Регулировка яркости светодиодов с помощью диммеров

Если упустить подробности и разъяснения, то схема регулировки яркости светодиодов предстанет в самом ординарном виде. Такое управление отлично от способа ШИМ, который мы разглядим чуток позднее. Итак, простый регулятор будет включать в себя всего четыре элемента:

• блок питания;
• стабилизатор;
• переменный резистор;
• конкретно лампочка.

И резистор, и стабилизатор можно приобрести в любом радиомагазине. Подключаются они точно так, как показано на схеме. Отличия могут заключаться в личных параметрах каждого элемента и в методе соединения стабилизатора и резистора (проводами либо пайкой впрямую).

Собрав своими руками такую схему за пару минут, вы можете убедиться, что меняя сопротивление, другими словами, вращая ручку резистора, вы будете производить регулировку яркости лампы.

В показательном примере аккумулятор берут на 12 Вольт, резистор на 1 кОм, а стабилизатор используют на самой всераспространенной микросхеме Lm317. Схема хороша тем, что помогает нам сделать 1-ые шаги в радиоэлектронике. Это аналоговый метод управления яркость. Но он не подойдет для устройств, требующих более тоненькой регулировки.

Необходимость в регуляторах яркости

Сейчас разберем вопрос мало подробнее, узнаем, для чего нужна регулировка яркости, и как можно иначе управлять яркостью светодиодов.

• Самый узнаваемый случай, когда нужен 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 нужно и в более сложных устройствах, таких как мониторы телевизоров и ноутбуков. Без нее не обходятся авто фары и карманные фонарики.
• Регулировка яркости позволяет сберегать нам электроэнергию, если идет речь о массивных потребителях.
• Зная правила регулировки, можно сделать автоматическое либо дистанционное управление светом, что очень комфортно.

В некоторых устройствах просто уменьшать значение тока, увеличивая сопротивление, нельзя, так как это может привести к изменению белоснежного цвета на зеленый. К тому же повышение сопротивления приводит к ненужному завышенному выделению тепла.

Типовые методы включения

Зависимо от желания создателя либо специфичности приложения стабилизаторы тока NSI50350 могут быть установлены в верхнем либо нижнем включении (набросок 3).

Рис. 3. Включение стабилизаторов тока NSI50350 в цепь питания LED осветительных приборов

Для питания более массивных светодиодов несколько стабилизаторов NSI50350 могут быть включены параллельно (набросок 4). Таким образом, NSI50350 могут быть применены для питания светодиодов с номинальным током и 700, и 1000 мА.

Рис. 4. Параллельное включение NSI50350

Восхитительной чертой NSI50350 является возможность внедрения их в светильниках, питающихся впрямую от сетей переменного тока [5,6]. Для воплощения данной способности достаточно использовать двухполупериодный выпрямитель, обычный сглаживающий фильтр, цепочку поочередно соединенных светодиодов (для сети 220 В количество диодов будет порядка 80, а для сети 110 В — 38) и стабилизатор тока (набросок 5).

Рис. 5. Базисная конфигурация для работы с переменным напряжением питания

Падение напряжения на регуляторе (разность меж выходным напряжением после сглаживающего фильтра и суммы падений напряжения на диодиках цепочки) для NSI50350 должно лежать в границах от 7 до 50 В. В безупречном случае для минимизации пульсаций тока расчет следует проводить для малого напряжения на выходе фильтра — с учетом пульсаций напряжения. На практике в случае питания от переменного тока целенаправлено выбирать падение напряжения порядка 15…25 В. С одной стороны, это даст стабильность характеристик при вероятных пульсациях напряжения на выходе фильтра при конфигурациях температуры. С другой стороны — не будет приводить к излишнему рассеиванию мощи — для устройств NSI50350AST3G наибольшая рассеиваемая мощность составляет 5,8 Вт, для NSI50350ADT4G — 11 Вт.

ШИМ управление

Выходом из, казалось бы, сложной ситуации стало ШИМ управление (широтно-импульсная модуляция). Ток на светодиод подается импульсами. При этом значение его либо ноль, либо номинальное – самое наилучшее для свечения. Выходит, что светодиод временами то зажигается, то угасает. 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 колоритными светодиодами и LED лентами можно конкретно при помощи массивных МОП-транзисторов либо, как их еще именуют, MOSFET. Если же требуется управлять одной-двумя маломощными LED лампочками, то в роли ключей используют обыденные биполярные транзисторы либо подсоединяют светодиоды впрямую к выходам микросхемы.

Вращая ручку реостата R2, мы будет регулировать яркость свечения светодиодов. Тут представлены LED ленты (3 шт.), которые присоединили к одному источнику питания.

Зная теорию, можно собрать схему ШИМ устройства без помощи других, не прибегая к готовым стабилизаторам и диммерам. К примеру, такую, как предлагается на просторах веба.

NE555 – это и есть генератор импульсов, в каком все временные свойства размеренны. IRFZ44N – тот мощнейший транзистор, способный управлять нагрузкой высочайшей мощи. Конденсаторы задают частоту импульсов, а к клеммам «выход» подсоединятся нагрузка.

Так как светодиод обладает малой инертностью, другими словами, очень стремительно зажигается и угасает, то способ ШИМ регулирования является хорошим для него.

Главные свойства NSI50350

В базе линейных регуляторов лежит разработка транзистора с самосмещением (Self-Biased Transistor — SBT). NSI50350 способны стабилизировать ток в широком спектре напряжений. Для защиты светодиодов осветительного прибора и всего устройства в целом от перегрева NSI50350 имеют отрицательный температурный коэффициент — при возрастании температуры ток стабилизации падает. Таким образом, реализована обычная, но достаточно действенная защита светодиодов от экстремальных режимов работы. CCR начинают работать фактически немедля после включения, и при напряжении анод-катод всего 0,5 В обеспечивают стабилизацию тока 20% от номинального значения.

При работе NSI50350 не требуют наружных компонент, что позволяет использовать их для стабилизации тока в цепи как при включении меж источником питания и нагрузкой (верхнее включение), так и меж нагрузкой и общим проводом (нижнее включение). Высочайшее предельное напряжение «анод-катод» позволяет использовать данные стабилизаторы в широком диапазоне промышленных либо коммерческих задач. Так, стабилизаторы серии NSI50350 способны выдерживать краткосрочные импульсы напряжения до 50 В в том случае, если температура устройства не превосходит 175°С [1,2].

Приборы серии NSI50350 доступны в 2-ух типах малогабаритных корпусов, незначительно отличающихся размером и допустимой рассеиваемой мощью — NSI50350AST3G в корпусе SMC и NSI50350ADT4G в корпусе DPAK. В первом случае устройство способен рассеивать до 5,8 Вт, во 2-м случае — до 11 Вт. Номинальный ток стабилизации обеспечивается в спектре напряжений «анод-катод» от 5 до 50 В (набросок 1).

Рис. 1. Вольт-амперная черта стабилизаторов тока NSI50350

При низкой температуре -40°С выходной ток будет несколько больше номинального — приблизительно 370…400 мА, а при завышенной температуре 85°С, напротив, будет ниже — порядка 300 мА Температурный коэффициент лежит в границах от -0,7 мА/°С до -0,85 мА/°С (набросок 2).

Рис. 2. Конфигурации вольт-амперной свойства стабилизаторов тока NSI50350 зависимо от температуры

Количество поочередно присоединенных светодиодов в питаемой цепочке ограничивается только падением напряжения на стабилизаторе — напряжение источника питания за вычетом суммы падений напряжений на диодиках (на одном диодике падение напряжения, обычно, составляет 3,1…3,5 В).

Готовые к использованию регуляторы яркости

Регулятор, который продается в готовом виде для LED ламп, именуются диммером. Частота импульсов, создавая им, достаточно велика для того, чтоб мы не ощущали мигания. Благодаря ШИМ контролеру осуществляется плавная регулировка, позволяющая добиваться наибольшей яркости свечения либо угасания лампы.

Встраивая таковой диммер в стенку, можно воспользоваться им, как обыденным выключателем. Для только удобства регулятор яркости светодиодов может управляться радио пультом.

Способность ламп, сделанных на базе светодиодов, поменять свою яркость открывает огромные способности для проведения световых шоу, сотворения прекрасной уличной подсветки. Ну и обыденным карманным фонариком становится существенно комфортнее воспользоваться, если есть возможность регулировать интенсивность его свечения.

Плата и детали сборки регулятора яркости

Односторонняя интегральная схема имеет размер 22х24 мм. Как видно из рисунка на ней нет ничего излишнего, что могло бы вызвать вопросы.

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

После сборки схема ШИМ-регулятора яркости не просит наладки, а интегральная схема легка в изготовке своими руками. В плате, не считая подстроечного резистора, употребляются 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 создателя можно тут.

Стоит использовать диммер для LED ленты?

Совершенно точно – стоит. Установка такового устройства под силу даже непрофессионалу, но сам светорегулятор неоднократно расширяет функции и способности led-ленты. К примеру, можно отрешиться от огромного количества осветительных приборов разной мощи, так как та же самая лента будет светить с разной яркостью, заменяя и огромную люстру, и небольшой ночник.

Схожее освещение очень комфортно в детской комнате – когда ребенок заснет, можно будет просто приглушить свет до минимума, не боясь ни за проводку, ни за то, что чадо пробудится ночкой в мгле и ужаснется.

