Схемы плавного включения светодиодов собираем своими руками

Плавный пуск светодиодов с напряжением питания 12 вольт чаще всего применяется в автомобилях, а также для управления светодиодной лентой или ночником. Своими руками нетрудно сделать устройство, которое обеспечит постепенное включение и выключение подсветки салона, перчаточного ящика и проч. Мы рассмотрим несколько схем в порядке возрастания их сложности и расширения функциональности.

Простая схема медленного включения светодиодов

Эту схему управления светодиодами можно считать наиболее простой. Основным элементом является мощный полевой транзистор, который дополняют три резистора и электролитический конденсатор.

Мы рассмотрим сразу две идентичные схемы, которые позволяют управлять подсветкой, включая\выключая или плюс, или минус питания, в зависимости от конкретного назначения устройства. Соответственно, они различаются полярностью подключения питания и конденсатора, а также типом МОП транзистора. Работают оба варианта аналогично.

При подаче питания конденсатор С1 заряжается через резистор R2 и напряжение на нем растет по экспоненте. Соответственно, постепенно нарастает и ток затвора VT1, который поступает через резистор R1. Транзистор при этом медленно открывается, и ток через светодиоды в нагрузке также плавно увеличивается до максимального значения.

Если же мы отключим «управляющий» полюс питания, произойдет обратный процесс. Емкость С1 будет также экспоненциально разряжаться через резистор R3 и цепь R1 — затвор транзистора. Теперь ток затвора будет постепенно падать, соответственно, и ток через светодиоды в нагрузке станет медленно уменьшаться. Мы получили нужный эффект — плавное нарастание и уменьшение яркости свечения светодиодов!

Теперь понятно, что, изменяя номинал резистора R2, можно регулировать скорость нарастания свечения. При изменении сопротивления R3 мы будем управлять скоростью разряда конденсатора С1, а значит, временем уменьшения тока в нагрузке.

Таким образом, если включить последовательно с R2 и R3 подстроечные резисторы R4 и R5 соответственно, мы получим возможность оперативно настраивать работу устройства. При этом исключать из схемы резисторы R2 и R3 не следует, так как подстроечники R4 и R5 могут быть случайно установлены в положение с нулевым сопротивлением. В итоге сгорит или подстроечный резистор, или соответствующий предохранитель.

Топология печатных плат обоих вариантов представлена на картинке. При выборе схемы с управлением по плюсу питания выбираем транзистор с n-каналом типа IRF540 (отечественный аналог КП540). Во втором варианте потребуется МОП транзистор с р-каналом, например, IRF9540N или аналогичный. В данном примере рассматривается управление нагрузкой небольшой мощности, однако при использовании радиатора надо знать, что указанные транзисторы выдерживают ток до 23 А и напряжение до 100 В.

Номиналы прочих элементов указаны на схеме. Емкость конденсатора можно увеличить до 470 мкФ, что приведет к большему времени изменения яркости освещения. Однако плата под него не рассчитана.

Фото вариантов устройств с подстроечными резисторами и без них представлено на картинке. В следующем видео можно посмотреть, как работает система.

Переключатель с постепенным увеличением и снижением яркости светодиодов

Представленное устройство являет собой драйвер цепочки белых светодиодов, который, помимо стабилизации и возможности установки значения тока диодов, имеет функцию плавного увеличения и уменьшения яркости (soft-start), при этом используется всего несколько элементов. Основные параметры:

  • функция плавного розжига и затухания светодиодов с помощью алгоритма Gamma;
  • управление с помощью кнопки мгновенного действия;
  • драйвер для цепи из белых светодиодов мощностью до 2,4 Вт (12 В/200 мА);
  • можно управлять цепью из светодиодов в широком диапазоне напряжений питания (6…28 В);
  • возможность определения значения тока питания нагрузки;
  • используется всего несколько элементов.

Как работает драйвер

Драйвер построен на основе микросхемы IS32 LT3174. Он содержит программируемый источник тока, значение которого задается внешним сопротивлением, и схему плавного запуска и отключения светодиода по алгоритму Gamma, работающим с кнопкой мгновенного действия. Напряжение питания системы может варьироваться в пределах от 6 В до 45 В, что позволяет легко согласовать ее практически с любой светодиодной цепочкой.

Принципиальная схема устройства представлена на рисунке ниже. Драйвер рассчитан на питание от источника 6…28 В типовой последовательной светодиодной цепи мощностью 2,4 Вт. После расчета потерь мощности и определения тока можно обеспечить питание и других типов светодиодов, то есть адаптироваться практически к любой цепи светодиодов при указанных выше границах напряжения питания.

Ток светодиода определяется сопротивлением резистора, соединенного с выводом ISET, по формуле I=2000/R1. Допустимый диапазон значений сопротивления R1 составляет от 10 кОм до 100 кОм.

Кнопка SW используется для пуска или отключения светодиода, встроенный фильтр устраняет воздействие дребезга контактов. Резистор R2 определяет время свечения и погасания диода. Оно рассчитывается по формуле t=R2×2,5 мкс. Допустимый диапазон значений сопротивления R2 составляет (100 — 600) кОм.

