Chiziqli nashrida egri chiziqli o'zgaruvchan analogli LED yoritgich: 6 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

LEDni o'chirish/o'chirish sxemalarining ko'pchiligi mikrokontrollerning PWM chiqishidan foydalanadigan raqamli sxemalardir. LEDning yorqinligi PWM signalining ish aylanishini o'zgartirish orqali boshqariladi. Tez orada siz ish aylanishini chiziqli o'zgartirganda, LED yorug'ligi chiziqli o'zgarmasligini bilib olasiz. Yorqinlik logarifmik egri chizig'iga to'g'ri keladi, ya'ni ish tsiklini 0 dan 70% gacha ko'targanda intensivlik tez o'zgaradi va 70% dan 100% gacha aylansa, juda sekin o'zgaradi. doimiy tok manbaidan foydalanganda va tok chiziqli fe -ni oshirganda ko'rinadi doimiy oqim bilan kondansatkichni zaryadlash orqali.

Bu yo'riqnomada men sizga qanday qilib inson ko'ziga chiziqli ko'rinadigan yorqinligini o'zgartiradigan analog LED fader yasashni ko'rsatishga harakat qilaman. Bu yaxshi chiziqli pasayish effektiga olib keladi.

1 -qadam: O'chirish orqasidagi nazariya

Rasmda siz LEDning yorqinligini idrok etishining Weber-Fechner qonuni tufayli logarifmik egri chizig'iga ega ekanligini ko'rishingiz mumkin, ya'ni inson ko'zining boshqa sezgilar singari logarifmik egri borligini aytadi. LED faqat "o'tkazishni" boshlaganda, sezilgan yorqinlik tokning oshishi bilan tez oshadi. Ammo "o'tkazuvchi" bo'lgandan so'ng, seziladigan yorqinlik tokning oshishi bilan sekin o'sadi, shuning uchun biz LED orqali eksponensial o'zgaruvchan tokni (rasmga qarang) yuborishimiz kerak, shunda inson ko'zlari (logarifmik idrok bilan) yorqinlikning o'zgarishini chiziqli deb qabul qiladi.

Buning 2 yo'li bor:

• Yopiq aylanish usuli
• Ochiq aylanish usuli

Yopiq aylanish usuli:

LDR (kadmiy sulfid) hujayralari spetsifikatsiyalarini yaqindan ko'rib chiqsangiz, LDR qarshiligi logarifmik shkala bo'yicha to'g'ri chiziq sifatida chizilganini ko'rasiz. Shunday qilib, LDR qarshiligi yorug'lik intensivligi bilan logarifmik o'zgaradi, bundan tashqari, LDR ning logarifmik qarshilik egri chizig'i inson ko'zining logarifmik yorqinligini idrok etishiga mos keladi. Shuning uchun LDR - LEDning yorqinligini sezish uchun ideal nomzod, shuning uchun logarifmik idrokni qoplash uchun LDRdan foydalanganda, odamning ko'zlari chiziqli nashrida bo'ladi. LED yoritgichini qaytarish va boshqarish uchun LDR, shuning uchun u LDR egri chizig'iga to'g'ri keladi. Shunday qilib, biz inson ko'ziga chiziqli ko'rinadigan eksponensial o'zgaruvchan yorqinlikni olamiz.

Ochiq tsikl usuli:

Agar biz LDR -ni ishlatishni xohlamasak va nurlanishning chiziqli o'zgarishini olishni xohlasak, biz inson ko'zining logarifmik yorqinligini idrok etishini to'ldirish uchun LEDni eksponensial orqali oqim qilishimiz kerak. Shunday qilib, bizga eksponensial o'zgaruvchan tokni yaratadigan sxema kerak. Buni OPAMP yordamida amalga oshirish mumkin, lekin men moslashtirilgan oqim oynasini ishlatadigan oddiy sxemani kashf qildim, uni "oqim kvadrati" deb ham atashadi, chunki ishlab chiqarish oqimi kvadrat egri chiziqli (yarim eksponensial) ketma-ketlikda bo'ladi. yopiq pastadir va ochiq pastadir yondashuvi o'zgaruvchan o'chuvchi LEDni olish uchun. bu shuni anglatadiki, bitta LED o'chadi va o'chadi, ikkinchisi esa teskari egri chiziq bilan o'chadi va o'chadi.

2 -qadam: sxematik1 - uchburchak to'lqin shakllari generatori

Bizning LED faderimiz uchun bizga chiziqli kuchayuvchi va kamayuvchi kuchlanishni yaratadigan kuchlanish manbai kerak. Biz, shuningdek, o'chirilish va o'chish davrini alohida -alohida o'zgartirishni xohlaymiz, buning uchun biz eski ishchi otning 2 ta OPAMP yordamida qurilgan nosimmetrik uchburchak to'lqinli generatordan foydalanamiz: LM324. U1A ijobiy teskari aloqa yordamida schmitt tetik sifatida tuzilgan. va U1B integrator sifatida tuzilgan. Uchburchak to'lqin shaklining chastotasi C1, P1 va R6 bilan belgilanadi, chunki LM324 etarlicha oqim o'tkaza olmaydi, Q1 va Q2 dan iborat bufer qo'shiladi. Ushbu tampon biz LED zanjiriga etarlicha oqim olib kelishimiz kerak bo'lgan joriy daromadni ta'minlaydi. U1B atrofidagi teskari aloqa aylanishi OPAMP chiqishidan emas, balki bufer chiqishidan olinadi. chunki OPAMPlar sig'imli yuklarni yoqtirmaydi (masalan, C1). R8 OPAMP chiqishiga barqarorlik sabablari bilan qo'shiladi, chunki buferda (Q1, Q2) ishlatilgan emitent izdoshlari past empedansli chiqishda ham tebranishlarni keltirib chiqarishi mumkin. Q1 va Q2 hosil qilgan bufer chiqishidagi kuchlanish.

3 -qadam: 2 -sxema - yopiq halqali LED fader davri

LEDning yorqinligini chiziqli qilish uchun LDR yopiq pastadir tartibida teskari aloqa elementi sifatida ishlatiladi. Yorug'lik intensivligiga nisbatan LDR qarshiligi logarifmik bo'lgani uchun bu ishni bajarishga mos nomzoddir. Q1 va Q2 uchburchak to'lqinli generatorning chiqish kuchlanishini R1 orqali oqimga aylantiruvchi oqim oynasini hosil qiladi. "hozirgi oynaning. Q1 orqali oqim Q2 ga aks etadi, shuning uchun xuddi shu uchburchak oqim Q2. D1 orqali o'tadi, chunki uchburchak to'lqin shakli generatorining chiqishi to'liq nolga aylanmaydi, chunki men temir yo'ldan temir yo'lga emas, balki uchburchak to'lqin shakli generatorida umumiy maqsadli OPAMP ni olish mumkin. LED Q2 ga ulangan, lekin Q3 ham ikkinchi oqim oynasining bir qismi. Q3 va Q4 oqim manbai oynasini hosil qiladi. (Qarang: Joriy nometall) LDR joriy manba oynasining "tayanch oyog'iga" joylashtirilgan, shuning uchun LDR qarshiligi bu oynadan hosil bo'ladigan tokni aniqlaydi. LDRga qancha yorug'lik tushsa, uning qarshiligi shunchalik past bo'ladi va Q4 orqali tok yuqori bo'ladi. Q4 orqali oqim Q2 ga ulangan Q3 ga aks etadi. Shunday qilib, endi biz kuchlanishlarda emas, balki oqimlarda o'ylashimiz kerak. Q2 uchburchak I1 va Q3 oqimlarini I2 oqimini cho'ktiradi, bu to'g'ridan -to'g'ri LDRga tushadigan yorug'lik miqdoriga bog'liq va logarifmik egri chiziqdan o'tadi. I3 - bu LED orqali o'tadigan oqim va I1 chiziqli uchburchak oqimining eksponentli oqimi bo'lgan logarifmik LDR oqimi I2 natijasidir, va aynan biz LEDning yorqinligini chiziqli qilishimiz kerak. LED orqali ekspansional tok o'tkazilgandan so'ng, seziladigan yorqinlik chiziqli tarzda o'zgaradi, bu LED orqali chiziqli tokni o'tkazishdan ko'ra ancha yaxshi pasayish/xiralashish effektiga ega. Osiloskop rasmida R6 (= 10E)), bu LED orqali oqimni ifodalaydi.

4 -qadam: 3 -sxema - Oqim kvadratchasidan foydalangan holda LEDni o'chirish moslamasini oching

LED/LDR kombinatsiyalari standart komponentlar bo'lmaganligi sababli, men ochiq halqali konfiguratsiyadagi LED orqali eksponent yoki kvadrat tokini hosil qilishning boshqa usullarini izladim. Natijada, bu bosqichda ko'rsatilgan ochiq halqa sxemasi. Q1 va Q2 - oqimning cho'kayotgan oynasiga asoslangan tokning kvadrat sxemasini hosil qiladi. R1 birinchi navbatda P1 yordamida bo'linadigan uchburchak chiqish voltajini Q1 orqali o'tadigan oqimga aylantiradi. Ammo Q1 emitori erga rezistor orqali emas, balki 2 diod orqali ulanadi. 2 diod Q1 orqali oqimga kvadrat ta'sir ko'rsatadi. Bu oqim Q2 ga aks ettirilgan, shuning uchun I2 bir xil kvadrat egri chizig'iga ega. Q3 va Q4 doimiy oqimning cho'kish manbai. LED bu doimiy oqim manbaiga, shuningdek Q1 va Q2 oqim cho'kayotgan oynasiga ulangan. Shunday qilib, LED orqali o'tadigan oqim I1 doimiy oqimining I2 kvadratik oqimining natijasidir, bu yarim eksponensial oqim I3. LED orqali bu ekspansional oqim LEDning yorqinligini yaxshi chiziqli pasayishiga olib keladi. P1 kesilgan bo'lishi kerak, shuning uchun LED o'chadi. Osiloskopda R2 (= 180E) ustidagi kuchlanish ko'rsatilgan, bu I2 oqimini ifodalaydi, bu I1 doimiy oqimidan chiqariladi.

5 -qadam: 4 -sxema - Ikkala davrani birlashtirib, LED yoritgichni almashtirish

Ochiq halqa pallasida joylashgan LED oqimi teskari yo'nalishda bo'lgani uchun, biz yopiq halqa pallasidagi LED oqimi bilan taqqoslaganda, biz ikkala davrani birlashtirib, bir LED o'chadi, ikkinchisi o'chadi va aksincha.

6 -qadam: O'chirish sxemasini yarating

• Men sxemani faqat non panelida quraman, shuning uchun menda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan sxemasi yo'q
• Yuqori samarali LEDlardan foydalaning, chunki ular bir xil oqimda eski LEDlarga qaraganda ancha yuqori
• LDR/LED kombinatsiyasini yaratish uchun LDRni (rasmga qarang) va LEDni qisqaruvchi trubkaga yuzma -yuz qo'ying (rasmga qarang).
• O'chirish +9V dan +12V gacha bo'lgan kuchlanish uchun mo'ljallangan.