Любителям домашних вечеринок совершенно точно придутся по нраву световые эффекты, которые можно сделать с помощью диммера с аудио-входом. И это только малая часть методов внедрения диммеров и LED лент в обыденных квартирах и домах.

Схема подключения

До того как начать сборку схемы с диммером, нужно проверить мощностные свойства. Мощность LED ленты не должна превосходить значения, обозначенные на корпусе устройства (лучше, если эти характеристики будут меньше). Если диммер рассчитан на управление мощью в 150 Вт, безупречным вариантом будет, если LED-лента будет потреблять около 147 Вт. Это поможет прослужить устройству очень длительно.

Что касается конкретно монтажа, тут нужно соблюдать принятый порядок работы для всех электронных сетей:

1. Первоочередно необходимо дисконнектнуть питание сети, в контуре которой будет выполняться установка. Отсутствие напряжения проверяется тестером либо мультиметром. Нужно убедиться в отсутствии способности случайной подачи тока, по мере надобности вывесить предупреждающий символ.
2. В помещении устанавливается LED лента, а в монтажную коробку ставят диммер с внедрением соответственных крепежных материалов и инструментов.
3. К клеммам с маркировкой L и N необходимо подключить фазный и нулевой провод соответственно. Найти положение питающих проводников нужно до момента отключения сети.
4. По окончании монтажа инспектируют способность к работе собранной схемы.

Одноцветная

LED лента питается от источника неизменного тока напряжением 12 В, а бытовая сеть — источник переменного тока с напряжением 220 В. Диммируемая LED лента запитывается через преобразователь 220/12 В. На вход подключается нуль и фаза сети, а на выход — LED лента.

Принципиально не спутать полярность проводников. При неверном подключении лента просто не будет работать.

Чтоб подключить LED ленту длиной более 5 метров, можно пользоваться несколькими вариациями монтажа:

1. Использовать несколько блоков питания. Для каждой ленты отдельный источник питания.
2. Один блок питания. Любая лента подключается параллельно друг дружке к выходу преобразователя.

Принципиально! Блок питания должен владеть достаточной мощью, чтоб питать несколько LED лент.

RGB

Метод монтажа вточности такой же, как и с монохромной лентой, с маленьким различием. После блока питания устанавливают RGB-контроллер, который позволяет создавать регулирование цветности LED ленты. Принципиально учесть мощность контроллера при подборе количества RGB-лент.

Сейчас конкретно о подключении. К клеммам V+ и V- подключают пониженное напряжение от блока питания. К контактам на выводе подключают:

• R (red) — красноватый провод;
• G (green) — зеленоватый проводник;
• B (blue) — голубий провод;
• V+ — желтоватый общий провод.

Каждый провод, не считая желтоватого, отвечает за соответственный цвет ленты. Нужно безошибочно подключить каждый проводник к собственному гнезду. Ничего отвратительного не произойдет, но цвета будут отображаться ошибочно.

Главные выводы

Регулятор яркости для LED ленты является удобным и полезным устройством, расширяющим способности подсветки. Он универсален, подходит ко всем лентам с схожими параметрами. Подключение устройства не составляет существенных затруднений:

• присоединение к источнику питания (для разноцветных лент — к выходу контроллера);
• подключение выхода диммера к подходящим контактам LED ленты;
• проверка полярности и корректности соединений;
• пробное подключение подсветки.

Все обнаруженные недочеты нужно сразу убрать, после этого регулятор можно считать запущенным в эксплуатацию. Свои варианты использования диммера для LED ленты либо замечания пишите в комментах.

Предшествующая

СветодиодыНазначение и схема блока питания для LED ленты 12 В

Последующая

СветодиодыПочему нагревается LED лента: главные предпосылки и методы устранения

Диммирование

Управление светильником, запитываемым с помощью стабилизатора тока, реализуется просто — достаточно поместить силовой ключ поочередно источнику тока. Тут, снова же, сохраняется возможность адаптировать решение под требования определенного приложения — силовой ключ быть может как верхним, так и нижним (набросок 6).

Рис. 6. Управление LED светильником с источником тока

Для плавной регулировки яркости освещения применяется ШИМ. Для светодиодов наибольшая типовая частота переключения составляет порядка 10 МГц (время включения/выключения ~100 нс). Частота ШИМ при всем этом будет варьироваться от 100 Гц до 100 кГц. Частота ниже 100 Гц не рекомендуется из-за приметного на глаз мигания. Частоты 5…20 кГц нужно использовать достаточно осторожно, потому что при определенных критериях вероятна генерация звуковых колебаний. Также лучше не использовать при ШИМ циклы наименее 1:10 — эта мера, вместе с фильтрами помех, дозволит понизить уровень электрических шумов. Практически, для настоящей регулировки яркости будет нужно разнообразить не только лишь продолжительность импульсов, да и частоту их следования.

Источник: vsamodelino.ru