Գծային պայծառության կորով դիսկրետ այլընտրանքային անալոգային լուսադիոդ `6 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

LED- ն մարելու/մարելու սխեմաների մեծ մասը թվային սխեմաներ են, որոնք օգտագործում են միկրոկառավարիչի PWM ելքը: LED- ի պայծառությունը վերահսկվում է PWM ազդանշանի աշխատանքային ցիկլը փոխելով: Շուտով դուք հայտնաբերում եք, որ աշխատանքային ցիկլը գծային կերպով փոխելիս LED լուսավորությունը գծային չի փոխվում: Պայծառությունը կհետեւի լոգարիթմական կորին, ինչը նշանակում է, որ ինտենսիվությունը արագ փոխվում է, երբ աշխատանքային ցիկլը 0 -ից հասցնում ենք 70% -ի և շատ դանդաղ է փոխում, երբ աշխատանքային ցիկլը բարձրացնում ենք 70% -ից մինչև 100%: exactշգրիտ նույն ազդեցությունն է նաև տեսանելի է մշտական ընթացիկ աղբյուր օգտագործելիս և ընթացիկ գծային fe- ն ավելացնելիս կոնդենսատորը լիցքավորելով մշտական հոսանքով:

Այս ուսանելի դասում ես կփորձեմ ցույց տալ ձեզ, թե ինչպես կարող եք անել անալոգային լուսադիոդ, որն ունի պայծառության փոփոխություն, որը կարծես գծային է մարդու աչքի համար: Սա հանգեցնում է գեղեցիկ գծային մարման էֆեկտի:

Քայլ 1. Տեսություն շղթայի հետևում

Նկարում դուք կարող եք տեսնել, որ LED- ի պայծառության ընկալումն ունի լոգարիթմական կոր `Վեբեր-Ֆեչների օրենքի պատճառով, ասելով, որ մարդու աչքը, ինչպես և մյուս զգայարանները, ունի լոգարիթմական կոր: Երբ LED- ն պարզապես սկսում է «անցկացնել», ընկալվող պայծառությունն արագորեն աճում է `բարձրացնելով ընթացքը: Բայց մեկ անգամ «անցկացնելով», ընկալվող պայծառությունը դանդաղ է աճում հոսանքի ավելացման հետ: Այսպիսով, մենք պետք է լուսադիոդի միջոցով ուղեկցենք փոփոխական փոփոխական հոսանք (տես նկարը), որպեսզի մարդու աչքը (լոգարիթմական ընկալմամբ) պայծառության փոփոխությունը ընկալի որպես գծային:

Դա անելու 2 եղանակ կա.

• Փակ հանգույցի մոտեցում
• Բաց օղակի մոտեցում

Փակ հանգույցի մոտեցում.

LDR (կադմիումի սուլֆիդ) բջիջների բնութագրերին մանրակրկիտ դիտարկելիս կտեսնեք, որ LDR դիմադրությունը գծված է լոգարիթմական մասշտաբով որպես ուղիղ գիծ: Այսպիսով, LDR դիմադրությունը լոգարիթմականորեն փոխում է լույսի ինտենսիվությունը: Ավելին, LDR- ի լոգարիթմական դիմադրության կորը կարծես մոտ է մարդու աչքի լոգարիթմական պայծառության ընկալմանը: Ահա թե ինչու LDR- ը հիանալի թեկնածու է LED- ի պայծառության ընկալումը գծավորելու համար: Այսպիսով, երբ LDR- ն օգտագործում են լոգարիթմական ընկալումը փոխհատուցելու համար, մարդկային աչքը գոհ կլինի գծային պայծառության գեղեցիկ տատանումներից: Փակ հանգույցում մենք օգտագործում ենք LDR ՝ LED լուսավորությունը հետադարձելու և վերահսկելու համար, ուստի այն հետևում է LDR կորին: Այս կերպ մենք ստանում ենք երկրաչափական փոփոխվող պայծառություն, որը կարծես գծային է մարդու աչքի համար:

Բաց օղակի մոտեցում.

Երբ մենք չենք ցանկանում օգտագործել LDR- ը և ցանկանում ենք պայծառության գծային փոփոխություն ստանալ մարման համար, մենք պետք է LED- ի միջոցով հոսանքը դարձնենք ցուցադրական `փոխհատուցելու մարդու աչքի լոգարիթմական պայծառության ընկալումը: Այսպիսով, մեզ անհրաժեշտ է մի շրջան, որն առաջացնում է ցուցիչ փոփոխվող հոսանք: Դա կարելի է անել OPAMP- ի միջոցով, բայց ես հայտնաբերեցի ավելի պարզ միացում, որն օգտագործում է հարմարեցված ընթացիկ հայելին, որը նաև կոչվում է «ընթացիկ քառակուսի», քանի որ գեներացնող հոսանքը հետևում է քառակուսի կորին (կիսաէքսպոնենցիալ): Այս հրահանգվողում մենք համատեղում ենք փակ հանգույցը և բաց օղակի մոտեցումը `փոփոխական մարող LED ստանալու համար: նշանակում է, որ մեկ LED- ը մարում և մարում է, իսկ մյուս LED- ը մարում և դուրս է գալիս հակառակ մարման կորով:

Քայլ 2. Սխեմատիկ 1 - Եռանկյուն ալիքի ձևի գեներատոր

Մեր LED լուսադիոդի համար մեզ անհրաժեշտ է լարման աղբյուր, որը գեներացնում է գծային աճող և նվազող լարման: Մենք նաև ցանկանում ենք, որ կարողանանք անհատապես փոխել մարելու և մարելու ժամանակահատվածը: Այդ նպատակով մենք օգտագործում ենք սիմետրիկ եռանկյուն ալիքի գեներատոր, որը կառուցված է հին աշխատանքային ձիու երկու OPAMP- ի միջոցով. LM324. իսկ U1B- ն կազմաձևված է որպես ինտեգրատոր: Եռանկյուն ալիքի ձևի հաճախականությունը որոշվում է C1, P1 և R6- ով: Քանի որ LM324- ն ի վիճակի չէ բավականաչափ հոսանք հաղորդել, ավելացվում է Q1 և Q2- ից բաղկացած բուֆեր: Այս բուֆերն ապահովում է ընթացիկ շահույթը, որը մենք պետք է բավականաչափ հոսանք մղենք LED շղթայի մեջ: U1B- ի շուրջ հետադարձ կապը վերցված է բուֆերի ելքից, փոխարենը OPAMP- ի ելքից: քանի որ OPAMP- երը չեն սիրում տարողունակ բեռներ (օրինակ ՝ C1): R8- ը կայունության նկատառումներով ավելացվում է OPAMP- ի ելքին, քանի որ արտանետիչների հետևորդները, ինչպիսիք են բուֆերում (Q1, Q2), կարող են նաև առաջացնել տատանումներ ցածր դիմադրողականությունից ելնելով: Առայժմ այնքան լավ է, Q1 և Q2- ով ձևավորված բուֆերի ելքի լարումը:

Քայլ 3. Schematic2 - Փակ հանգույց LED Fader միացում

LED- ի պայծառությունը գծայնացնելու համար LDR- ն օգտագործվում է որպես փակ շրջանի դասավորության հետադարձ կապի տարր: Քանի որ LDR դիմադրությունն ընդդեմ լույսի ինտենսիվության լոգարիթմական է, դա համապատասխան թեկնածու է աշխատանքը կատարելու համար: Q1 և Q2 ձևավորում են ընթացիկ հայելին, որը եռանկյունաձև ալիքի գեներատորի այդ ելքային լարումը փոխակերպում է հոսանքի R1- ի միջոցով, որը գտնվում է «տեղեկատու ոտքում» «ներկայիս հայելու մասին: Q1- ի միջոցով ընթացիկն արտացոլված է Q2- ում, ուստի նույն եռանկյուն հոսանքը հոսում է Q2- ով: D1 այնտեղ է, քանի որ եռանկյուն ալիքի գեներատորի ելքը ամբողջությամբ չի զրոյի վերածվում, քանի որ ես ոչ թե երկաթուղի-երկաթուղի եմ օգտագործում, այլ Եռանկյուն ալիքի գեներատորի մեջ հեշտ ձեռք բերվող ընդհանուր նպատակի OPAMP: LED- ն միացված է Q2- ին, ինչպես նաև Q3- ին, որը երկրորդ ընթացիկ հայելու մի մասն է: Q3 և Q4- ը կազմում են ընթացիկ աղբյուրի հայելի: (Տես. Ընթացիկ հայելիներ) LDR- ն դրված է այս ընթացիկ աղբյուրի հայելու «տեղեկատու ոտքի» մեջ, ուստի LDR- ի դիմադրությունը որոշում է այս հայելու առաջացրած հոսանքը: Որքան ավելի շատ լույս ընկնի LDR- ի վրա, այնքան ցածր կլինի դրա դիմադրությունը և այնքան բարձր կլինի Q4- ի միջով հոսանքը: Q4- ի միջոցով հոսանքը հայելային է Q3- ին, որը միացված է Q2- ին: Այսպիսով, այժմ մենք պետք է մտածենք հոսանքների և այլ ոչ թե լարման մասին: Q2- ը եռանկյուն ընթացիկ I1 և Q3 աղբյուրները խառնում է ընթացիկ I2- ը, որն անմիջականորեն կապված է LDR- ի վրա ընկած լույսի քանակի հետ և հետևում է լոգարիթմական կորի: I3- ը LED- ի միջոցով ընթացիկն է և I1 գծային եռանկյուն հոսանքի արդյունքն է `հանած լոգարիթմական LDR հոսանքը I2- ը, որը ցուցադրական հոսանք է: Եվ դա հենց այն է, ինչ մեզ անհրաժեշտ է LED- ի պայծառությունը գծայնացնելու համար: Քանի որ լուսադիոդի միջոցով անցնում է էքսպոնենցիալ հոսանք, ընկալվող պայծառությունը կփոխվի գծային եղանակով, որն ունի շատ ավելի լավ մարող/լուսավորող ազդեցություն, քան LED- ի միջոցով գծային հոսանքի ուղղակի գործարկումը: Օսլիլոսկոպի նկարը ցույց է տալիս R6- ի լարումը (= 10E), որը ներկայացնում է հոսանքը LED- ի միջոցով:

