бросков тока при включении MOSFET транзистора. В семействе драйверов светодиодов LM340x предусмотрено управление временем включения преобразователей, что позволяет решить проблему выбросов. Для сохранения максимальной скорости включения/выключения емкость между выводами светодиода должна быть минимальной.
Существенным недостатком быстрого ШИМ-диммирования, по сравнению с методом модуляции выхода преобразователя, является снижение КПД. При открытом шунтирующем приборе на нем рассеивается мощность, выделяющаяся в виде тепла. Для снижения таких потерь следует выбирать MOSFET транзисторы с минимальным сопротивлением открытого канала R DS-ON .
Многорежимный диммер LM3409
- Глаз «инструмент» хороший, но без «численных» значений. Только спектрометр может что-то конкретное показать. Ссылку плиз. И Вы серьёзно верите, что что-то делается за пределами «Китая» (азиатские страны)?
- Ссылочку, пожалуйста.
- =Влад-Перм;111436]Владимир_007
«Что бы продлить срок службы, рядом с ним ставят (в притык) еще несколько светодиодов,»? — У меня много светодиодов стоит рядом, чтобы увеличить суммарную яркость………..
Я извиняюсь, чисто случайно попал на эту ветку повторно. Номеров 6 — 8 назад в радиолоцмане была статья, где так же вставлял свою реплику. За качество изделий на светодиодах упоминать не скромно, пару журнало назад у автомобилиста была статья на фары — о перегреве светодиода.
Так 6 — 8 номеров назад в статье была схемка драйвера, представляющая собой переключатель гирлянд на 4 канала. «благодаря драйверу, увеличиваем срок службы светодиода в 4 раза за счет того, что он работает в 4 раза реже, так же 2_й +, продолжительность работы кристалла диода с графиком по экспоненте увеличивает срок службы за счет уменьшения температуры кристалла» — примерно дословно на память.
Что касается фотографирования фар — светодиод, это стробоскоп для человеческого глаза, но с очень большой скоростью переключения и пока ни кто не похвастался увеличением (послесвечения) светодиода после пропадания напряжения.
- Уважаемый Владимир_666, здравствуйте. С чего Вы это решили? При питании светодиода постоянным током формируется непрерывный поток светового излучения. При питании импульсным током — формируются световые импульсы. Светодиод безынерционен. Это его замечательное свойство широко используется при передаче цифровой информации по оптическому волокну со скоростью десятки Гигабайт в секунду и более. Для него и люминофор нужен соответствующий, не создающий послесвечения. Полагаю, Вы это прекрасно понимаете. Говоря про стробоскоп Вы, очевидно, имеете ввиду отдельные кванты света. Но их пока не научились использовать по отдельности. Непонятно, кто и за что поставил «минус»?
- САТИР,
Вы отчасти травы в том, что Светодиод безинерционен. Это справедливо для светодиодов с «голым» кристаллом. Белые светодиоды разрабатываемые для освещения имеют слой люминофора. А он имеет некоторое время послесвечения (несколько миллисекунд), что вполне достаточно при питании импульсами с частотой в килогерцы.
Кроме того, в драйверах устанавливается фильтрующий конденсатор.
- Уважаемый lllll, здравствуйте. Совершенно с Вами, абсолютно. Согласитесь, ведь люминофор лишь принадлежность самого светодиода для придания ему нужных свойств.
- Добрый день. Под словом стробоскоп с большой частотой — я подразумевал именно стробоскоп. Если взять свечение обычной лампочки у которой максимальное напряжение 220В и минимальное 0 и это с частотой 50 Гц — температура нити при 220В — 2200 градусов, но когда напряжение падает до 0 и опять поднимается до 220В, температура нити не падает до 0, а опускается до 1500 — 1800 градусов, что мы и видим «не вооружонным глазом». Что касается светодиода — у них принцип работы — стробоскоп, с большой скоростью переключения, который не видно человеческим глазом, но это не говорит о не влиянии на зрение. Что касается передачи данных гигпбайты в секунду — обычно передачу данных передают (азбукой морзе, мигающей лампочкой), я понимаю, что бы человеку поставить (-), можно быть и тупым, если Вы по отзывам людей считаете себя так же умным — определитесь сами где у Вас постоянно горящая лампочка и кому из нас нужно ставить -.
- Ну как-бы 50 Гц. это две полу синусоиды и реально моргают 100 Гц. и напряжение амплитудное около 300 В. Кто Вам такое сказал? Или где Вы это прочитали? О принципе работы почитайте в «Вике», а тема вроде о питании светодиодов. Нормальный драйвер питает светодиод постоянным таком. ШИМ регуляторы применяются только если надо ДЁШЕВО уменьшить яркость свечения. Хороший драйвер, опять же, умеет уменьшать ток на светодиод без использования ШИМ. ШИМ применяют в фонариках многорежимных — и если драйвер хоть немного адекватный частота ШИМ от нескольких кГц. Совсем незаметно при любом использовании. Ага, у меня тоже, когда винчестер данные передаёт, «лампочка» (светодиод) мигает, быстро так мигает! Это она данные передаёт!
- Не трогайте Владимира666. Не понимает он как работает светодиод. И, очевидно, не поймет. Придумал для себя объяснение неправильное и толкает его всем налево и на право.
- Всё выше сказанное — с точностью «до наоборот»
- ctc655 я думаю я Вам в понятной форме расписал, что постоянно горящая лампочка не может передавать информацию, если Вы пытаетесь своими действиями не профессиональными защитить производителей светодиодов со своей минусовкой
- Спасибо Владимир666.
Мое мнение о вас не улучшилось. Увы. Еще в детстве, лет 38 назад делали светотелефон на ЛАМПОЧКЕ. Запитана была от постоянного тока. Работало. Информацию передавал. Другое дело с какой скоростью, если можно так сказать. А вот ваше представление о работе светодиода — бред. То он у вас разрядник, то стробоскоп. Молодеж почитает и потом начнет говорить чушь. Если тяжело понять, не лезьте. За это и получили -1. Это оценка информативности сообщения. ВАаши сообщения не только не несут информативности, но еще и дают ошибочное представление о теме. Там где нет такой большой ахинеи, я ничего не ставлю.
- Просмотрите тему на этом же сате, что бы было понятно почему повторно!
http://www….007#post199007
Обсуждение: Осветительные приборы на основе светодиодов переменного тока находят свою нишу и, возможно, выйдут за ее пределы
Мне так же не 10 и не 30 лет, но Вам почитать будет полезно. Увеличить знания кроме высокотехнологичного прибора с р-п переходом. Интересно, как же Вы 30 лет назад лампочкой горящей на постоянном токе инфорсацию передавали? Все световые приборы, не важно — оптрон, оптотиристор и т.
д. все работают за счет прерываний светового потока. Наверно специально патент для этого создали?
- Обоснуйте или подтвердите. Я «электронщик» — можете не ограничиваться в терминологии. То, что драйвер (питание от 220 В.) работает по схеме АС (220 В.) — DC (300 В.) — AC ШИМ — DC (стабильный нужный ток СС) — СС на светодиод, не делает его ШИМ регулятором. (это можно назвать и просто выпрямителем напряжения!) ШИМ с обратной связью это просто один из способов выдерживать стабильную яркость (ток) светодиода. А вот регулировать яркость можно двумя способами: в указанной цепочке в «АС ШИМ» дополнительно ввести регулировку «заполнения» (светодиод будет питаться регулируемым стабильным током) или регулировать ШИМ-ом уже непосредственно средний ток на светик. В первом случае питается стабильным током (пульсации нет!) во втором случае светодиод питается «импульсами» и их в принципе видно. (не обязательно глазами — в фонариках встречал частоту и 200 Гц. и 9 кГц.) Азбукой «Морзе» — это что-ли не передача информации?
- Честно говоря я не знаю зачем подтверждать известную истину.
Может, конечно, есть какие то нюансы в разработке регулируемых драйверов(а они должны быть). Я не занимался пока этим. Поэтому предложенные вами методы регулирования имеют право на жизнь. Вот только применяются каждый по своему. По поводу азбуки Морзе. Да, это передача информации, но с перерывом светового потока. А тот светотелефон работал на изменении яркости лампочки без погасания. При отсутствии речи светил постоянно. Схему не нашел. Делали в кружке и еще не было привычки зарисовывать схемы. Также некоторые закрытые оптопары, резисторная например, может работать без прерывания светового потока.
- Уважаемый ctc655, здравствуйте. Вы абсолютно правы. Подобный метод передачи звука применяется до сих пор в кино. По краю плёнки есть световая дорожка, модулирующая световой поток, который преобразуется в электрический сигнал. Метод существует со времени изобретения звукового кино! Именно он погубил тапёров.
- Про это как то и забыл. Хотя может сейчас по другому. Честно давно не интересовался кино.
- Я не спорю, что без погасания лампочки и схемы могут быть разные, от обычной логики до 554СА..(3) компараторов, можно и просто свечение лампочки и перед лампочкой «флажком» дергать, но передача сигнала всегда работала по изменению «1» и «0».
- В цифровых устройствах — да. А датчики уровня освещённости что, тоже работают по погасанию лампочки или солнца? Причём уровень освещённости регулируется……
- Предыдущая тема или спор, если Вы читали — была о передаче данных «якобы постонно горящей лампочкой» от источника постоянного тока, то есть аккумулятор или стабилизированный источник питания. (Не хочу поднимать тему — где же заканчивается переменное напряжение и начинается постоянное, так как на эту тему сейчас в нете куча споров, начиная с самого аккумулятора…..) Что касается уровня освещенности, Вы о датчиках движения или о ночном освещении допустим вокруг витрин магазинов? Кажется во 1_х свет в обычном понятии — немного не соответствует теме, а вот принцип практически тот же!
Не стоит думать, что регулировка яркости светодиодной ленты – задача архитрудная. Снизить сетевое напряжение можно методом ШИМ (широтно-импульсной модуляции) или при помощи RGB-контроллера. Слово сложное, а реализация простая.
Потребуется управляющий модуль на базе блока питания, к которому будут присоединены конвертер и контроллер, либо RGB-контроллер, который управляет цветом. Первое устройство реализовано в виде микросхемы.
Суть ШИМ-метода регулировки яркости светодиодной ленты
При отсутствии постоянного напряжения ток подается на светодиод импульсно. Безусловно, это приводит к сокращению светового потока. Частота импульсов может принимать значение от нескольких сотен до нескольких тысяч герц. Временные же промежутки между ними зависят от параметров самого светодиода, равны десятым, а то и сотым долям секунды.
Глаз человека не в состоянии воспринимать подобную частоту мерцания. Следовательно, при сокращении светового потока у человека сохраняется впечатление, что светодиод работает в рядовом режиме. Значит, доступно регулировать световой поток в том или ином временном периоде. Встроенный генератор управляющего блока корректирует частоту импульсов, а его переменный резистор и импульсные диоды меняет яркости.
При подобном диммировании цветовая температура светодиода сохраняется. Для сравнения, в лампах накаливания диммирование сопровождается смещением обычного спектра в сторону желто-оранжево-красного диапазона.
Таким образом, регулировка яркости светодиодной ленты ШИМ-методом (диммированием) является эффективной и выгодной. Именно поэтому такой способ часто применяется при реализации различных дизайнерских проектов.
Регулировка яркости светодиодной ленты при помощи контроллера RGB
Регулировать яркость светодиодного свечения можно путем подключения к каналу контроллера RGB. Мощность этого устройства рассчитана на три сорокаваттных канала. Следовательно, к каждому каналу допустимо подсоединить лишь по одному отрезку светодиодной ленты. Если требуется обеспечить мощность свыше 120 Вт, придется задействовать усилитель или прочие каналы RGB-контроллера.
В случае использования контроллера RGB регулировка яркости светодиодной ленты осуществляется за счет изменения цветовых оттенков в RGB-светодиодах. При изменении общего светового потока на каждом цветовом кристалле на выходе получаются лучи иной яркости.
Схемы подключения
- RGB контроллером
Самодельная светодиодная лампа снабжена увеличительным стеклом, и предназначена для комфортного мелкого монтажа и разборок с миниатюрными радиодеталями — многие радиолюбители знают, что на некоторых SMD-деталях трудно разглядеть маркировку даже под увеличительным стеклом. Наличие качественно рассеянной подсветки значительно улучшает чтение маркировки, и упрощает визуальный поиск дефектов в электронных приборах. Коротко характеристики лампы:
— напряжение питания 12 вольт постоянного тока, максимальная потребляемая мощность около 6..7 Вт, количество светодиодов — 20 шт.
— встроенный режим автоматической калибровки под напряжение источника питания.
— плавное включение и выключение лампы.
— плавная регулировка яркости от нуля до заранее запрограммированного предела — с помощью ручки энкодера. Метод регулировки мощности — ШИМ (широтно-импульсная модуляция).
— энергонезависимое запоминание всех параметров лампы и последней установленной яркости.
— встроенное сервисное меню, доступное через подключение по USB. Меню позволяет настраивать рабочие параметры лампы и просматривать её текущее состояние.
Увеличительная линза на штативе, которая в будущем получит подсветку.
На обод линзы по замыслу должны быть установлены светодиоды.
Для изготовления лампы использовались одноваттные светодиоды компании ARL (Arlight), тип OS-1W WarmWhite (75 Lm, 3000K, максимально допустимый ток 0.35 А), цвет свечения — белый теплый. На максимальном токе требуется эффективное охлаждение светодиодов, чтобы не произошло их перегрева свыше 85 градусов Цельсия. Для этого обычно используются специальные радиаторы. Однако я упростил себе задачу — установил светодиоды на простое текстолитовое кольцо, и ограничил максимальный ток до 0.1 А, чем автоматически снималась проблема охлаждения.
Внешний вид одного светодиода. «Толстый» вывод — анод.
Итак, для крепления светодиодов из двухстороннего фольгированного текстолита было вырезано кольцо. На кольце дремелем сделана разводка на 5 секций светодиодов, по 4 светодиода и резистору в каждой секции. Резистор и светодиоды в каждой секции включены последовательно, а все секции — параллельно друг другу, благодаря чему массив из светодиодов оказался рассчитанным на 12 вольт напряжения питания (см. принципиальную схему далее).
На кольцо были припаяны светодиоды и SMD-резисторы. Получилось довольно симпатично.
На обратной стороне кольца дремелем была сделана специальная канавка, разделяющее кольцо меди вдоль — получились две шины питания, которые соединяют 5 секций светодиодов параллельно.
Теплопроводным клеем «Радиал» кольцо было приклеено к ободу линзы. Хотя теплопроводность тут не особенно помогла — обод линзы все равно пластмассовый.
В качестве контроллера и драйвера для управления светодиодами использовалась макетная плата AVR-USB-MEGA16, у которой есть очень удобная возможность обновления программного обеспечения через прошитый в плату USB-бутлоадер. На макетном поле платы был допаян контроллер. Благодаря тому, что на макетной плате было почти все готово, схема получилась очень простая. Допаять нужно было только силовую часть — управление ключевым транзистором, стабилизатор напряжения 5 вольт и RC-цепочку фильтра напряжения с выхода датчика тока.
Вид на готовое смонтированное устройство с обратной и верхней стороны. Силовой транзистор используется без радиатора, так как на нем рассеивается маленькая мощность (он работает в ключевом режиме на частоте порядка 400 Гц).
Написание и отладка программы заняла немного времени, потому что алгоритм работы очень простой, и были использованы готовые куски из других проектов — ledlight, usb-console, encoder.
Консоль управления лампой сделана на основе проекта «USB консоль для управления радиолюбительскими приборами» (см. ссылки ). Правки были сделаны минимальные, и все сразу заработало, отладки не потребовалось.
Краткое описание алгоритма — при включении питания считываются настройки из EEPROM, и лампа зажигается с той яркостью, на которой она была ранее выключена. Вращение ручки энкодера влево плавно уменьшает яркость, вращение вправо — яркость увеличивает. Энкодер также имеет кнопку, нажатие на которую включает и выключает лампу. Включение и выключение происходит с плавным изменением яркости — смотрится довольно красиво. Если при подключении внешнего питания была нажата кнопка энкодера, то все настройки EEPROM сбрасываются, и программа перекалибровывает максимальный предел тока регулирования — основываясь на сопротивлении датчика тока и максимально допустимом токе.
Ток через светодиоды измеряется с помощью встроенного в микроконтроллер АЦП (см. ссылки ). ШИМ для управления мощностью генерируется благодаря встроенному в микроконтроллер узлу PWM (см. ссылки 4).
Провода от лампы были собраны в кембрик, а контроллер был прикреплен к ножке линзы.
В результате получилась удобная лампа, которую можно применять при точном радиомонтаже.
Несмотря на то, что максимальный ток через светодиоды был уменьшен в три раза (с целью защиты от перегрева), лампа получилась очень яркой.
[Что можно улучшить в конструкции лампы ]
1 . Для светодиодов можно использовать радиатор. Это позволит в 2..3 раза уменьшить количество используемых светодиодов при той же яркости лампы.
2 . Для светодиодов нужен какой-нибудь светорассеиватель, потому что каждый светодиод по отдельности светится очень ярко, что некомфортно для глаза — даже если смотреть на светодиод сбоку.
3 . Можно точнее подобрать сопротивление датчика тока, чтобы падение напряжения на нем лучше подходило к интервалу опорного напряжения — это позволит повысить точность измерения тока. Для низкоомных датчиков тока (1 Ом и менее) можно включить АЦП в режим дифференциального входа с коэффициентом умножения X10.
4 . Для сглаживания пульсаций тока через светодиоды увеличить частоту ШИМ и поставить последовательно с ними дроссель (так делается в схемах с аппаратным драйвером). Эта доработка позволит увеличить максимально допустимое напряжение питания схемы (сейчас оно 12 вольт). Еще один канал АЦП можно использовать для измерения напряжения питания светодиодов — это позволит автоматически стабилизировать ток через светодиоды при изменении напряжения питания.
1 . AVR-USB-MEGA16: контроллер/драйвер светодиодов с регулировкой яркости свечения.
Светодиоды больше и больше входят в нашу повседневную жизнь. Мы меняем лампы накаливания в квартире или доме, галогенные в машине на светодиодные. Для того чтобы регулировать яркость лампочки Эддисона обычно применяют диммер — эта такая штука с помощью которой можно ограничивать переменный ток, тем самым меняя яркость свечения на нужную вам, зачем же платить больше, да еще и чувствовать дискомфорт из-за чрезмерно яркого света? Регулятор мощности вообще может использоваться для многих потребителей (паяльник, болгарка, пылесос, дрель. ..) от переменного напряжения сети, построены они, как правило, на основе симистора.
Светодиоды питаются от постоянного и стабилизированного тока, так что тут применить стандартный диммер не удастся. Если просто изменять напряжение, подаваемое на него то яркость будет изменяться очень резко, для них важен ток, но вместо регулятора тока мы сделаем нечто другое, а именно ШИМ (Широко Импульсный Модулятор), он будет на некоторое определенное время отключать источник питания от светодиода, яркость уменьшится, но мигание замечать мы не будем, так как частота такая, что глаз человека этого не заметит. Тут не используетсямикроконтроллеры, ведь их наличие может стать препятствием к сборке устройства, нужно иметь программатор, определенное программное обеспечение… Поэтому в этой простой схеме используется только простые и общедоступные радиокомпоненты.
Вот такую штуку возможно использовать для любых инерционных нагрузок, то есть тех, которые могут запасать энергию, ведь, если, к примеру, отключить DC моторчик от источника питания то вращаться он перестанет никак не моментально.
Схему, как я считаю, условно можно разделить на две части, а именно это генератор, выполненный на мега-популярном таймере NE555 (аналог -КР1006ВИ1) и мощный открывающийся/закрывающийся транзистор, с помощью которого подается питание для нагрузки (здесь 555 работает в режиме астабильного мультивибратора). У нас используется мощный биполярный транзистор NPNструктуры (я взял TIP122), но возможно заменить его полевым (MOSFET)транзистором. Частота импульсного генератора, период, длительность импульса при этом выставляется двумя резисторами (R3,R2) и конденсаторами (C1,C2), а изменять ее мы сможем резистором с регулировкой сопротивления.
Компоненты-схемы
Существует куча программ для расчета аналогового таймера 555, можете поэкспериментировать с номиналами компонентов, которые и влияют на частоту генератора — это все легко просчитается с помощью многих программ, таких как эта. Номиналы можно немного менять, все будет работать и так. Импульсные диоды 4148 без проблем заменяются отечественными КД222. Конденсаторы 0,1 мкФ и 0,01 мкФ дисковые керамические. Переменным резистором устанавливаем частоту, для хорошей и плавной регулировки его максимальное сопротивление 50 кОм.
Все собрано на дискретных элементах, плата имеет размеры 50-25 мм.
Как работает схема?
Устройство работает как переключатель между двумя режимами: ток подается на нагрузку и ток не подается на нагрузку . Переключение происходит настолько быстро что наши глаза не видят этого мигания. Так вот, это устройство регулирует мощность путем изменения интервала между временем, когда питание подается и когда оно отключено.Думаю, вы поняли суть ШИМа. Вот так вот это выглядит на экране осциллографа.
Первая картинка отображает слабое свечение, потому что во время периода Tдлинна импульса t1 занимает только 20% (это так называемый коэффициент заполнения), а все остальные 80% у нас наблюдается логический 0 (отсутствует напряжение).
Вторая картинка показывает нам сигнал, который называется меандр, тогда у нас t1=0. 5*T, то бишь скважность и Коэф. Заполнения равны 50%.
В третьем случае мы имеем D=90%. Светодиод светит почти на полную яркость.
Представим что T=1 секунде, тогда в первом случае
§ 1)в течении 0,2с будет идти ток на светодиод, а 0,8с нет
§ 2)0,5с подается ток 0,5с нет
Кстати, сделав три платки ШИМ регуляторов по схеме и подключив их к одной RGB ленте появляется возможность выставлять нужную гамму свечения. Каждая из плат управляет своими светодиодами (красными, зелеными и синими) и смешивая их в определенной последовательности вы добиваетесь нужного свечения.
Какие же потери энергии у этого устройства?
Во-первых, это жалкие несколько миллиампер, которые потребляют импульсный генератор на микросхеме, а далее идет силовой транзистор, на котором рассеивается мощность равная примерно P=0.6V*I потреблениянагрузки . Базовым резистором можно пренебречь. В целом потере на ШИМе минимальны ведь система регулирования по ширине импульса очень эффективна, так как в пустую тратится очень мало энергии (и, следовательно, выделяется мало тепла).
Итог
В итоге мы получили прекрасный и простой ШИМ. Им оказалось очень удобно настраивать для себя приятную силу свечения. Такое устройство всегда пригодится в быту.
Шим контроллер для светодиодной ленты. Регулировка яркости светодиодов. Схема и принцип её работы
Если упустить подробности и объяснения, то схема регулировки яркости светодиодов предстанет в самом простом виде. Такое управление отлично от метода ШИМ, который мы рассмотрим чуть позже.
Итак, элементарный регулятор будет включать в себя всего четыре элемента:
- блок питания;
- стабилизатор;
- переменный резистор;
- непосредственно лампочка.
И резистор, и стабилизатор можно купить в любом радиомагазине. Подключаются они точно так, как показано на схеме. Отличия могут заключаться в индивидуальных параметрах каждого элемента и в способе соединения стабилизатора и резистора (проводами или пайкой напрямую).
Собрав своими руками такую схему за несколько минут, вы сможете убедиться, что меняя сопротивление, то есть, вращая ручку резистора, вы будете осуществлять регулировку яркости лампы.
В показательном примере аккумулятор берут на 12 Вольт, резистор на 1 кОм, а стабилизатор используют на самой распространенной микросхеме Lm317. Схема хороша тем, что помогает нам сделать первые шаги в радиоэлектронике. Это аналоговый способ управления яркость. Однако он не подойдет для приборов, требующих более тонкой регулировки.
Необходимость в регуляторах яркости
Теперь разберем вопрос немного подробнее, узнаем, зачем нужна регулировка яркости, и как можно по-другому управлять яркостью светодиодов.
