دیمر PWM برای MK ATmega8، دارای باتری و نشانگر شارژ.
این مقاله برای افراد با دانش الکترونیک رادیویی در نظر گرفته شده است، یعنی:
این پروژه برای نصب روی دوچرخه طراحی شده است. چطور شروع شدند. من و دوستانم اغلب در دوچرخه سواری های شبانه شرکت می کردیم، بنابراین به یک چراغ جلو برای دوچرخه نیاز داشتیم. خوب ، من نمی خواستم یک چراغ قوه معمولی بگذارم ... به چیزی کاربردی تر نیاز داشتم. به عنوان مثال، با تنظیم روشنایی "کوچک / متوسط / حداکثر" و از آنجایی که قرار بود از باتری لیتیوم یونی به عنوان منبع تغذیه استفاده شود، نشانگر سطح شارژ نیز مورد نیاز بود. من پروژه های مشابه زیادی را در اینترنت دیدم، اما به نوعی برای من مناسب نبودند. به عنوان مثال، من به پروژه های دیمرهای PWM برخورد کردم، اما آنها یا نشانگر سطح شارژ نداشتند، یا نشانگر سطح شارژ روی 1 ... 3 LED بود، اما من از محتوای اطلاعاتی اینچنینی خوشم نیامد. خوب، انجامش بده، انجامش بده، و من مونتاژ پروژه ام را در دست گرفتم. بنابراین، به عنوان یک نشانگر شارژ، من 10 LED می گیرم، یا بهتر است بگوییم، یک "ستون" LED را مانند این می گیرم:
من این "ستون" LED را در یک فروشگاه آنلاین سفارش دادم (در شهر ما فروشگاه های رادیویی وجود ندارد) ، بنابراین فقط چند هفته دیگر می رسد. در عوض 10 عدد ال ای دی معمولی را به طور موقت گذاشتم.
به عنوان یک میکروکنترلر کنترلی، من از ATmega8 (یا ATmega328) استفاده کردم، زیرا این MK یک ADC دارد که با آن اندازه گیری سطح شارژ باتری را سازماندهی کردم. همچنین، این MK دارای تعداد کافی پین است (و ما می خواهیم تا 10 LED را وصل کنیم). این میکروکنترلر در فروشگاه های رادیویی رایج است و نسبتاً ارزان است - در محدوده 50 ... 100 روبل، بسته به طمع فروشگاه و نوع مورد.
برای درک نحوه عملکرد دستگاه، بیایید به بلوک دیاگرام نگاه کنیم:
این مقاله فقط موارد مربوط به کنترلر PWM (سمت چپ بلوک دیاگرام) را شرح می دهد و شما درایور LED و خود LED را به سلیقه خود انتخاب می کنید که مناسب شماست. درایور ZXSC400 برای من مناسب است، بنابراین من آن را به عنوان نمونه در نظر خواهم گرفت.
کنترلر PWM باید به یک درایور LED که دارای عملکرد کم نور (DIM، PWM و غیره) است، مانند ZXSC400 متصل شود. شما می توانید از هر درایور مناسب دیگری استفاده کنید، به شرط اینکه از کنترل روشنایی PWM پشتیبانی کند و از همان باتری تغذیه شود که کنترل کننده PWM را تغذیه می کند. برای کسانی که نمی‌دانند درایور LED چیست، توضیح می‌دهم: یک درایور لازم است تا LED هم هنگام شارژ شدن باتری و هم در هنگام اتمام باتری به یک اندازه روشن بدرخشد. به عبارت دیگر، درایور LED جریان ثابتی را از طریق LED حفظ می کند.
نمودار سیم کشی معمولی برای درایور LED ZXSC400:
برق این مدار باید به برق کنترلر PWM ما وصل شود و خروجی PWM از کنترلر باید به ورودی STDN درایور ZXSC400 وصل شود. خروجی "STDN" فقط برای تنظیم روشنایی با استفاده از سیگنال PWM عمل می کند. به روشی مشابه، می‌توانید یک کنترلر PWM را به بسیاری از درایورهای LED دیگر متصل کنید، اما این یک موضوع جداگانه است.
الگوریتم عملکرد دستگاه هنگامی که برق اعمال می شود، MK سطح شارژ باتری را به مدت 1 ثانیه نمایش می دهد (در مقیاس LED 10 LED)، سپس مقیاس LED خاموش می شود، MK به حالت صرفه جویی در انرژی می رود و منتظر دستورات کنترل می شود. من تمام کنترل را روی یک دکمه انجام دادم تا سیم های کمتری روی دوچرخه بکشم. هنگامی که دکمه برای بیش از 1 ثانیه نگه داشته می شود، کنترلر PWM روشن می شود، یک سیگنال با چرخه کاری 30٪ (1/3 روشنایی LED) به خروجی PWM اعمال می شود. هنگامی که دکمه دوباره برای بیش از 1 ثانیه نگه داشته می شود، کنترل کننده PWM خاموش می شود، هیچ سیگنالی به خروجی PWM ارسال نمی شود (0% چرخه وظیفه). هنگامی که دکمه به طور خلاصه فشار داده می شود، روشنایی از 30٪ - 60٪ - 100٪ تغییر می کند و شارژ باتری به مدت 1 ثانیه نمایش داده می شود. بنابراین، یک بار فشار دادن روشنایی LED را تغییر می دهد و یک فشار طولانی LED را روشن/خاموش می کند. برای آزمایش عملکرد کنترلر PWM، یک LED معمولی را به خروجی آن وصل کردم، اما یک بار دیگر تکرار می کنم - صرفاً به منظور آزمایش عملکرد. در آینده، من کنترلر PWM را به درایور ZXSC400 متصل خواهم کرد. عملکرد دستگاه با جزئیات بیشتر و واضح در فیلم (لینک در انتهای مقاله) نشان داده شده است.
نمودار زیر نیز فرآیند تنظیم روشنایی را نشان می دهد:
اگر این مقادیر روشنایی برآورده نشد چه باید کرد؟ به عنوان مثال، شما می خواهید آن را به این صورت باشد: 1٪، سپس 5٪، سپس 100٪. این گزینه را هم در نظر گرفته ام. حالا کاربر می تواند این سه مقدار روشنایی را روی هر چیزی که می خواهد تنظیم کند! برای این کار، یک برنامه کوچک نوشتم که بر اساس مقادیر مورد نظر، یک فایل برای فریمور EEPROM تولید می کند. پس از فلش کردن این فایل در میکروکنترلر، روشنایی مطابق با موارد مورد نظر تغییر می کند. من یک اسکرین شات از پنجره برنامه را پیوست می کنم:
اگر فایل EEPROM را فلش نکنید، مقادیر روشنایی "پیش فرض" باقی می مانند - 30٪، 60٪، 100٪. دستگاهی که به درستی مونتاژ شده نیازی به پیکربندی ندارد. در صورت تمایل، فقط می توانید حداقل، متوسط و حداکثر روشنایی را به صلاحدید خود تنظیم کنید. برنامه و دستورالعمل استفاده در انتهای مقاله آمده است.
باتری مورد استفاده را انتخاب کنید. من به دلیل رایج بودن و ارزان بودن از باتری لیتیوم یونی استفاده کردم. اما در مدار یک جامپر J1 ارائه کردم که با آن می توانید آنچه را که به عنوان پاور استفاده می کنیم انتخاب کنید.
