Изменение яркости светодиодов или контроллер своими руками. Cветодиодная лампа с регулировкой яркости. Изменение яркости светодиодной лампы


Как уменьшить яркость светодиодной лампы? Для ночника. — Сообщество «Электронные Поделки» на DRIVE2

Добрый день, господа.Есть у меня лампа светодиодная с 15-ю 1-ваттными диодами соединёнными последовательно. Хочу я из неё сделать лампу в коридоре с двумя режимами:1. Лампа включается и светит во всю мощь.2. Лампа включается через датчик движения (это в наличии уже есть), и яркость лампы уменьшена на 50 (или 80) % (регулировка не нужна, просто уменьшенная яркость)

Так вот не пойму каким способом уменьшить яркость лампы? Какой мне блок у китайцев купить или что мне самому спаять, чтобы уменьшить яркость лампы на… ну пусть будет 80 %?Заранее говорю: — плавная регулировка не нужна и никаких ШИМ итд не надо, если только без них никак.По сути задача : уменьшить яркость светодиодной лампы 15 ватт на 80%, Самый простой и бюджетный способ.Поговорим об этом? )))А можно один мощный резистор ставить на все диоды? Они ведь последовательно. С драйвера выходит 48 вольт: 15 шт светиков по 3.2 вольта.Дополнено: Спасибо всем.Решено. Оказалось достаточным вставить резистор на 3,3 кОм (можно меньше 1кОм или 2кОм, тогда ярче светит) последовательно с диодами (как будто ещё нагрузка).

Схема

Кроме того коммутировал вкл/откл резистора с помощью реле 220 в с двумя парами контактов.

Полный размер

кучка проводов и реле и драйвер

Драйвер лампы и реле поместил в коробку.

Полный размер

Теперь всё аккуратно

Полный размер

Полный размер

Полный размер

Полный размер

Полный размер

Полный размер

www.drive2.ru

Простой ШИМ-регулятор яркости светодиодов

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 – -Uпит. Как только напряжение на нём достигнет уровня 2/3Uпит откроется внутренний транзистор таймера и начнется процесс разрядки. Разряд начинается с верхней обкладки C1 и далее по цепи: R1 – VD2 –7 вывод ИМС – -Uпит. Достигнув отметки 1/3Uпит 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.

Плата в файле Sprint Layout 6.0: reguljator-jarkosti.lay6

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.

Заказать готовую сборку от автора можно здесь.

Практические советы

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

ledjournal.info

Изменение яркости светодиодов или контроллер своими руками. Cветодиодная лампа с регулировкой яркости

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 больши

elects.ru

Диммер для светодиодной ленты. Принцип работы и подключение

Содержание статьи:

Светодиодные ленты быстро завоевали популярность и прочно входят в нашу жизнь и быт. Они оказались незаменимыми для декоративной или фоновой подсветки интерьеров жилых и офисных помещений. В то же время эти световые приборы обладают уникальными качествами для создания необычных эффектов при создании архитектурного светового дизайна в экстерьере как частных домов, так и административных зданий или промышленных объектов.

Но, в отличие от тех же светодиодных ламп, оснащённых схемой управления и предназначенных для непосредственного включения в электрическую сеть, светодиодные ленты должны включаться через дополнительные адаптеры‑драйверы (блоки питания, диммеры, блоки управления). Подробнее об их характеристиках тут. С одной стороны, это создаёт дополнительную сложность при монтаже, с другой — позволяет значительно разнообразить способы включения, создавая уникальные световые эффекты, а также наладить управление яркостью их свечения, или диммирование.

Особенности управления светодиодными лентами

Полупроводниковый светодиод — прибор специфический. Он обладает значительно нелинейной вольт‑амперной характеристикой (ВАХ). Протекающий через него ток, начиная с некоторого «порогового» значения, растёт очень сильно, вплоть до перегорания самого светодиода, даже при небольшом изменении падения напряжения на нём. Поэтому подключение его напрямую к источнику питания либо не даст никакого эффекта, если ЭДС источника меньше порога «открывания» диода, либо в противном случае вызовет мгновенное перегорание светодиода.

Это заставляет в схемах устройств управления использовать элементы, ограничивающие ток через прибор, так в схемотехнике и называемые «источниками стабильного тока».

В простейшем случае такую функцию может выполнять обычный резистор, а чтобы обеспечить эту стабильность, его сопротивление должно быть достаточно большим. Но при этом и ЭДС источника напряжения должна быть высокой.

Казалось бы, чего проще! Подключаем светодиод через гасящее сопротивление прямо к электрической сети — напряжение высокое, ограничительный резистор потребуется большого значения: всё, как мы хотели! Но у этой схемы есть существенный недостаток. К примеру:

  • Для среднестатистического белого светодиода в рабочем режиме при падении напряжения около 3 V, ток ≈ 20 mA.
  • Сопротивление гасящего резистора — (220 – 3) / 0,02 ≈ 10,85 κΩ.
  • При этом рассеиваемая на нём мощность — 217 × 0,02 ≈ 4,3 Wt.

Как видно из примера, на ограничительном резисторе будет бесполезно теряться электрическая мощность, большая по величине, чем требуется самому светодиоду для его работы.

Для того чтобы компенсировать недостатки такой схемы, светодиодные осветительные приборы должны запитываться от специального низковольтного источника, обеспечивающего им при этом стабильный выходной ток. В осветительных светодиодных лампах стандартов Е27, Е14 и других такая схема встроена в конструкцию их цоколя, подобно тому, как выполнено управление малогабаритными люминесцентными газоразрядными лампами. Притом в зависимости от назначения включается не только драйвер диода, но и схема диммера.

Для светодиодных лент такой источник тока изготавливается в виде отдельного модуля. Он имеет выходное напряжение 12 или 24 V с ограничением выходного тока. Подключаемая к нему лента должна иметь соответствующее входное напряжение, ограничительные резисторы для него установлены конструктивно на самой ленте, обеспечивая оптимальный режим её работы. Выходная мощность блока питания диммера и блока управления должны соответствовать количеству светодиодных модулей ленты.

Соотношение мощности блока к количеству модулей ленты

Лента также должна иметь определённую длину, не превышающую некоторого значения — обычно это 5 м. Если требуется лента меньшей длины, её можно укоротить, но только в указанных для этого точках. Когда же требуется удлинить ленту, то следующий её кусок должен подключаться не к выходу предыдущего, а непосредственно к блоку питания либо к специальному усилителю, даже если для этого придётся проложить дополнительную пару проводов.

После того как обеспечено правильное электропитание этих приборов, перед нами встаёт задача регулировки яркости их свечения. О том, как регулируется яркость диммерами у светодиодных ламп, читайте в этой статье. Сейчас же рассмотрим то, что касается светодиодных лент.

Основные виды диммеров для светодиодных лент

Для решения поставленного вопроса можно опять воспользоваться простейшим способом регулировки: переменным резистором — реостатом или потенциометром. Но здесь снова вступает в игру высокая нелинейность ВАХ светодиода: регулировка, даже при использовании потенциометров с логарифмической характеристикой изменения сопротивления, происходит на очень маленьком участке их шкалы.

К тому же потери мощности такой схемы хотя и не такие значительные, но всё же существенно понижают её энергоэффективность.

Вместо пассивных регуляторов для этой цели были разработаны активные диммерные регулирующие схемы на полупроводниковых приборах:

Управляемые источники тока

Аналоговые регулирующие схемы, которые позволяют поддерживать стабильный выходной ток в необходимом диапазоне регулировки при малом падении напряжения, а следовательно, и при небольших потерях мощности на регулирующем элементе.Однако эти устройства не лишены и недостатков:

  • При изменении рабочего тока через светодиод в пределах 20~100 mA довольно широко меняется рассеиваемая на нём мощность, а следовательно, и температура прибора.
  • При сильном нагревании светодиода существенно изменяются многие его характеристики, в том числе цветовая температура, что выражается в изменении спектрального состава излучаемого света.
  • Длительная работа при сильном нагреве снижает долговечность прибора и увеличивает риск его отказа.

Импульсные регуляторы яркости свечения

Большинства этих недостатков лишены импульсные регуляторы яркости свечения светодиодов, наиболее часто используемым видом которых являются широтно‑импульсные модуляторы (ШИМ). Причем вследствие очень малой инерционности светодиодов, такие диммеры оказались для них наиболее эффективными.

Мини-диммер ШИМ

Суть их действия заключается в изменении длительности рабочей доли периода прямоугольно‑импульсного тока, подаваемого на прибор, относительно нулевого уровня. Эта доля периода, когда в нём действует максимальное напряжение, и называется широтой. Она может изменяться от 0 до 100%, соответственно вызывая изменение действующего значения напряжения на приборе.Выходной ток при этом остаётся стабильным на уровне наиболее оптимального. Спектральный состав излучения не меняется, рассеиваемая мощность держится в диапазоне номинальных значений. Да и потери мощности на самом диммере при импульсном режиме его работы остаются минимальными.

Кроме того, регуляторы с импульсным методом регулировки наиболее подходят для цифрового и компьютерного управления освещением.

Схема подключения диммера к светодиодной ленте

В конструкции светодиодных лент применяются два типа излучателей‑светодиодов:

  1. RGB — трёхцветные, которые при смешении дают белое свечение. При раздельном включении могут использоваться для создания различных цветовых эффектов.
  2. Люминофорные — используют вторичное излучение специального жёлтого слоя‑люминофора, освещаемого мощным синим светодиодом.

Для их питания должны применяться соответствующие конструкции драйверов и диммеров, сложность схем которых определяется кругом поставленных задач и набором требуемых эффектов.

Для белых монокристалльных лент — одноканальные диммеры, включаемые после блока питания.

Схема подключения одноканального диммера

Для RGB‑лент — трёхканальные контроллеры с раздельным управлением по каждому каналу.

Схема подключения трехканального диммера

Различаются диммеры также и способом регулировки:

  • с помощью потенциометра, встраиваемого в стандартную настенную коробку выключателя;
  • инфракрасным или радиочастотным пультом дистанционного управления;
  • подключением в компьютерную сеть по проводному интерфейсу Ethernet или беспроводному Wi‑Fi либо Bluetooth.

Помимо отдельных модулей диммеров выпускаются также комбинированные устройства, совмещённые в одном корпусе с драйвером.

Преимущества и недостатки

Основным недостатком дешёвых ШИМ‑регуляторов является повышенное мерцание, особенно при маленьких уровнях яркости, когда глаз особенно чувствителен к таким колебаниям. Кроме неприятных ощущений, при длительном влиянии оно может вызывать психофизиологические воздействия в виде головных болей, повышения усталости, ухудшения внимания и остроты зрения.

Для качественного управления светодиодами промышленность сейчас выпускает специализированные микроконтроллеры. Например, микросхема LM3409, позволяет осуществлять управление в двух аналоговых и двух импульсных режимах.

Здесь надо ещё сказать, что хороший диммер должен учитывать не только характерную нелинейность полупроводникового светодиода, но и нелинейную характеристику нашего зрительного восприятия при малых уровнях яркости.

Преимущества светодиодных светильников сегодня очевидны всем. А рост производства и непрерывно снижающиеся цены дают возможность каждому оценить их в действии. Тем более что они перестают быть просто осветительными приборами, а становятся ещё и уникальными элементами декора.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Мой мир

Поделиться ссылкой:

indeolight.com