- Самый известный случай, когда необходим регулятор яркости для нескольких светодиодов, связан с освещением жилого помещения. Мы привыкли управлять яркостью света: делать его мягче в вечернее время, включать на всю мощность во время работы, подсвечивать отдельные предметы и участки комнаты.
- Регулировать яркость необходимо и в более сложных приборах, таких как мониторы телевизоров и ноутбуков. Без нее не обходятся автомобильные фары и карманные фонарики.
- Регулировка яркости позволяет экономить нам электроэнергию, если речь идет о мощных потребителях.
- Зная правила регулировки, можно создать автоматическое или дистанционное управление светом, что очень удобно.
В некоторых приборах просто уменьшать значение тока, увеличивая сопротивление, нельзя, поскольку это может привести к изменению белого цвета на зеленоватый. К тому же увеличение сопротивления приводит к нежелательному повышенному выделению тепла.
Выходом из, казалось бы, сложной ситуации стало ШИМ управление (широтно-импульсная модуляция). Ток на светодиод подается импульсами. Причем значение его либо ноль, либо номинальное – самое оптимальное для свечения. Получается, что светодиод периодически то загорается, то гаснет. Чем больше время свечении, тем ярче, как нам кажется, светит лампа. Чем меньше время свечения, тем лампочка светит тусклее. В этом и состоит принцип ШИМ.
Управлять яркими светодиодами и светодиодными лентами можно непосредственно с помощью мощных МОП-транзисторов или, как их еще называют, MOSFET. Если же требуется управлять одной-двумя маломощными светодиодными лампочками, то в роли ключей используют обычные биполярные транзисторы или подсоединяют светодиоды напрямую к выходам микросхемы.
Вращая ручку реостата R2, мы будет регулировать яркость свечения светодиодов. Здесь представлены светодиодные ленты (3 шт.), которые присоединили к одному источнику питания.
Зная теорию, можно собрать схему ШИМ устройства самостоятельно, не прибегая к готовым стабилизаторам и диммерам. Например, такую, как предлагается на просторах интернета.
NE555 – это и есть генератор импульсов, в котором все временные характеристики стабильны. IRFZ44N – тот самый мощный транзистор, способный управлять нагрузкой высокой мощности. Конденсаторы задают частоту импульсов, а к клеммам «выход» подсоединятся нагрузка.
Поскольку светодиод обладает малой инертностью, то есть, очень быстро загорается и гаснет, то метод ШИМ регулирования является оптимальным для него.
Готовые к использованию регуляторы яркости
Регулятор, который продается в готовом виде для светодиодных ламп, называются диммером. Частота импульсов, создавая им, достаточно велика для того, чтобы мы не чувствовали мерцания. Благодаря ШИМ контролеру осуществляется плавная регулировка, позволяющая добиваться максимальной яркости свечения или угасания лампы.
Встраивая такой диммер в стену, можно пользоваться им, как обычным выключателем. Для исключительно удобства регулятор яркости светодиодов может управляться радио пультом.
Способность ламп, созданных на основе светодиодов, менять свою яркость открывает большие возможности для проведения световых шоу, создания красивой уличной подсветки. Да и обычным карманным фонариком становится значительно удобнее пользоваться, если есть возможность регулировать интенсивность его свечения.
Rich Rosen, National Semiconductor
Введение
Экспоненциальный рост количества светодиодных источников света сопровождается столь же бурным расширением ассортимента интегральных схем, предназначенных для управления питанием светодиодов. Импульсные драйверы светодиодов давно заменили неприемлемые для озабоченного экономией энергии мира прожорливые линейные регуляторы, став для отрасли фактическим стандартом. Любые приложения, от ручного фонарика до информационных табло на стадионах, требуют точного управления стабилизированным током. При этом часто бывает необходимо в реальном времени изменять интенсивность излучения светодиодов. Управление яркостью источников света, и, в частности, светодиодов, называется диммированием. В данной статье излагаются основы теории светодиодов и описываются наиболее популярные методы диммирования с помощью импульсных драйверов.
Яркость и цветовая температура светодиодов
Яркость светодиодов
Концепцию яркости видимого сета, испускаемого светодиодом, понять довольно легко. Числовое значение воспринимаемой яркости излучения светодиода может быть легко измерено в единицах поверхностной плотности светового потока, называемых кандела (кд). Суммарная мощность светового излучения светодиода выражается в люменах (лм). Важно понимать, также, что яркость светодиода зависит от средней величины прямого тока.
На Рисунке 1 изображен график зависимости светового потока некоторого светодиода от прямого тока. В области используемых значений прямых токов (I F) график исключительно линеен. Нелинейность начинает проявляться при увеличении I F . При выходе тока за пределы линейного участка эффективность светодиода уменьшается.
При работе вне линейной области значительная часть подводимой к светодиоду мощности рассеивается в виде тепла. Это потраченное впустую тепло перегружает драйвер светодиода и усложняет тепловой расчет конструкции.
Цветовая температура светодиодов
Цветовая температура является параметром, характеризующим цвет светодиода, и указывается в справочных данных. Цветовая температура конкретного светодиода описывается диапазоном значений и смещается при изменении прямого тока, температуры перехода, а также, по мере старения прибора. Чем ниже цветовая температура светодиода, тем ближе его свечение к красно-желтому цвету, называемому «теплым». Более высоким цветовым температурам соответствуют сине-зеленые цвета, называемые «холодными». Нередко для цветных светодиодов вместо цветовой температуры указывается доминирующая длина волны, которая может смещаться точно также, как цветовая температура.
Способы управления яркостью свечения светодиодов
Существуют два распространенных способа управления яркостью (диммирования) светодиодов в схемах с импульсными драйверами: широтно-импульсная модуляция (ШИМ) и аналоговое регулирование. Оба способа сводятся, в конечном счете, к поддержанию определенного уровня среднего тока через светодиод, или цепочку светодиодов. Ниже мы обсудим различия этих способов, оценим их преимущества и недостатки.
На Рисунке 2 изображена схема импульсного драйвера светодиода в конфигурации понижающего преобразователя напряжения. Напряжение V IN в такой схеме всегда должно превышать сумму напряжений на светодиоде и резисторе R SNS . Ток дросселя целиком протекает через светодиод и резистор R SNS , и регулируется напряжением, подаваемым с резистора на вывод CS. Если напряжение на выводе CS начинает опускаться ниже установленного уровня, коэффициент заполнения импульсов тока, протекающего через L1, светодиод и R SNS увеличивается, вследствие чего увеличивается средний ток светодиода.
Аналоговое диммирование
Аналоговое диммирование — это поцикловое управление прямым током светодиода. Проще говоря, это поддержание тока светодиода на постоянном уровне. Аналоговое диммирование выполняется либо регулировкой резистора датчика тока R SNS , либо изменением уровня постоянного напряжения, подаваемого на вывод DIM (или аналогичный вывод) драйвера светодиодов. Оба примера аналогового управления показаны на Рисунке 2.
Аналоговое диммирование регулировкой R SNS
Из Рисунка 2 видно, что при фиксированном опорном напряжении на выводе CS изменение величины R SNS вызывает соответствующее изменение тока светодиода. Если бы было возможно найти потенциометр с сопротивлением менее одного Ома, способный выдержать большие токи светодиода, такой способ диммирования имел бы право на существование.
Аналоговое диммирование с помощью управления напряжением питания через вывод CS
Более сложный способ предполагает прямое поцикловое управление током светодиода с помощью вывода CS. Для этого, в типичном случае, в петлю обратной связи включается источник напряжения, снимаемого с датчика тока светодиода и буферизованного усилителем (Рисунок 2). Для регулировки тока светодиода можно управлять коэффициентом передачи усилителя. В эту схему обратной связи несложно ввести дополнительную функциональность, такую, например, как токовую и температурную защиту.
Недостатком аналогового диммирования является то, что цветовая температура излучаемого света может зависеть от прямого тока светодиода. В тех случаях, когда изменение цвета свечения недопустимо, диммирование светодиода регулированием прямого тока применяться не может.
Диммирование с помощью ШИМ
Диммирование с помощью ШИМ заключается в управлении моментами включения и выключения тока через светодиод, повторяемыми с достаточно высокой частотой, которая, с учетом физиологии человеческого глаза, не должна быть меньше 200 Гц. В противном случае, может проявляться эффект мерцания.
Средний ток через светодиод теперь становится пропорциональным коэффициенту заполнения импульсов и выражается формулой:
I DIM-LED = D DIM × I LED
I DIM-LED — средний ток через светодиод,
D DIM — коэффициент заполнения импульсов ШИМ,
I LED — номинальный ток светодиода, устанавливаемый выбором величины сопротивления R SNS (см. Рисунок 3).
Рисунок 3. |
Модуляция драйвера светодиодов
Многие современные драйверы светодиодов имеют специальный вход DIM, на который можно подавать ШИМ сигналы в широким диапазоне частот и амплитуд. Вход обеспечивает простой интерфейс со схемами внешней логики, позволяя включать и выключать выход преобразователя без задержек на перезапуск драйвера, не затрагивая при этом работы остальных узлов микросхемы. С помощью выводов разрешения выхода и вспомогательной логики можно реализовать ряд дополнительных функций.
Двухпроводное ШИМ-диммирование
Двухпроводное ШИМ-диммирование приобрело популярность в схемах внутренней подсветки автомобилей. Если напряжение на выводе VINS становится на 70% меньше, чем на VIN (Рисунок 3), работа внутреннего силового MOSFET транзистора запрещается, и ток через светодиод выключается. Недостаток метода заключается в необходимости иметь схему формирователя сигнала ШИМ в источнике питания преобразователя.
Быстрое ШИМ-диммирование с шунтирующим устройством
Запаздывание моментов включения и выключения выхода конвертора ограничивает частоту ШИМ и диапазон изменения коэффициента заполнения. Для решения этой проблемы параллельно светодиоду, или цепочке светодиодов, можно подключить шунтирующее устройство, такое, скажем, как MOSFET транзистор, показанный на Рисунке 4а, позволяющий быстро пустить выходной ток преобразователя в обход светодиода (светодиодов).
а) | |
б) | |
Рисунок 4. | Быстрое ШИМ диммирование (а), формы токов и напряжений (б). |
Ток дросселя на время выключения светодиода остается непрерывным, благодаря чему нарастание и спад тока перестают затягиваться. Теперь время нарастания и спада ограничивается только характеристиками MOSFET транзистора. На Рисунке 4а изображена схема подключения шунтирующего транзистора к светодиоду, управляемому драйвером LM3406 , а на Рисунке 4б показаны осциллограммы, иллюстрирующие различие результатов, получаемых при диммировании с использованием вывода DIM (сверху), и при подключении шунтирующего транзистора (внизу). В обоих случаях выходная емкость равнялась 10 нФ. Шунтирующий MOSFET транзистор типа .
При шунтировании тока светодиодов, управляемых преобразователями со стабилизаций тока, надо учитывать возможность возникновения бросков тока при включении MOSFET транзистора. В семействе драйверов светодиодов LM340x предусмотрено управление временем включения преобразователей, что позволяет решить проблему выбросов. Для сохранения максимальной скорости включения/выключения емкость между выводами светодиода должна быть минимальной.
Существенным недостатком быстрого ШИМ-диммирования, по сравнению с методом модуляции выхода преобразователя, является снижение КПД. При открытом шунтирующем приборе на нем рассеивается мощность, выделяющаяся в виде тепла. Для снижения таких потерь следует выбирать MOSFET транзисторы с минимальным сопротивлением открытого канала R DS-ON .
Многорежимный диммер LM3409
- Глаз «инструмент» хороший, но без «численных» значений. Только спектрометр может что-то конкретное показать. Ссылку плиз. И Вы серьёзно верите, что что-то делается за пределами «Китая» (азиатские страны)?
- Ссылочку, пожалуйста.
- =Влад-Перм;111436][B]Владимир_007
[B]»Что бы продлить срок службы, рядом с ним ставят (в притык) еще несколько светодиодов,»? — У меня много светодиодов стоит рядом, чтобы увеличить суммарную яркость………..
Я извиняюсь, чисто случайно попал на эту ветку повторно. Номеров 6 — 8 назад в радиолоцмане была статья, где так же вставлял свою реплику. За качество изделий на светодиодах упоминать не скромно, пару журнало назад у автомобилиста была статья на фары — о перегреве светодиода.
Так 6 — 8 номеров назад в статье была схемка драйвера, представляющая собой переключатель гирлянд на 4 канала.
«благодаря драйверу, увеличиваем срок службы светодиода в 4 раза за счет того, что он работает в 4 раза реже, так же 2_й +, продолжительность работы кристалла диода с графиком по экспоненте увеличивает срок службы за счет уменьшения температуры кристалла» — примерно дословно на память. Что касается фотографирования фар — светодиод, это стробоскоп для человеческого глаза, но с очень большой скоростью переключения и пока ни кто не похвастался увеличением (послесвечения) светодиода после пропадания напряжения.
- Уважаемый [b]Владимир_666, здравствуйте. С чего Вы это решили?
При питании светодиода постоянным током формируется непрерывный поток светового излучения. При питании импульсным током — формируются световые импульсы. Светодиод [B]безынерционен. Это его замечательное свойство широко используется при передаче цифровой информации по оптическому волокну со скоростью десятки Гигабайт в секунду и более. Для него и люминофор нужен соответствующий, не создающий послесвечения.
Полагаю, Вы это прекрасно понимаете.
Говоря про стробоскоп Вы, очевидно, имеете ввиду отдельные кванты света. Но их пока не научились использовать по отдельности. Непонятно, кто и за что поставил «минус»?
- [b]САТИР, Вы отчасти травы в том, что [I] Светодиод безинерционен. Это справедливо для светодиодов с «голым» кристаллом. Белые светодиоды разрабатываемые для освещения имеют слой люминофора. А он имеет некоторое время послесвечения (несколько миллисекунд), что вполне достаточно при питании импульсами с частотой в килогерцы. Кроме того, в драйверах устанавливается фильтрующий конденсатор.
- Уважаемый [b]lllll, здравствуйте. Совершенно с Вами, абсолютно. Согласитесь, ведь люминофор лишь принадлежность самого светодиода для придания ему нужных свойств.
- Добрый день. Под словом стробоскоп с большой частотой — я подразумевал именно стробоскоп. Если взять свечение обычной лампочки у которой максимальное напряжение 220В и минимальное 0 и это с частотой 50 Гц — температура нити при 220В — 2200 градусов, но когда напряжение падает до 0 и опять поднимается до 220В, температура нити не падает до 0, а опускается до 1500 — 1800 градусов, что мы и видим «не вооружонным глазом».
Что касается светодиода — у них принцип работы — стробоскоп, с большой скоростью переключения, который не видно человеческим глазом, но это не говорит о не влиянии на зрение. Что касается передачи данных гигпбайты в секунду — обычно передачу данных передают (азбукой морзе, мигающей лампочкой), я понимаю, что бы человеку поставить (-), можно быть и тупым, если Вы по отзывам людей считаете себя так же умным — определитесь сами где у Вас постоянно горящая лампочка и кому из нас нужно ставить -.
- Ну как-бы 50 Гц. это две полу синусоиды и реально моргают 100 Гц. и напряжение амплитудное около 300 В.
Кто Вам такое сказал? Или где Вы это прочитали? О принципе работы почитайте в «Вике», а тема вроде о питании светодиодов.
Нормальный драйвер питает светодиод постоянным таком. ШИМ регуляторы применяются только если надо ДЁШЕВО уменьшить яркость свечения. Хороший драйвер, опять же, умеет уменьшать ток на светодиод без использования ШИМ.
ШИМ применяют в фонариках многорежимных — и если драйвер хоть немного адекватный частота ШИМ от нескольких кГц.
Совсем незаметно при любом использовании. Ага, у меня тоже, когда винчестер данные передаёт, «лампочка» (светодиод) мигает, быстро так мигает! Это она данные передаёт!
- Не трогайте Владимира666. Не понимает он как работает светодиод. И, очевидно, не поймет. Придумал для себя объяснение неправильное и толкает его всем налево и на право.
- Всё выше сказанное — с точностью «до наоборот»
- ctc655 я думаю я Вам в понятной форме расписал, что постоянно горящая лампочка не может передавать информацию, если Вы пытаетесь своими действиями [B]не профессиональными защитить производителей светодиодов со своей минусовкой
- Спасибо Владимир666. Мое мнение о вас не улучшилось. Увы.
Еще в детстве, лет 38 назад делали светотелефон на ЛАМПОЧКЕ. Запитана была от постоянного тока. Работало. Информацию передавал. Другое дело с какой скоростью, если можно так сказать.
А вот ваше представление о работе светодиода — бред. То он у вас разрядник, то стробоскоп. Молодеж почитает и потом начнет говорить чушь.
Если тяжело понять, не лезьте. За это и получили -1. Это оценка информативности сообщения. ВАаши сообщения не только не несут информативности, но еще и дают ошибочное представление о теме. Там где нет такой большой ахинеи, я ничего не ставлю.
- Просмотрите тему на этом же сате, что бы было понятно почему повторно! http://www..php?p=199007#post199007 Обсуждение: Осветительные приборы на основе светодиодов переменного тока находят свою нишу и, возможно, выйдут за ее пределы Мне так же не 10 и не 30 лет, но Вам почитать будет полезно. Увеличить знания кроме высокотехнологичного прибора с р-п переходом. Интересно, как же Вы 30 лет назад лампочкой горящей на постоянном токе инфорсацию передавали? Все световые приборы, не важно — оптрон, оптотиристор и т.д. все работают за счет прерываний светового потока. Наверно специально патент для этого создали?
- Обоснуйте или подтвердите. Я «электронщик» — можете не ограничиваться в терминологии.
То, что драйвер (питание от 220 В.) работает по схеме АС (220 В.
) — DC (300 В.) — AC ШИМ — DC (стабильный нужный ток СС) — СС на светодиод, не делает его ШИМ регулятором. (это можно назвать и просто выпрямителем напряжения!) ШИМ с обратной связью это просто один из способов выдерживать стабильную яркость (ток) светодиода. А вот регулировать яркость можно двумя способами: в указанной цепочке в «АС ШИМ» дополнительно ввести регулировку «заполнения» (светодиод будет питаться регулируемым стабильным током) или регулировать ШИМ-ом уже непосредственно [B]средний ток на светик. В первом случае питается стабильным током (пульсации нет!) во втором случае светодиод питается «импульсами» и их в принципе видно. (не обязательно глазами — в фонариках встречал частоту и 200 Гц. и 9 кГц.) Азбукой «Морзе» — это что-ли не передача информации?
- Честно говоря я не знаю зачем подтверждать известную истину. Может, конечно, есть какие то нюансы в разработке регулируемых драйверов(а они должны быть). Я не занимался пока этим. Поэтому предложенные вами методы регулирования имеют право на жизнь.
Вот только применяются каждый по своему. По поводу азбуки Морзе. Да, это передача информации, но с перерывом светового потока. А тот светотелефон работал на изменении яркости лампочки без погасания. При отсутствии речи светил постоянно. Схему не нашел. Делали в кружке и еще не было привычки зарисовывать схемы. Также некоторые закрытые оптопары, резисторная например, может работать без прерывания светового потока.
- Уважаемый [b]ctc655, здравствуйте. [B]Вы абсолютно правы. Подобный метод передачи звука применяется до сих пор в кино. По краю плёнки есть световая дорожка, модулирующая световой поток, который преобразуется в электрический сигнал. Метод существует со времени изобретения звукового кино! Именно он погубил тапёров.
- Про это как то и забыл. Хотя может сейчас по другому. Честно давно не интересовался кино.
- Я не спорю, что без погасания лампочки и схемы могут быть разные, от обычной логики до 554СА..(3) компараторов, можно и просто свечение лампочки и перед лампочкой «флажком» дергать, но передача сигнала всегда работала по изменению «1» и «0».
- В цифровых устройствах — да. А датчики уровня освещённости что, тоже работают по погасанию лампочки или солнца? Причём уровень освещённости регулируется……
- Предыдущая тема или спор, если Вы читали — была о передаче данных «якобы постонно горящей лампочкой» от источника постоянного тока, то есть аккумулятор или стабилизированный источник питания. (Не хочу поднимать тему — где же заканчивается переменное напряжение и начинается постоянное, так как на эту тему сейчас в нете куча споров, начиная с самого аккумулятора…..) Что касается уровня освещенности, Вы о датчиках движения или о ночном освещении допустим вокруг витрин магазинов? Кажется во 1_х свет в обычном понятии — немного не соответствует теме, а вот принцип практически тот же!
Для управления 12 В светодиодными лентами вспомогательного освещения. Сначала думал, что найти подобное устройство легко в наше время, но это оказалось сложнее. Все, что попадалось в магазинах, либо не отвечают моим требованиям, либо очень дорого. Поэтому решил построить собственный, специально для моих потребностей.
Требования к регулятору
- Мощность 100 Вт на 12 вольт
- Плавное управление ручкой
- Доступные радиокомпоненты
- Отсутствие акустического шума
- Малый шаг изменения мощности
- Контроль до очень низких уровней яркости
Мои светодиодные ленты потребляют 20 Ватт на метр и там максимум 5 метров светодиодной ленты на диммер, поэтому нужна мощность около 100 Вт. Максимальный ток получился около 8.3 ампера.
Естественно, суммарная рассеиваемая мощность в диммере должна быть ниже, скажем, 1 ватта. Поэтому если мы используем один FET, нам нужно значение Rds — 14.5 мОм. А если надо — всегда можем параллельно впаять два или более, при необходимости снизить сопротивление канала.
Управление яркостью простым переменным резистором — это самый простой способ управления диммером, но такие устройства в продаже трудно найти. Большинство имеющихся в магазинах диммеров оснащены ИК-пультами дистанционного управления. На мой взгляд не нужное усложнение.
Всего нужны 3 комплекта, так что стоимость была тоже важным фактором. Все приличные диммеры я мог найти по цене $50 и выше. А тут можно уложится в данную цену за все.
Большинство из дистанционно управляемых регуляторов имеют только 8 уровней яркости. И все, что я нашел, работает линейно, что делает схемы лишёнными смысла. Люди воспринимают яркость логарифмически, а не линейно. Так что переход от 1% до 2% выглядит так же, как от 50% до 100%.
Линейный контроль не даст вам точной регулировки на нижнем пределе. В идеале, надо иметь экспоненциальную передаточную функцию от регулятора по скважности ШИМ для компенсации логарифмической природы человеческого видения. И самый простой способ сделать это — с помощью микроконтроллера.
Схема регулятора LED
В основе этой конструкции — 8-битный микроконтроллер PIC16F1936. Ничего особенного в этой конкретной модели нету, просто я использовал их несколько раз прежде и все еще имели некоторый запас.
А LM2931 обеспечивает стабильное 5 вольт от 12 вольт входного напряжения. Я использую LM2931 как стандартный стабилизатор на 5 В. Он совместим с легендарным регулятором 7805, но выживает при входных напряжениях в диапазоне от -50 до +60 вольт, что делает его очень надежным в плане возможных переходных процессов.
МК управляет LM5111 — двойной FET драйвер, который обеспечивает мощный 12В выход через пару IPB136N08N3 — N-канальные транзисторы. Он недорогой, SMD типа и отличное Rds — 11.5 мОм.
Вывод
Итого: если вам необходим LED диммер к лентам, есть паяльник и немного свободного времени — имеет смысл построить свой собственный прибор. Это не слишком сложно. А к схеме прилагается файл со всеми нужными eagle файлами, макетами, схемой, а также программным обеспечением.
С микросхемой NE555 (аналог КР1006) знаком каждый радиолюбитель. Её универсальность позволяет конструировать самые разнообразные самоделки: от простого одновибратора импульсов с двумя элементами в обвязке до многокомпонентного модулятора.
В данной статье будет рассмотрена схема включения таймера в режиме генератора прямоугольных импульсов с широтно-импульсной регулировкой.
Схема и принцип её работы
С развитием мощных светодиодов NE555 снова вышла на арену в роли регулятора яркости (диммера), напомнив о своих неоспоримых преимуществах. Устройства на её основе не требуют глубоких знаний электроники, собираются быстро и работают надёжно.
Известно, что управлять яркостью светодиода можно двумя способами: аналоговым и импульсным. Первый способ предполагает изменение амплитудного значения постоянного тока через светодиод. Такой способ имеет один существенный недостаток — низкий КПД. Второй способ подразумевает изменение ширины импульсов (скважности) тока с частотой от 200 Гц до нескольких килогерц. На таких частотах мерцание светодиодов незаметно для человеческого глаза. Схема ШИМ-регулятора с мощным выходным транзистором показана на рисунке. Она способна работать от 4,5 до 18 В, что свидетельствует о возможности управления яркостью как одного мощного светодиода, так и целой светодиодной лентой. Диапазон регулировки яркости колеблется от 5 до 95%. Устройство представляет собой доработанную версию генератора прямоугольных импульсов. Частота этих импульсов зависит от ёмкости C1 и сопротивлений R1, R2 и определяется по формуле: f=1/(ln2*(R1+2*R2)*C1), Гц
Принцип действия электронного регулятора яркости заключается в следующем. В момент подачи напряжения питания начинает заряжаться конденсатор по цепи: +Uпит – R2 – VD1 –R1 –C1 – -U пит. Как только напряжение на нём достигнет уровня 2/3U пит откроется внутренний транзистор таймера и начнется процесс разрядки. Разряд начинается с верхней обкладки C1 и далее по цепи: R1 – VD2 –7 вывод ИМС – -U пит. Достигнув отметки 1/3U пит транзистор таймера закроется и C1 вновь начнет набирать ёмкость. В дальнейшем процесс повторяется циклически, формируя на выводе 3 прямоугольные импульсы.
Изменение сопротивления подстроечного резистора приводит к уменьшению (увеличению) времени импульса на выходе таймера (вывод 3), и как следствие, уменьшается (увеличивается) среднее значение выходного сигнала. Сформированная последовательность импульсов через токоограничивающий резистор R3 поступает на затвор VT1, который включен по схеме с общим истоком. Нагрузка в виде светодиодной ленты или последовательно включенных мощных светодиодов включается в разрыв цепи стока VT1.
В данном случае установлен мощный MOSFET транзистор с максимальным током стока 13А. Это позволяет управлять свечением светодиодной ленты длиной в несколько метров. Но при этом транзистору может потребоваться теплоотвод.
Блокирующий конденсатор C2 исключает влияние помех, которые могут возникать по цепи питания в моменты переключения таймера. Величина его ёмкости может быть любой в пределах 0,01-0,1 мкФ.
Плата и детали сборки регулятора яркости
Односторонняя печатная плата имеет размер 22х24 мм. Как видно из рисунка на ней нет ничего лишнего, что могло бы вызвать вопросы.
После сборки схема ШИМ-регулятора яркости не требует наладки, а печатная плата легка в изготовке своими руками. В плате, кроме подстроечного резистора, используются SMD элементы.
- DA1 – ИМС NE555;
- VT1 – полевой транзистор IRF7413;
- VD1,VD2 – 1N4007;
- R1 – 50 кОм, подстроечный;
- R2, R3 – 1 кОм;
- C1 – 0,1 мкФ;
- C2 – 0,01 мкФ.
Транзистор VT1 должен подбираться в зависимости от мощности нагрузки. Например, для изменения яркости одноваттного светодиода достаточно будет биполярного транзистора с максимально допустимым током коллектора 500 мА.
Управление яркостью светодиодной ленты должно осуществляться от источника напряжения +12 В и совпадать с её напряжением питания. В идеале регулятор должен питаться от стабилизированного блока питания, специально предназначенного для ленты.
Нагрузка в виде отдельных мощных светодиодов запитывается иначе. В этом случае источником питания диммера служит стабилизатор тока (его еще называют драйвер для светодиода). Его номинальный выходной ток должен соответствовать току последовательно включенных светодиодов.
Читайте так же
Диммеры с какой частотой ШИМ выбрать?
Совет от LED66:
Выбирайте диммеры с частотой ШИМ больше 1250 Гц
Приобретайте диммеры с частотой мерцания 1250 раз в секунду и более, потому что при такой частоте мерцания свет не влияет на зрение и самочувствие человека.
* По данным европейского стандарта IEEE PAR1789 «Методические рекомендации по модуляции тока светодиодов повышенной яркости для снижения риска здоровью пользователей».
Как диммер регулирует яркость светодиодной ленты?
Все привыкли, что яркость галогеновых ламп можно регулировать привычным нам поворотным диммером, который устанавливается вместо обычного выключателя.
Такой диммер не подходит для светодиодных светильников, потому что у светодиодов механизм регулирования яркости устроен сложнее. Нельзя просто так взять и значительно изменить яркость светодиода, снизив напряжение питания.
Однако, у него имеется одно замечательное свойство — он потрясающе быстро включается и выключается. И если делать так сотни и тысячи раз в секунду, то «мерцание» от переключения становится незаметно глазу (например, в кино и телевидении изображение мерцает до 25 раз в секунду, при этом смену кадров мы не видим).
Для этого используется диммер для светодиодных лент. Как раз он и умеет заставлять светодиод постоянно загораться и гаснуть, меняя тем самым итоговую яркость свечения светодиодной ленты.
Например, 30% яркости получается так:
Диммер включает и выключет светодиод огромное количество раз в секунду. Регулировать яркость вспышек и их количество диммер не может, но он может изменять соотношение времени вкл/выкл (горит/гаснет) каждой отдельной вспышки на 30% и 70% (или любое другое соотношение). Из этого складывается что в каждой секунде 30% времени уходит на горение, а все остальное время он не горит. Т.к. глаз человека при большой частоте не видит мерцания горящего/негорящего светодиода, а воспринимает все сглажено в общей картине, то получаем приглушенный свет с яркостью в 30%.
Tunable-White Lighting — настройка цветовой температуры светодиодов вокруг вас
Настраиваемое белое освещение — популярная тенденция как в коммерческом, так и в жилом освещении. Благодаря обширным фотобиологическим исследованиям, проведенным многочисленными университетами и научными отделами, мы теперь знаем о том, как функционирует человек, больше, чем когда-либо прежде. Разработчики светодиодов и сообщество, очевидно, проявляют интерес к тому, как мы, люди, взаимодействуем со светом вокруг нас. Научные данные подтверждают необходимость перестраиваемой технологии белого света, и, к счастью, светодиоды или светоизлучающие диоды являются наиболее практичным способом сделать это.
Что такое настраиваемое белое освещение
Перестраиваемый белый свет — это технология, определяемая как способность управлять выходной цветовой температурой источника света . Вы также можете услышать много других терминов, относящихся к настраиваемым белым светодиодам: нестандартная температура, от тусклого до теплого, динамический/гибридный белый или регулируемый белый свет.
Перестраиваемое белое освещение создается путем изготовления источника света со светодиодами разной цветовой температуры. В сочетании с пультом дистанционного управления или с использованием внешней системы управления пользователь может выбирать желаемую температуру белого цвета и изменять ее в режиме реального времени.
QUICK CATCH-UP – Так что же такое цветовая температура или CCT?
Скажем, вы идете в Home Depot, чтобы заменить лампочку, которая перегорела в чулане. Как только вы найдете лампочки на полке, они будут классифицированы с использованием множества различных терминов: теплые или холодные, дневного света или естественного, яркого или мягкого белого цвета. Эти названия используются для описания цветовых температур, излучаемых светом. Эти имена могут быть повсюду и в основном используются в маркетинговых целях. Цвет белого можно определить количественно с помощью коррелированной цветовой температуры (CCT).
CCT — это цветовая температура света, измеряемая в градусах Кельвина (К). Температурный рейтинг света напрямую зависит от того, как свет будет выглядеть для нас. Большинство светодиодов находятся в диапазоне 2700K-6500K. Более низкие температуры в этом диапазоне 2700-3000K известны как «теплое белое» освещение. Теплый белый цвет выглядит более оранжевым и/или желтым – как вы ожидаете от традиционной галогенной лампы или лампы накаливания. По мере увеличения градусов Кельвина цвет будет меняться от желтого до желтовато-белого, до естественного белого (4000 К), а затем до белого с более холодным, почти голубым оттенком (6500 К), который известен как холодный белый.
Перестраиваемый белый = смешивание цветов
Со светодиодным освещением термин RGB стал общепринятым для меняющих цвет огней. В этих светильниках используются красные, зеленые и синие светодиоды для смешивания цветов и передачи цветов по всему спектру. Настраиваемый белый работает таким же образом, просто используя различные температуры белого цвета, чтобы управлять светом от теплого до холодного тона.
Подобно другим технологиям освещения, существует множество уровней качества и сложности систем настраиваемого белого освещения.Важно понимать требования к освещению, а также то, что другие системы обеспечивают по сравнению с другими.
Простые настраиваемые белые системы — двухканальные светодиоды
В простейших системах настройки белого цвета используется сочетание теплых и холодных белых светодиодов и перекрестное затемнение между ними. Как правило, будет канал со светодиодами @ 2700K, а другой канал содержит светодиоды ближе к 6000-65000K. Эти диоды обычно плотно упакованы вместе с каким-либо рассеивателем, наложенным на них, чтобы помочь смешивать цвета при прохождении света.Это безопасный и простой метод настраиваемого белого освещения, но он больше подходит для базового рынка и не обеспечивает наиболее качественного света во всем спектре.
Многочиповые системы более высокого качества – микширование на уровне микросхем
Все больше и больше настраиваемых источников света используют «мультичипы», в которых используется несколько крошечных светодиодных чипов, объединенных в один модуль. Это означает, что смешивание цветов происходит прямо в самом модуле еще до выхода из источника. Меньшие размеры позволяют использовать эти настраиваемые белые диоды в технологиях потолочного и полосового освещения.Эти многочиповые системы имеют более высокие технические характеристики, чем чередующиеся двухканальные светодиодные ленты.
— качество, которое имеет значение!
Одна из самых больших проблем в мире освещения связана с тем, как белый свет передает цвета поверхности. Качественная цветопередача чрезвычайно важна, независимо от источника света, и настраиваемый белый цвет не является исключением из этой проблемы. Многие производители рекламируют отличные характеристики в крайних случаях, но промежуточные цвета плохо смешиваются.
Важно искать производителей, которые стремятся поддерживать качество цвета на самом высоком уровне, независимо от того, к какой части спектра они относятся. Лидеры отрасли начинают работать с настраиваемым белым освещением, имитирующим солнечный свет. Это включает в себя обеспечение того, чтобы CCT следовала за линией черного тела как можно ближе. В настоящее время разрабатывается новаторская технология, позволяющая ввести зеленый свет в настраиваемую систему, чтобы она корректировала CCT, чтобы она оставалась точно вдоль линии черного тела. В целом, чем больше каналов в настраиваемой системе, тем лучше цвета будут выглядеть под ними.
Линия черного тела (BBL) основана на цвете темного металлического железа, который светится при нагревании до этой температуры. Светодиоды группируются в соответствии с этой линией, и вы должны оставаться как можно ближе к этой линии. Вот почему LEDdynamics внедряет дополнительные световые каналы, чтобы поддерживать световой поток идеально вдоль этой кривой.
Знай свой диапазон — различные цветовые температуры
Всегда обращайте внимание на диапазон белых оттенков, предлагаемых светильником. Некоторые системы предлагают широкий диапазон естественных «циркадных ритмов», который переходит от света свечи к дневному свету, в то время как другие работают в гораздо меньшем диапазоне, например, 2700-4000K.Огни меньшего диапазона предназначены больше для декоративных целей, тогда как полный спектр естественного освещения больше предназначен для того, чтобы помочь людям воспользоваться преимуществами, описанными ниже.
Каковы преимущества настраиваемого белого освещения?
Существуют различные причины, по которым вы можете захотеть изменить освещение в вашем доме, офисе или коммерческом помещении. С появлением новых способов управления освещением многие стали ожидать возможность в некоторой степени изменить освещение. Это не только удобно, но и выгодно в некоторых ключевых областях:
- Ваше здоровье — циркадный ритм и освещение
- Повышение производительности
- Улучшенный дизайн
Управление циркадным ритмом с помощью управления светом
Циркадный ритм — это часы вашего тела.Наше тело естественным образом знает, когда просыпаться и когда спать. Предполагается, что в течение дня тела имеют естественный ритм, который направляет внимание, режим сна и питания. Исследования этого паттерна показали, что интенсивность, время, продолжительность и длина волны света могут влиять на биологические часы человека.
Этот ритм можно легко прервать сейчас, когда так много вещей вокруг нас имеют свет. Слышали обо всех этих исследованиях о том, что просмотр телефона перед сном вреден для сна? Да, речь идет о циркадном ритме… яркая холодная белизна на лице прямо перед сном, что не подходит для этого ритма.Нарушения этого ритма могут привести ко многим проблемам со здоровьем и нарушениям сна.
ПРИМЕЧАНИЕ – Было обнаружено, что CCT выше 5500K могут нарушать наши циркадные ритмы, не давая нам спать, когда мы, естественно, должны спать. Вот почему экраны телефонов, компьютеров и телевизоров начали реализовывать ночной режим, который дает более теплый оттенок. Используйте это как можно больше!
Наше тело бодрее и бодрее при более ярком и прохладном свете, и намного спокойнее и расслабленнее при более теплом белом свете.Это связано с естественным освещением в течение дня. Утро начинается с более теплых цветовых температур, а затем увеличивается до 6500K около полудня, прежде чем вернуться к теплому белому перед тем, как уйти в темноту ночи.
Настраиваемое белое светодиодное освещение позволяет нам придерживаться нашего естественного циркадного ритма, обеспечивая такой диапазон освещения как дома, так и на рабочем месте. В течение дня вы можете иметь 6000K, чтобы оставаться бодрым и продуктивным, а когда вы готовы расслабиться перед сном, вы можете уменьшить CCT до 3000K.Это помогает естественным образом высвобождать мелатонин, который помогает вам уснуть.
Помимо предотвращения проблем со здоровьем, настраиваемое белое светодиодное освещение может помочь восстановить здоровые привычки и нормальность, когда вы не можете находиться на улице. Многие больницы и школы начали использовать это для стационарных палат или классных комнат и обнаружили некоторые интересные вещи.
Прохладный белый свет | теплый белый свет | — Увеличение здорового аппетита | — Нижний уровень гормонов | — Увеличивает температуру тела | — успокаивает тело | — увеличивается частота сердечных сокращений | – Позволяет лучше отдыхать и восстанавливаться | Работа при правильном освещении действительно помогает нам работать усердно и повышает нашу производительность. Исследования показали, что во многих различных средах может быть полезно, если люди будут более бдительны благодаря более прохладному освещению и переключению на более теплое освещение вечером или когда им нужно, чтобы люди расслабились. Ниже приведены некоторые места, в которых используется настраиваемое белое освещение: .
Обзор продуктаПри работе дистанционного управления становится медленной, она пора менять батарейку.Совместим с батареями типов CR2025 и CR2032. УСТАНОВКАПРИМЕЧАНИЕ Перед тем, как наносить LEO Mood UV, убедитесь, что задняя поверхность Pi чистая от пыли, масла или отпечатков пальцев. Используйте чистящую ткань на спиртовой основе, чтобы протереть заднюю часть телевизора СБОРКА БЕСПРОВОДНЫЕ ПУЛЬТЫ ДУ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Беспроводной пульт дистанционного управления ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ AURA LEDТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Светодиодная лента Вход: 5 В пост. тока/0,5–2 А ВАЖНЫЕ МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИwww.tzurrelcom www.facebook.com/tzumiusa Tzumi®LED™Mood Light wlApp. Распространяется компанией Immi Inc. NY, NY, 10016. @Copyright, очередь 2018 г. Все права защищены. Сделано в Китае. Samsung и Galaxy S являются зарегистрированными товарными знаками Samsung Electronics Co. Ltd. Все изображения приведены только для иллюстрации. Фактический продукт может отличаться из-за усовершенствования продукта. Другие товарные знаки и торговые наименования в этом пакете принадлежат их соответствующим владельцам. |