اگر جامپر J1 در موقعیت "1" باشد، از یک باتری لیتیوم یونی استفاده می شود. اگر جامپر J1 در موقعیت "2" باشد، از سه باتری معمولی AAA/AA/C/D که به صورت سری متصل شده اند استفاده می شود. جامپر J1 برای نمایش صحیح سطح شارژ باتری لازم است، زیرا ولتاژ عملکرد باتری لیتیوم یون تقریباً در محدوده 3.3 ... 4.2 ولت است و برای باتری های معمولی ولتاژ کار تقریباً 3.0 است. 4.5 ولت من جداول مطابقت ولتاژ باتری را با قرائت نشانگر در پایین مقاله پیوست کرده ام.
LED های نشانگر. LED هایی که میزان شارژ باتری را نشان می دهند می توانند هر چیزی باشند. با تغییر مقدار مقاومت محدود کننده جریان R1 می توانید روشنایی آنها را در محدوده کوچکی تنظیم کنید. برای نمایش سطح شارژ، از یک نشانگر پویا استفاده می شود که به همین دلیل صرفه جویی در انرژی حاصل می شود، زیرا تنها یک LED در یک زمان روشن می شود. همچنین می توانید ویدیوی مربوط به نشانگر میزان شارژ باتری (لینک در انتهای مقاله) را مشاهده کنید.
میکروکنترلر می تواند ATmega8 یا ATmega328 باشد. هر دوی این میکروکنترلرها در محل کنتاکت ها سازگار هستند و فقط در محتوای "سیستم افزار" تفاوت دارند. از زمانی که این MK را در انبار داشتم از ATmega328 استفاده کردم. به منظور کاهش مصرف برق، میکروکنترلر توسط یک نوسان ساز داخلی RC 1 مگاهرتز تغذیه می شود. برنامه میکروکنترلر در محیط 4.3.6.61 (یا 4.3.9.65) نوشته شده است.
مدار از یک تراشه منبع ولتاژ مرجع TL431 استفاده می کند. با کمک آن، دقت خوبی در اندازه گیری ولتاژ باتری به دست می آید. برق از پین PC1 میکروکنترلر از طریق مقاومت R3 به TL431 تامین می شود. ولتاژ تغذیه به TL431 فقط در هنگام نشان دادن سطح شارژ رخ می دهد. پس از خاموش شدن LED های نشانگر، ولتاژ تغذیه قطع می شود و در مصرف باتری صرفه جویی می شود. تراشه TL431 را می توان در منابع تغذیه غیرقابل استفاده رایانه، شارژرهای خراب تلفن همراه، در تعویض منبع تغذیه از لپ تاپ ها و تجهیزات الکترونیکی مختلف یافت. من از TL431 در بسته SOIC-8 (گزینه smd) استفاده کردم، اما TL431 در بسته TO-92 رایج تر است، بنابراین چندین گزینه PCB ساختم.
درباره شبیه سازی در برنامه "". پروژه در پروتئوس به درستی کار نمی کند. با توجه به بیدار نشدن مدل ATmega8 و همچنین با ترمز، نشانگر دینامیکی نمایش داده می شود. اگر پس از شروع پروژه، بلافاصله دکمه را نگه دارید تا کنترلر PWM روشن شود، همه چیز کار می کند. اما ارزش آن را دارد که با نگه داشتن دوباره دکمه، کنترلر PWM را خاموش کنید، زیرا MK به خواب می رود و دوباره بیدار نمی شود (تا زمانی که پروژه مجدداً راه اندازی شود). من پروژه را در پروتئوس ضمیمه نمی کنم. چه کسی می خواهد بازی کند - بنویس، من پروژه را برای Proteus ارسال می کنم.
مشخصات فنی اصلی:
در زیر می توانید سیستم عامل MK ATmega8 را دانلود کنیدو ATmega328
شوتوف ماکسیم، ولسک
| تعیین | تایپ کنید | فرقه | تعداد | توجه داشته باشید | خرید کنید | دفترچه یادداشت من | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| U1 | MK AVR 8 بیتی | ATmega8-16PU | 1 | به دفترچه یادداشت | |||
| U2 | آی سی مرجع | TL431ILP | 1 | به دفترچه یادداشت | |||
| مقاومت ها | |||||||
| R1، R2 | مقاومت ثابت SMD 1206 | 330 اهم | 2 | به دفترچه یادداشت | |||
| R3 | مقاومت ثابت SMD 1206 | 1 کیلو اهم | 1 | به دفترچه یادداشت | |||
| R4 | مقاومت ثابت SMD 1206 | 10 کیلو اهم | 1 | به دفترچه یادداشت | |||
| R5 | مقاومت ثابت SMD 1206 | 47 کیلو اهم | 1 | به دفترچه یادداشت | |||
| مقاومت ثابت SMD 1206 | |||||||
این مقاله نحوه مونتاژ ساده اما موثر را شرح می دهد کنترل روشنایی LEDبر اساس PWM dimming () روشنایی LED.
LED ها (دیودهای ساطع کننده نور) اجزای بسیار حساسی هستند. اگر جریان یا ولتاژ منبع تغذیه بیش از مقدار مجاز باشد، می تواند منجر به خرابی آنها یا کاهش قابل توجه طول عمر شود.
معمولاً جریان با استفاده از مقاومتی که به صورت سری به LED متصل است یا توسط یک تنظیم کننده جریان مدار () محدود می شود. افزایش جریان ال ای دی شدت آن را افزایش می دهد و کاهش جریان باعث کاهش آن می شود. یک راه برای کنترل روشنایی درخشش استفاده از یک مقاومت متغیر () برای تغییر پویا روشنایی است.
اما این فقط برای یک LED قابل استفاده است، زیرا حتی در یک دسته ممکن است دیودهایی با شدت نور متفاوت وجود داشته باشد و این بر درخشش ناهموار گروهی از LED ها تأثیر می گذارد.
مدولاسیون عرض پالس.یک روش بسیار کارآمدتر برای تنظیم روشنایی درخشش با استفاده از (PWM). با PWM، گروه هایی از LED ها با جریان توصیه شده تامین می شوند، در حالی که در عین حال کاهش نور با تامین برق در فرکانس بالا امکان پذیر است. تغییر دوره باعث تغییر در روشنایی می شود.
چرخه وظیفه را می توان به عنوان نسبت زمان روشن و خاموش شدن برق عرضه شده به LED در نظر گرفت. به عنوان مثال، اگر یک چرخه یک ثانیه را در نظر بگیریم و در همان زمان LED 0.1 ثانیه خاموش و 0.9 ثانیه روشن شود، معلوم می شود که درخشش حدود 90٪ مقدار اسمی خواهد بود.
ساده ترین راه برای دستیابی به این سوئیچینگ فرکانس بالا استفاده از آی سی است که یکی از رایج ترین و همه کاره ترین آی سی هایی است که تاکنون ساخته شده است. مدار کنترل کننده PWM که در زیر نشان داده شده است برای استفاده به عنوان یک دیمر برای تغذیه LED (12 ولت) یا یک کنترل کننده سرعت برای یک موتور 12 ولت DC طراحی شده است.
در این مدار، مقاومت های ال ای دی ها باید تنظیم شوند تا جریان رو به جلو 25 میلی آمپر را تامین کنند. در نتیجه مجموع جریان سه خط LED 75 میلی آمپر خواهد بود. ترانزیستور باید برای جریان حداقل 75 میلی آمپر درجه بندی شود، اما بهتر است آن را با حاشیه بگیرید.
این مدار دیمر از 5٪ تا 95٪ قابل تنظیم است، اما با استفاده از دیودهای ژرمانیوم به جای , می توان دامنه را از 1٪ به 99٪ از مقدار اسمی افزایش داد.
هنگام طراحی مجدد داشبوردها، نیاز به تنظیم روشنایی بردهای نصب شده وجود دارد. این امر مخصوصاً اگر برای مدت طولانی در تاریکی رانندگی می کنید ضروری است. با این حال، LED ها آبدارتر و روشن تر از لامپ های معمولی می درخشند، و حتی بدون تنظیم کننده، کار ناتمام به نظر می رسد.
مشکل با خرید یک دیمر آماده برای تنظیم نوارهای LED یا با یک مقاومت متغیر ساده نصب شده در قطع شبکه حل می شود. این روش ما نیست. تنظیم کننده باید روی PWM (مدولاتور عرض پالس) باشد.
تنظیم PWM استدر روشن و خاموش کردن دوره ای جریان از طریق LED برای مدت زمان کوتاه. برای جلوگیری از اثر سوسو زدن درک شده توسط بینایی انسان، فرکانس این چرخه باید حداقل 200 هرتز باشد.
یکی از گزینه‌های کاهش نور LED، دستگاهی ساده بر اساس تایمر محبوب 555 است که این عملیات را با استفاده از سیگنال PWM انجام می‌دهد. جزء اصلی مدار تایمر 555 است که سیگنال PWM را تولید می کند، ژنراتور داخلی چرخه وظیفه پالس ها را با فرکانس 200 هرتز تغییر می دهد.
یک مقاومت متغیر با کمک دو دیود پالس روشنایی را تنظیم می کند. یکی از عناصر مهم مدار یک ترانزیستور اثر میدان کلیدی است که طبق مدار منبع مشترک کار می کند. مدار دیمر قابلیت کاهش نور از 5% تا 95% را دارد.
تئوری گذشت. بیایید به سراغ تمرین برویم.
دو شرط تعیین شد:
1. مدار باید روی قطعات SMD مونتاژ شود
2. حداقل ابعاد.
بلافاصله مشکلاتی در انتخاب اجزا وجود دارد. در مورد من، نکته اصلی خرید آماتورهای رادیویی در مکه - فروشگاه چیپ اند دیپ و منتظر ماندن دو هفته برای تحویل توسط پست روسیه بود. بقیه این است که به دنبال مغازه های محلی است.
این سخت ترین است، زیرا. فقط چند نفر از آنها وجود دارد. فوراً می گویم که بار اول درست نشد، مجبور شدم مغزم را با یک ترانزیستور اثر میدانی جمع کنم و چندین بار دوباره / دوباره ترسیم / لحیم کنم.
بر اساس طرح کلاسیک:
تغییراتی در طرح ایجاد شده است:
1. ظرفیت به 0.01uF و 0.1uF تغییر کرد
2. تعویض ترانزیستور با IRF7413. دارای ولتاژ 30 ولت 13 آمپر جذاب!
گزینه اول و دوم.
نسخه 1 و نسخه 2.
همانطور که در نسخه دوم مشاهده می شود، ابعاد کلی را نیز کاهش داده و ظرفیت کارگر میدانی را جایگزین کرده است.
مقایسه. برای وضوح اندازه
با در نظر گرفتن تمام خطاها، مدار را دوباره انجام دادم و اندازه گیری های کلی را کمی کاهش دادم.
پیروزی!
ما یک قطعه از ترازو را به هم وصل می کنیم:
حداکثر روشنایی
ال ای دی ها روز به روز به بخشی از زندگی روزمره ما تبدیل می شوند. ما لامپ های رشته ای در یک آپارتمان یا خانه، هالوژن در ماشین را به LED تغییر می دهیم. برای تنظیم روشنایی یک لامپ آدیسون، معمولا از یک دیمر استفاده می شود - این چیزی است که با آن می توانید جریان متناوب را محدود کنید، در نتیجه روشنایی درخشش را به چیزی که نیاز دارید تغییر دهید، چرا بیشتر بپردازید، و حتی به دلیل نور بیش از حد روشن احساس ناراحتی می کنید؟ رگولاتور برق به طور کلی می تواند برای بسیاری از مصرف کنندگان (لحیم کاری، آسیاب، جاروبرقی، مته ...) از یک ولتاژ برق متناوب استفاده شود، آنها معمولاً بر اساس یک تریاک ساخته می شوند.
LED ها با جریان ثابت و تثبیت شده تغذیه می شوند، بنابراین استفاده از دیمر استاندارد در اینجا امکان پذیر نخواهد بود. اگر فقط ولتاژ اعمال شده به آن را تغییر دهید، روشنایی به شدت تغییر می کند، جریان برای آنها مهم است، اما به جای تنظیم کننده جریان، ما کار دیگری انجام می دهیم، یعنی PWM (Wide Pulse Modulator)، آن را خاموش می کند. منبع تغذیه از LED برای مدت زمان مشخصی، روشنایی کاهش می یابد، اما ما متوجه چشمک زدن نخواهیم شد، زیرا فرکانس به گونه ای است که چشم انسان متوجه این موضوع نمی شود. در اینجا از میکروکنترلرها استفاده نمی شود، زیرا وجود آنها می تواند مانعی برای مونتاژ دستگاه شود، باید برنامه نویس، نرم افزار خاصی داشته باشید... بنابراین در این مدار ساده فقط از قطعات رادیویی ساده و در دسترس عموم استفاده می شود.
امکان استفاده از چنین چیزی برای هر بار اینرسی، یعنی آنهایی که می توانند انرژی را ذخیره کنند، وجود دارد، زیرا به عنوان مثال، اگر موتور DC را از منبع تغذیه جدا کنید، چرخش بلافاصله متوقف نمی شود.
به نظر من مدار را می توان به طور مشروط به دو بخش تقسیم کرد، یعنی این یک ژنراتور ساخته شده بر روی تایمر مگا محبوب NE555 (مشابه با -KR1006VI1) و یک ترانزیستور باز و بسته کننده قدرتمند است که با آن برق به بار (در اینجا 555 در حالت مولتی ویبراتور استبلال کار می کند). ما از یک ترانزیستور دوقطبی NPN قدرتمند استفاده می کنیم (من TIP122 را گرفتم)، اما می توان آن را با یک ترانزیستور اثر میدانی (MOSFET) جایگزین کرد. فرکانس، پریود، مدت زمان پالس مولد پالس توسط دو مقاومت (R3, R2) و خازن (C1, C2) تنظیم می شود و می توانیم آن را با یک مقاومت با تنظیم مقاومت تغییر دهیم.
اجزای شماتیک
برنامه های زیادی برای محاسبه تایمر آنالوگ 555 وجود دارد، می توانید مقادیر مؤلفه هایی را که بر فرکانس ژنراتور تأثیر می گذارد آزمایش کنید - همه اینها با استفاده از بسیاری از برنامه ها مانند این به راحتی اشتباه محاسبه می شود. فرقه ها را می توان کمی تغییر داد، همه چیز کار خواهد کرد و غیره. دیودهای پالس 4148 به راحتی با KD222 خانگی جایگزین می شوند. خازن 0.1 uF و 0.01 uF دیسک سرامیکی. فرکانس را با یک مقاومت متغیر تنظیم می کنیم؛ برای تنظیم خوب و روان، حداکثر مقاومت آن 50 کیلو اهم است.
همه چیز بر روی عناصر گسسته مونتاژ شده است، تخته دارای ابعاد 50-25 میلی متر است.
مدار چگونه کار می کند؟
دستگاه به عنوان سوئیچ بین دو حالت کار می کند: جریان به بار تامین می شودو جریان به بار داده نمی شود. تعویض به قدری سریع اتفاق می افتد که چشم ما این پلک زدن را نمی بیند. بنابراین، این دستگاه با تغییر فاصله زمانی بین زمان روشن شدن و خاموش شدن آن، برق را تنظیم می کند. فکر می کنم شما ماهیت PWM را درک کنید. این چیزی است که در صفحه اسیلوسکوپ به نظر می رسد.
تصویر اول یک درخشش ضعیف را نشان می دهد، زیرا در طول دوره T طول پالس t1 فقط 20٪ طول می کشد (این به اصطلاح چرخه وظیفه است) و بقیه 80٪ ما یک 0 منطقی داریم (بدون ولتاژ).
تصویر دوم سیگنالی به نام meander را به ما نشان می دهد، سپس t1=0.5*T داریم، یعنی چرخه وظیفه و Coef. پرها 50 درصد هستند.
در حالت سوم D=90% داریم. LED تقریباً با روشنایی کامل می درخشد.
تصور کنید که T=1 ثانیه، سپس در حالت اول
§ 1) در مدت 0.2 ثانیه، جریان به LED جریان می یابد، اما 0.8 ثانیه نیست
§ 2) 0.5s جریان اعمال شده 0.5s no
به هر حال، با ساختن سه کنترلر PWM طبق طرح و اتصال آنها به یک نوار RGB، تنظیم وسعت درخشش مورد نظر امکان پذیر می شود. هر کدام از تابلوها LED های مخصوص به خود (قرمز، سبز و آبی) را کنترل می کنند و با ترکیب آنها در یک توالی مشخص به درخشش دلخواه می رسید.
اتلاف انرژی این دستگاه چقدر است؟
اولاً، اینها چند میلی آمپری هستند که یک مولد پالس را روی یک ریزمدار مصرف می کنند و سپس یک ترانزیستور قدرت وجود دارد که قدرت تقریباً برابر با آن تلف می شود. P=0.6V*I بار مصرف . مقاومت پایه را می توان نادیده گرفت. به طور کلی، تلفات PWM حداقل است زیرا سیستم کنترل عرض پالس بسیار موثر است، زیرا انرژی بسیار کمی هدر می رود (و بنابراین گرمای کمی آزاد می شود).
نتیجه
در نتیجه یک PWM زیبا و ساده دریافت کردیم. معلوم شد که برای آنها بسیار راحت است که قدرت دلپذیر درخشش را برای خود تنظیم کنند. چنین وسیله ای همیشه در زندگی روزمره مفید خواهد بود.
هر آماتور رادیویی با تراشه NE555 (مشابه KR1006) آشنا است. تطبیق پذیری آن به شما امکان می دهد طیف گسترده ای از محصولات خانگی را طراحی کنید: از یک ویبره تک پالسی ساده با دو عنصر در مهار تا یک مدولاتور چند جزئی. این مقاله مدار سوئیچینگ تایمر را در حالت یک مولد پالس مستطیلی با تنظیم عرض پالس در نظر می گیرد.
با توسعه LED های پرقدرت، NE555 دوباره به عنوان دیمر (دیمر) وارد عرصه شد و مزایای غیرقابل انکار خود را یادآور شد. دستگاه های مبتنی بر آن به دانش عمیق الکترونیک نیاز ندارند، به سرعت مونتاژ می شوند و با اطمینان کار می کنند.
مشخص است که دو راه برای کنترل روشنایی LED وجود دارد: آنالوگ و پالس. روش اول شامل تغییر مقدار دامنه جریان مستقیم از طریق LED است. این روش یک اشکال قابل توجه دارد - راندمان پایین. روش دوم شامل تغییر عرض پالس (دویت سیکل) جریان با فرکانس 200 هرتز به چندین کیلوهرتز است. در چنین فرکانس هایی، سوسو زدن LED ها برای چشم انسان نامحسوس است. مدار کنترل کننده PWM با ترانزیستور خروجی قدرتمند در شکل نشان داده شده است. این می تواند از 4.5 تا 18 ولت کار کند که نشان دهنده توانایی کنترل روشنایی هر دو LED قدرتمند و کل نوار LED است. محدوده تنظیم روشنایی بین 5 تا 95 درصد است. این دستگاه یک نسخه اصلاح شده از مولد پالس مستطیلی است. فرکانس این پالس ها به ظرفیت C1 و مقاومت های R1، R2 بستگی دارد و با فرمول: f=1/(ln2*(R1+2*R2)*C1)، هرتز تعیین می شود.