Քայլ 4. Schematic3 - Բաց հանգույց LED Fader Circuit օգտագործելով ընթացիկ Squarer

Քանի որ LED/LDR կոմբինացիաները ստանդարտ բաղադրիչներ չեն, ես փնտրեցի այլ ուղիներ ՝ բաց օղակի կազմաձևման միջոցով լուսադիոդի միջոցով ցուցիչ կամ քառակուսի հոսանք առաջացնելու համար: Արդյունքն այս փուլում ցուցադրված բաց օղակի միացումն է: Q1 և Q2- ը կազմում են ընթացիկ քառակուսի միացում, որը հիմնված է ընթացիկ խորտակվող հայելու վրա: R1- ը եռանկյունաձև ելքային լարումը, որը առաջին հերթին բաժանվում է P1- ի միջոցով, փոխարկում է Q1- ով հոսող հոսանքի: Բայց Q1- ի արտանետիչը միացված չէ գետնին ռեզիստորի միջոցով, այլ 2 դիոդի միջոցով: 2 դիոդները քառակուսի ազդեցություն կունենան Q1- ի հոսանքի վրա: Այս հոսանքը հայելային է Q2- ին, ուստի I2- ն ունի քառակուսի նույն կորը: Q3- ն և Q4- ը կազմում են մշտական հոսանքի խորտակման աղբյուր: LED- ն միացված է այս հաստատուն ընթացիկ աղբյուրին, այլ նաև ընթացիկ խորտակվող հայելուն Q1 և Q2: Այսպիսով, LED- ի միջոցով հոսանքը մշտական I1- ի արդյունքն է ՝ հանած I2 քառակուսի հոսանքը, որը կիսաէքսպոնենցիալ հոսանք է I3: Այս LED- ի միջոցով ցուցադրվող հոսանքը կհանգեցնի LED- ի ընկալվող պայծառության գեղեցիկ գծային մարումի: P1- ը պետք է կտրել այնպես, որ LED- ը պարզապես մարում է, երբ մարում է: Օսլիլոսկոպի նկարը ցույց է տալիս R2- ի լարումը (= 180E), որը ներկայացնում է ընթացիկ I2- ը, որը հանվում է I1 հաստատուն հոսանքից:

Քայլ 5. Սխեմատիկ 4 - Այլընտրանքային լուսադիոդային թրթռիչ `երկու սխեմաները համատեղելով

Քանի որ լուսադիոդային հոսանքը բաց օղակի շղթայում շրջված է, երբ համեմատում ենք փակ օղակի LED հոսանքի հետ, մենք կարող ենք համատեղել երկու սխեմաները ՝ ստեղծելով այլընտրանքային լուսադիոդ, որի մեջ մեկ լուսադիոդը մարում է, իսկ մյուսը մարում է և հակառակը:

Քայլ 6: Կառուցեք շրջանը

• Ես միացումն ստեղծում եմ միայն տախտակի վրա, այնպես որ ես չունեմ PCB դասավորություն միացման համար
• Օգտագործեք բարձր արդյունավետության լուսադիոդներ, քանի որ դրանք շատ ավելի մեծ ինտենսիվություն ունեն նույն հոսանքի վրա, քան հին LED- ները
• LDR/LED համադրությունը կազմելու համար LDR- ը (տես նկարը) և LED- ը դեմ առ դեմ դրեք փոքրացող խողովակի մեջ (տես նկարը):
• Շղթան նախատեսված է +9V- ից +12V լարման մատակարարման համար: