Xətti Parlaqlıq Əyri ilə Ayrı -ayrı Alternativ Analog LED Fader: 6 Addım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

Bir LED -in sönməsi/söndürülməsi sxemlərinin əksəriyyəti mikrokontrolörün PWM çıxışından istifadə edən rəqəmsal sxemlərdir. LED -in parlaqlığı PWM siqnalının iş dövrünün dəyişdirilməsi ilə idarə olunur. Tezliklə iş dövrünü xətti olaraq dəyişdirərkən, LED parlaqlığının xətti olaraq dəyişmədiyini öyrənəcəksiniz. Parlaqlıq, logarifmik bir əyrini izləyəcək, yəni iş dövrünü 0 -dan 70% -ə qaldıranda intensivlik tez dəyişir və 70% -dən 100% -ə qədər iş dövrü artırıldıqda çox yavaş dəyişir. Eyniylə eyni təsir sabit bir cərəyan mənbəyindən istifadə edərkən və cari xətti fe -ni artırarkən görünür sabit bir cərəyan olan bir kondansatör dolduraraq.

Bu təlimatda, insan gözünə xətti görünən parlaqlıq dəyişikliyinə malik bir analog LED fader necə edə biləcəyinizi göstərməyə çalışacağam. Bu gözəl bir xətti solma təsiri ilə nəticələnir.

Addım 1: Dövrə arxasında nəzəriyyə

Şəkildə, bir LED-in parlaqlıq algısının Weber-Fechner qanunu səbəbiylə bir logarifmik əyriyə sahib olduğunu görə bilərsiniz, insan gözünün digər hisslər kimi logarifmik bir əyriyə sahib olduğunu söyləyir. LED yalnız "keçirməyə" başladıqda, algılanan parlaqlıq cərəyanın artması ilə sürətlə artır. Ancaq bir dəfə "keçirtdikdə", algılanan parlaqlıq artan cərəyanla yavaş -yavaş artır. Buna görə də LED vasitəsilə eksponent olaraq dəyişən bir cərəyan (şəkilə bax) göndərməliyik ki, insan gözü (loqarifmik qavrayışla) parlaqlığın dəyişməsini xətti olaraq qəbul etsin.

Bunun 2 yolu var:

• Qapalı döngə yanaşması
• Açıq döngə yanaşması

Qapalı döngə yanaşması:

LDR (kadmiyum sulfid) hüceyrə xüsusiyyətlərinə yaxından baxanda, LDR müqavimətinin logarifmik miqyasda düz bir xətt olaraq çəkildiyini görəcəksiniz. Beləliklə, LDR müqaviməti işığın intensivliyi ilə logaritmik dəyişir. Bundan əlavə, LDR -nin logaritmik müqavimət əyrisi insan gözünün loqarifmik parlaqlıq qavrayışına çox yaxın görünür. Bu səbəbdən LDR, bir LED -in parlaqlıq algısını doğrultmaq üçün mükəmməl bir namizəddir. Buna görə də logarifmik qavrayışı kompensasiya etmək üçün LDR istifadə edərkən insan gözü gözəl xətti parlaqlıq dəyişikliyi ilə sevinəcəkdir. geribildirim və LED parlaqlığını idarə etmək üçün bir LDR, buna görə LDR əyrisini izləyir. Bu yolla insan gözünə xətti görünən eksponensial dəyişən parlaqlıq əldə edirik.

Açıq döngə yanaşması:

Bir LDR istifadə etmək istəmədikdə və fader üçün xətti bir parlaqlıq dəyişikliyi əldə etmək istədikdə, insan gözünün loqarifmik parlaqlıq qavrayışını kompensasiya etmək üçün LED üzərindən cərəyan etməliyik. Beləliklə, eksponent olaraq dəyişən bir cərəyan yaradan bir dövrə ehtiyacımız var. Bu OPAMP ilə edilə bilər, amma uyğunlaşdırılmış bir cərəyan güzgüsünü istifadə edən daha sadə bir dövrə kəşf etdim, buna görə də "cərəyan kvadratı" adlanır, çünki yaradan cərəyan bir kvadrat əyrisi (yarı eksponensial) izləyir. alternativ bir sönən LED əldə etmək üçün qapalı döngə və açıq döngə yanaşması. bir LEDin sönməsi və digər LEDin əks solma əyrisi ilə sönməsi deməkdir.

Addım 2: Şematik1 - Üçbucaqlı Dalğa Formatı Generatoru

LED faderimiz üçün xətti olaraq artan və azalan bir gərginlik yaradan bir gərginlik mənbəyinə ehtiyacımız var. Solğunlaşma və sönmə müddətini ayrıca dəyişə bilmək istəyirik. Bu məqsədlə köhnə bir iş atının 2 OPAMP istifadə edərək qurulmuş simmetrik üçbucaqlı dalğa forması generatorundan istifadə edirik: LM324. U1A müsbət rəydən istifadə edərək schmitt tetikleyicisi kimi qurulmuşdur. və U1B inteqrator kimi konfiqurasiya edilmişdir. Üçbucaqlı dalğa formasının tezliyi C1, P1 və R6 ilə müəyyən edilir. LM324 kifayət qədər cərəyan verə bilmədiyi üçün Q1 və Q2 -dən ibarət bufer əlavə edilir. Bu tampon, LED dövrəsinə kifayət qədər cərəyan çəkməyimiz lazım olan cari qazancı təmin edir. U1B ətrafındakı geribildirim döngəsi, buferin çıxışından, OPAMP çıxışından alınır. çünki OPAMPs kapasitiv yükləri sevmir (C1 kimi). R8, sabitlik səbəbindən OPAMP -nin çıxışına əlavə olunur, çünki tamponda (Q1, Q2) istifadə olunan emitent izləyiciləri də aşağı empedanslı çıxışdan idarə edildikdə salınımlara səbəb ola bilər. Q1 və Q2 tərəfindən yaradılan tamponun çıxışındakı gərginlik.

Addım 3: Şematik2 - Qapalı Loop LED Fader Devresi

Bir LED -in parlaqlığını lineerləşdirmək üçün LDR qapalı döngə quruluşunda geribildirim elementi kimi istifadə olunur. İşığın intensivliyinə qarşı LDR müqaviməti logarifmik olduğundan, işi yerinə yetirmək üçün uyğun bir namizəddir. Q1 və Q2 üçbucaqlı dalğa formatı generatorunun çıxış gərginliyini "istinad ayağında" olan R1 vasitəsilə cərəyana çevirən bir cərəyan güzgüsü təşkil edir. "indiki güzgüdən Q1-dən keçən cərəyan Q2-yə əks olunur, buna görə də eyni üçbucaqlı cərəyan Q2. D1-dən axır, çünki üçbucaqlı dalğa generatorunun çıxışı sıfıra tam yellənmir, çünki mən dəmiryolundan dəmiryoluna deyil, Üçbucaqlı dalğa generatorunda asan əldə edilə bilən ümumi məqsədli OPAMP. LED Q2 -yə, həm də ikinci cərəyan güzgüsünün bir hissəsi olan Q3 -ə bağlıdır. Q3 və Q4 cari qaynaq güzgüsü təşkil edir. (Bax: Cari güzgülər) LDR, bu cari qaynaq güzgüsünün "istinad ayağına" qoyulur, buna görə də LDR -nin müqaviməti bu güzgünün yaratdığı cərəyanı təyin edir. LDR -yə nə qədər çox işıq düşərsə, müqaviməti o qədər aşağı olar və Q4 -dən keçən cərəyan daha yüksək olar. Q4 -dən keçən cərəyan Q2 -yə qoşulan Q3 -ə əks olunur. Q2 artıq gərginlikdə deyil, cərəyanlarda düşünməliyik. Q2 üçbucaqlı bir cərəyanı I1 və Q3, LDR -yə düşən və loqarifmik əyrini izləyən işığın miqdarı ilə birbaşa əlaqəli olan I2 cərəyanını batırır. I3, LED üzərindəki cərəyan və xətti üçbucaqlı cərəyanın nəticəsidir I1 eksponent bir cərəyan olan logarifmik LDR cərəyanı I2. LED üzərindən eksponensial bir cərəyan ötürüldüyündən, algılanan parlaqlıq xətti bir şəkildə dəyişəcək, bu da LED vasitəsilə xətti cərəyan çəkməkdən daha yaxşı solma/qaralma effektinə malikdir. Osiloskop şəkli R6 üzərindəki gərginliyi (= 10E), LED üzərindəki cərəyanı təmsil edir.

Addım 4: Schematic3 - Cari Kvadratı istifadə edərək Açıq Loop LED Fader Dövrü

LED/LDR birləşmələri standart komponentlər olmadığından açıq döngə konfiqurasiyasında bir LED vasitəsilə eksponent və ya kvadratik cərəyan əldə etməyin başqa yollarını axtardım. Nəticə, bu addımda göstərilən açıq dövrə dövrəsidir. Q1 və Q2, cari batan güzgüyə əsaslanan bir cərəyan kvadratı dövrə təşkil edir. R1, əvvəlcə P1 istifadə edərək bölünən üçbucaqlı çıxış gərginliyini Q1 -dən keçən bir cərəyana çevirir. Lakin Q1 emitoru yerə bir rezistor vasitəsilə deyil, 2 diod vasitəsilə qoşulur. 2 diod Q1 -dən keçən cərəyana bir kvadrat təsir edəcək. Bu cərəyan Q2 -ə əks olunur, buna görə I2 eyni kvadrat əyrisinə malikdir. Q3 və Q4 sabit bir cərəyan batan qaynaq təşkil edir. LED bu sabit cərəyan mənbəyinə, həm də Q1 və Q2 batan güzgüyə bağlıdır. Belə ki, LED-dən keçən cərəyan I1-in sabit cərəyanının nəticəsidir, bu da yarı-eksponensial cərəyan I3-dən ibarətdir. Osiloskop şəkli, sabit cərəyan I1 -dən çıxarılan I2 cərəyanını əks etdirən R2 (= 180E) üzərindəki gərginliyi göstərir.

Addım 5: Şematik4 - Hər iki Dövrəni Birləşdirərək LED Faderini Alternativləşdirin

Açıq döngə dövrəsindəki LED cərəyanı, qapalı döngə dövrəsindəki LED cərəyanı ilə müqayisədə tərsinə çevrildiyindən, hər iki dövrəni birləşdirərək bir LEDin söndüyü, digərinin söndüyü və əksinə bir LED fader yarada bilərik.

Addım 6: Dövrə qurun

• Dövrü yalnız bir çörək taxtası üzərində qururam, buna görə də dövrə üçün bir PCB düzeni yoxdur
• Yüksək səmərəli LED -lərdən istifadə edin, çünki eyni cərəyanda köhnə LED -lərdən daha yüksək intensivliyə malikdir
• LDR/LED kombinasiyasını etmək üçün LDR (şəkilə bax) və LED -i daralan bir boruya üzbəüz qoyun (şəklə baxın).
• Dövrə +9V -dən +12V -a qədər olan gərginlik üçün nəzərdə tutulmuşdur.