اصل عملکرد دیمر الکترونیکی به شرح زیر است. در لحظه ای که ولتاژ تغذیه اعمال می شود، خازن در طول مدار شروع به شارژ شدن می کند: + Upit - R2 - VD1 -R1 -C1 - منبع تغذیه -U. به محض اینکه ولتاژ روی آن به سطح 2 / 3U رسید، ترانزیستور داخلی تایمر باز می شود و فرآیند تخلیه آغاز می شود. تخلیه از صفحه بالایی C1 و بیشتر در طول مدار شروع می شود: خروجی R1 - VD2 -7 گودال IC - -U. با رسیدن به علامت 1 / 3U، ترانزیستور تایمر بسته می شود و C1 دوباره شروع به افزایش ظرفیت می کند. در آینده، این فرآیند به صورت چرخه ای تکرار می شود و پالس های مستطیلی شکل در پین 3 تشکیل می شود.
تغییر مقاومت مقاومت تنظیم منجر به کاهش (افزایش) زمان پالس در خروجی تایمر (پایه 3) می شود و در نتیجه مقدار متوسط سیگنال خروجی کاهش (افزایش) می یابد. توالی پالس های تولید شده از طریق مقاومت محدود کننده جریان R3 به گیت VT1 تغذیه می شود که مطابق مدار منبع مشترک متصل می شود. بار به شکل یک نوار LED یا LED های پرقدرت متصل به صورت سری در شکست در مدار تخلیه VT1 گنجانده شده است.
در این حالت ترانزیستور قدرتمند ماسفت با حداکثر جریان تخلیه 13 آمپر نصب می شود. این به شما امکان می دهد تا درخشش یک نوار LED به طول چندین متر را کنترل کنید. با این حال، ترانزیستور ممکن است به یک هیت سینک نیاز داشته باشد.
خازن مسدود کننده C2 تأثیر تداخلی را که ممکن است در مدار قدرت در زمان سوئیچ کردن تایمر رخ دهد حذف می کند. مقدار ظرفیت آن می تواند در محدوده 0.01-0.1 uF باشد.
برد مدار چاپی یک طرفه دارای ابعاد 22x24 میلی متر می باشد. همانطور که از تصویر می بینید، هیچ چیز اضافی روی آن وجود ندارد که بتواند سؤالاتی را ایجاد کند.
پس از مونتاژ، مدار دیمر PWM نیازی به تنظیم ندارد و برد مدار چاپی به راحتی با دستان شما ساخته می شود. این برد علاوه بر مقاومت اصلاح کننده، از عناصر SMD استفاده می کند.
ترانزیستور VT1 باید بسته به قدرت بار انتخاب شود. به عنوان مثال، برای تغییر روشنایی یک LED یک وات، یک ترانزیستور دوقطبی با حداکثر جریان مجاز کلکتور 500 میلی آمپر کافی است.
روشنایی نوار LED باید از یک منبع ولتاژ +12 ولت کنترل شود و با ولتاژ تغذیه آن مطابقت داشته باشد. در حالت ایده آل، تنظیم کننده باید توسط یک منبع تغذیه تثبیت شده که به طور خاص برای نوار طراحی شده است، تغذیه شود.
بار در قالب LED های پرقدرت جداگانه به طور متفاوت تغذیه می شود. در این مورد، تثبیت کننده جریان به عنوان منبع تغذیه برای دیمر عمل می کند (به آن درایور LED نیز می گویند). جریان خروجی نامی آن باید با جریان LED های متصل به صورت سری مطابقت داشته باشد.
همچنین بخوانید