Питание системы осуществляется через разъем PWR, диод следует подключить к своему разъему. Разъем CTRL служит для подключения кнопки, если она не установлена на плате. Выход OUT защищен от короткого замыкания системой ограничения тока, которая его стабилизирует примерно на уровне 260 мА в режиме короткого замыкания. Помните, что микросхема IS32 LT3174 представляет собой линейный стабилизатор, и все потери мощности, возникающие из-за разницы напряжения питания и светодиода, будут выделяться на ней, что в неблагоприятных условиях может привести к срабатыванию термозащиты.

Монтаж и наладка

Устройство собрано на печатной плате из двустороннего стеклотекстолита, сборку которой смотрите на картинке ниже.

Монтаж не требует пояснений, необходимо лишь правильно припаять термопрокладку микросхемы U1 и, в зависимости от потерь мощности, оснастить ее небольшим радиатором, подходящим к корпусу SO8. Первый пуск стоит выполнить, запитав систему от лабораторного блока питания, который ограничивает ток нагрузки. Подключаем светодиод и проверяем функционирование кнопки и величину тока нагрузки.

Список элементов:

  • R1 — 510 кОм;
  • R2 — 10 кОм;
  • C1 — керамический 0,1 мкФ/50 В (SMD1206);
  • CE1 — 47 мкФ/35 В (6,3 мм);
  • U1: ИС32ЛТ3174 (СО8ТП);
  • светодиод;
  • микропереключатель 6×4,5 мм.

Плавный пуск для светодиодных лент 12В

Описываемое устройство предназначено для использования со светодиодными лентами и галогенными лампочками. Оно обеспечивает плавное изменение яркости источника света, подключенного к выходу, регулируемое в диапазоне от 1 до примерно 20 секунд.

Принципиальная схема контроллера представлена ​​на рисунке. Модуль подключается между источником питания и нагрузкой. Питаться он должен постоянным напряжением, при этом в качестве источника может использоваться адаптер или батарея с силой тока, соответствующей подключаемой нагрузке. Элемент D1 обеспечивает защиту от подсоединения к нему блока питания с ошибочной полярностью.

Напряжение со входа поступает на микросхему стабилизатора IC1 (78L05), а конденсаторы С1…С4 обеспечивают его фильтрацию. Регулятор управляется микроконтроллером IC2 (ATtinyY25), и его работа начинается сразу после подачи напряжения питания.

Продолжительность увеличения яркости можно регулировать с помощью потенциометра PR1 в диапазоне от 0 до примерно 20 секунд. О процессе повышения яркости сигнализирует мигание светодиода LED1, а по его завершении индикатор горит постоянно.

Модуль собран на печатной плате размерами 28×48 мм, схема сборки которой представлена ​​на рисунке ниже. Сборку устройства начинаем с впаивания в плату резисторов и других мелких элементов, а заканчиваем установкой панельки под микросхему, электролитических конденсаторов, разъемов и транзистора. При работе с нагрузками мощностью до 50 Вт нет необходимости использовать радиатор.

После сборки система сразу готова к работе, требуется лишь регулировка потенциометром PR1 в соответствии с потребностями длительности изменения яркости.

Перечень элементов:

  • R1, R3 — 2,2 кОм;
  • R2 — 1 кОм;
  • PR1 — 10 кОм;
  • C1, C2 — 100 мкФ/16 В;
  • C3, C4 — 100 нФ;
  • IC1 — 78L05;
  • IC2 — ATtiny25 (запрограммированный);
  • T1 — IRL3705;
  • D1 — 1N4007;
  • LED1 – светодиод.

Контроллер плавного розжига и затухания ночника

Схема следующего контроллера очень похожа на предыдущую, однако несколько отличается по функционалу. В данном случае устройство запускается кнопкой, подключенной к разъему SW. При этом произойдет плавное включение светодиодов в нагрузке. После выдержки времени, которое определяет подстроечный резистор PR1, светодиоды плавно погаснут. При необходимости освещение может быть выключено досрочно при нажатии на кнопку SW. Таким образом, схема реализует функцию ночника.

Питание и подключение схемы выполнено аналогично предыдущей версии. При этом подстроечным резистором PR1 устанавливается время освещения в пределах 0,5-10 минут. Индикатор LED1 мигает в процессе изменения яркости свечения светодиодов.

Печатная плата размерами 32х48 мм представлена на картинке. Последовательность ее сборки аналогична предыдущей версии драйвера. При использовании запрограммированного контроллера настройка не требуется.

Перечень элементов схемы ночника:

  • R1…R3 — 1 кОм;
  • PR1 — 10 кОм;
  • C1, C2 — 100 мкФ/16 В;
  • C3, C4 — 100 нФ;
  • IC1 — 78L05;
  • IC2 — ATtiny25 (запрограммирован);
  • T1 — IRL3705;
  • D1 — 1N4007;
  • LED1 – светодиод.
Оцените статью:
1 балл из 52 балла из 53 балла из 54 балла из 55 баллов из 5
Loading...Loading...
Поделитесь с друьями!
Своими руками: от поделок в саду до строительства дома
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: