Светодиодный индикатор с подсветкой (яркость активирована): 4 шага (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

В этом руководстве я задокументировал, как построить светодиодную вывеску с датчиком темноты / освещенности и встроенной схемой диммера с ШИМ.

Мне наскучило Рождество, и я сколотил небольшой проект, вдохновленный вступительным видео-заставкой YouTube для "GreatScott!". Мне хотелось написать свое имя в свете, но я подумал, что припаять более 150 светодиодов параллельно - не так уж сложно, поэтому я подумал, что сделаю это немного интереснее.

У моих светодиодных вывесок есть схема определения темноты / света, которая включается ночью и выключается днем. Я также позже добавил схему ШИМ для регулировки яркости светодиода (светодиоды, которые у меня были в мусорной корзине, оказались очень яркими: -S). Большая часть этой сборки основана на материалах, которые у меня уже были, а не на поиске новых вещей для экономии денег, поэтому, прежде чем вы спросите, почему я использовал компонент X вместо Y … теперь вы знаете:-)

Шаг 1: Принципы схемы

Есть много разных способов построения световых / темных схем, наиболее распространенные методы используют одну из следующих схем (все три используют LDR или резистор, зависимый от света на входе):

• Таймер 555 с транзистором на выводе 3
• LDR как часть делителя напряжения, который запускает транзистор NPN
• Компаратор напряжения (операционный усилитель / компаратор IC)

Поскольку у меня было так много разных операционных усилителей и компараторов в моем отсеке для запчастей, я решил использовать LM311. Компаратор просто сравнивает входные напряжения на своих входах. Выход высокий, когда входы одинаковые / большие, или низкий, когда один вход ниже другого. В моем случае, когда напряжение LDR выше, чем опорное напряжение, установленное потенциометром, выход становится высоким, активируя небольшое реле, которое активирует светодиоды с регулируемой яркостью. В схему помещен конденсатор, чтобы предотвратить быстрое переключение реле, когда входное напряжение колеблется выше и ниже опорного напряжения. Здесь можно было бы использовать полевой МОП-транзистор, но у меня снова осталось множество небольших реле, поэтому я использовал одно из них.

Для схемы ШИМ я использовал классический таймер 555, изменяя напряжение на светодиодах (см. Прилагаемую схему).

Примечание: в схеме ШИМ Rload - это светодиодная матрица, которой вы хотите управлять, в схеме яркости Rload - это технически схема ШИМ в этом случае, но вы можете переключить нагрузку напрямую, если хотите.

Шаг 2: Создайте тестовую схему

По схемам я построил тестовые схемы на двух отдельных макетных платах и сначала протестировал их с использованием одного светодиода. Правая сторона - это датчик темноты / света, а левая сторона - схема ШИМ. Схема детектора яркости включает / выключает всю схему, а схема ШИМ регулирует напряжение питания светодиодной матрицы.

Мое намерение состояло в том, чтобы отключить зарядное устройство для мобильного телефона на 5 В, 1 А через разъем micro-usb. Схема была склонна к быстрому переключению вблизи точки переключения (особенно в сумерках, когда уровни освещенности имеют промежуточную яркость), поэтому я поместил излишне большой конденсатор 2200 мкФ на транзисторе, чтобы удерживать коммутируемое напряжение во время провалов напряжения. В зависимости от величины тока, потребляемого вашей нагрузкой, будет определяться ее эффективное сопротивление нагрузки и, таким образом, она образует часть RC-цепи с конденсатором. Время, в течение которого конденсатор удерживает зарядное напряжение, можно найти с помощью формулы постоянной времени t = R x C. Вы должны уметь рассчитать подходящее значение, используя эту формулу. На самом деле вам следует использовать компоненты накопителя энергии, такие как конденсаторы, как можно меньше, чтобы свести к минимуму ненужное энергопотребление.

Я использовал Loch-Master, чтобы выделить имя, к которому я хотел припаять свои 5-миллиметровые светодиоды. Мне нравится использовать продольный стрип-картон с шагом 2,54 мм (он же вероборд). Все светодиоды припаяны параллельно (это не очень хорошая практика, по возможности следует ограничивать ток каждого отдельного светодиода отдельным резистором).

Шаг 3: Сборка

Следующий шаг предполагает ненужное количество горячего клея. Он идеально подходит для ленивых людей вроде меня, которые просто хотят быстро присоединиться к делу.

После того, как я нарисовал название с помощью Loch-master, я припаял все светодиоды параллельно. Цепи ШИМ и яркости были распаяны на одной доске. LDR был отделен от основной цепи подвесными выводами, так что сам датчик можно было вклеить в отверстие на передней панели лицевой панели. Затем они были установлены на кусок изолирующего ПВХ, который затем сам приклеился к задней части светодиодной матрицы.

Зная размеры светодиодной матрицы от Loch-Master, я сделал черную рамку из ПВХ, которая окружает светодиодную матрицу и придает ей красивый вид. Я сделал шаблон, который поместился на странице формата А4, чтобы его можно было распечатать на бумаге и разместить на черном пенопласте толщиной 5 мм. Затем я приклеил шаблон клейкой лентой и аккуратно вырезал середину и края ножом для рукоделия. Еще я сделал такую же без выреза посередине для спинки. Затем подвесили к светодиодной матрице и просто приклеили. Затем обе схемы были приклеены к задней части светодиодной панели (обратите внимание, что они были разделены с помощью ПВХ).

Наконец, была добавлена задняя панель с помощью винтов M3, вставленных спереди и закрепленных в них черных распорок (стоек). Это позволило навинтить заднюю панель сверху и удерживать ее на месте шестью гайками M3 и шайбами.

Шаг 4: Наслаждайтесь

Надеюсь, вам понравился этот эпизодический проект выходного дня. В этом есть много возможностей для улучшения, так как это было немного весело, но я надеюсь, что вдохновил вас на создание своего собственного. Вы можете использовать только схему ШИМ самостоятельно и изменять яркость светодиодов в зависимости от уровня освещенности в зависимости от времени суток.

Принципы схемы можно использовать для других интересных вещей, таких как термостаты (замените LDR на термистор) или регуляторы скорости двигателя с помощью схемы PWM.