Плата для светодиодов своими руками
Добавил пользователь Morpheus Обновлено: 18.09.2024
Для создания эффекта поочередного изменения RGB светодиодов ленты предлагается собрать несложную электронную схему управления. Напряжение с каждого из трех выходов автоколебательного кольцевого мультивибратора поочередно поступает на вход R, G или B полосы светодиодов. В определенный момент времени горит только красный, зеленый либо синий цвет. Длительность переключения задается параметрами задающей время цепи из резистора и конденсатора.
Необходимые детали, инструменты
- Полевой n-канальный МОП-транзистор типа IRFZ44. Применяется в регулируемых источниках тока, стабилизированных преобразователях, системах управления, контроля электронных узлов и блоков.
- Алюминиевый электролитический конденсатор емкостью 2,2 микрофарады с рабочим напряжением не менее 25 вольт. Номинальные параметры указаны на корпусе.
- Постоянный резистор с мощностью рассеивания тепла не меньше 0,125 ватт и активным сопротивлением 1 мегомов.
Узел подключается к светодиодной трехцветной ленте типа SMD5050 или аналогичной с 12-вольтным питанием. На полосе размещены модули, каждый из которых содержит 3 трехцветных диода. Соответствующие клеммы цвета и питания, соединяясь параллельно, выведены на точки подключения на полотне. Управляющие сигналы каждого свечения поданы на светодиоды через персональный токоограничивающий резистор. Параллельно соединенные модули размещены на ленте длиной до 5 метров.
Для надежного соединения радиодеталей подойдет любой паяльник. Придать выводам удобную для работы форму, выгнуть их и отрезать до нужной длины помогут плоскогубцы, кусачки или нож. Узел работает от постоянного источника тока 12 вольт.
Сборка схемы контроллера
Деталей мало, поэтому удобно сделать монтаж навесным способом, когда элементы припаивают непосредственно друг к другу без промежуточных контактов, опор или сборочных плат.
Собранный из исправных деталей при полном соответствии монтажа принципиальной схеме контроллер начинает работать после включения без необходимости предварительной настройки или подбора параметров элементов. Частота переключения уменьшится при увеличении номинала емкости и наоборот.
Совет
Паять будет легче и быстрее, если выводы радиодеталей предварительно залудить. Работая с паяльником, нужно позаботиться о нормальном проветривании помещения, соблюдать осторожность, чтобы не получить тепловой ожог или поражение электричеством.
Смотрите подробное видео
Продолжаем собирать цветомузыкальную приставку на светодиодах и начнем с печатной платы.
4. Печатная плата цветомузыкальной приставки.
Внешний вид печатной платы приставки со стороны дорожек показан на рисунке ниже.
Печатная плата выполнена из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 0,5мм. Красными линиями показано подключение выводов подстроечных резисторов на плате. Линии со стрелками указывают на подключение к внешним элементам схемы: к светодиодам HL1 – HL24, к разъему Х1, к переменному резистору R3 и вторичной обмотки трансформатора Т1.
Внешний вид готовой платы со стороны деталей, а также их расположение и нумерация согласно принципиальной схемы показаны на следующем рисунке.
Плата цветомузыкальной приставки располагается в нижней части пластмассового корпуса плафона, и ее размеры составляют 45 х 80 мм. Как изготавливается печатная плата подробно рассказано и показано здесь.
В дополнение к этому прилагаю рабочий чертеж печатной платы с деталями, выполненный на тетрадном листе.
Светодиоды каналов расположены на отдельной плате размерами 45 х 45 мм и объединены в группы. Каждая группа состоит из трех светодиодов, соединенных последовательно, образуя лампу одного цвета.
В каждом канале приставки используется по 6 светодиодов, из которых получается по две лампы на канал.
Рисунок печатной платы со светодиодами показан ниже. Для удобства понимания расположения светодиодных ламп на плате каждая лампа выделена своим цветом.
5. Корпус цветомузыкальной приставки.
Из плафона убирается патрон и на его место устанавливается трансформатор, над которым располагают плату со светодиодами.
Трансформатор крепится в середине пластмассового основания с помощью хомута, который можно сделать, например, из полоски алюминия толщиной 1 мм. При наличии у трансформатора своих элементов крепления трансформатор крепится с помощью них.
Для установки платы со светодиодами изготавливается небольшая Г-образная стойка, вертикальный размер которой подбирается таким образом, чтобы плата находилась на уровне середины плафона. Стойка может быть сделана из элементов детского конструктора или из полоски алюминия.
К стойке плата со светодиодами прикручивается винтом через пластмассовую втулку, чтобы изолировать дорожки от контакта с металлом и иметь возможность вращать плату вокруг своей оси.
Печатная плата с деталями располагается в нижней части пластмассового корпуса и крепится к перемычке, к которой был закреплен патрон. Для крепления платы используется штатное отверстие в перемычке и винт.
В основании корпуса по краям трансформатора необходимо предусмотреть четыре отверстия, через которые будут проходить отрезки монтажного провода от основной платы к выводам вторичной обмоткой трансформатора и к плате со светодиодами.
Если при вкручивании в корпус стеклянный шар будет садиться под небольшим углом, то виной этому головка винта, крепящего Г-образную стойку. Чтобы убрать этот перекос необходимо с противоположной стороны закрутить такой же винт.
При желании можно на боковой стенке пластмассового основания установить выключатель питания.
Питающий и сигнальный провод заводятся в корпус по бокам выключателя, и внутри на каждом завязывается узел, чтобы провода случайно нельзя было вырвать наружу. Сигнальный провод можно взять от неисправной компьютерной мышки.
6. Настройка.
Сразу после включения цветомузыкальной приставки проверяют напряжение на выводах конденсатора С9 – оно должно быть в пределах 9 – 10В. Если наблюдается свечение светодиодов одного из каналов, то движком подстроечного резистора соответствующего канала добиваются погасания светодиодов. Как измерить напряжение мультиметром читайте в этой статье.
Настройку приставки производят при воспроизведении музыкальной композиции.
Движок переменного резистора R3 переводят в среднее положение, а движки подстроечных резисторов R7, R10, R14, R18 устанавливают так, чтобы светодиоды вспыхивали в такт с музыкой. Если яркость светодиодов будет недостаточной, уменьшают сопротивление токоограничивающих резисторов, включенных последовательно в цепь со светодиодами.
Чтобы точнее подобрать работу каждого канала приставку желательно настраивать с использованием нескольких разных композиций.
Конструктивное исполнение цветомузыкальной приставки выполнено таким образом, что ее можно прикрепить на стену или использовать как настольный вариант. Если приставка будет использоваться в виде настольного варианта, то плату со светодиодами необходимо наклонить под углом 60 — 70°. Экспериментально установлено, что при таком наклоне лучи светодиодов проецируются на границе перехода боковой и верхней части плафона, образовывая максимальное количество цветовых оттенков.
С небольшой доработкой схемы цветомузыкальную приставку можно собрать и на миниатюрных лампах накаливания. Для этого из схемы убираются светодиоды, токоограничительные резисторы, стоящие последовательно со светодиодами, заменяется трансформатор питания на более мощный, а стабилизатор КРЕН5 устанавливается на радиатор, так как через него станет проходить больший ток. Все остальное остается без изменений. На один канал можно подключить от 3 до 5 ламп, соединенных параллельно.
В качестве дополнения к статье посмотрите вторую часть видеоролика, где показана распайка светодиодов на плату, окончательная сборка и работа цветомузыкальной приставки. Как всегда, по ходу ролика даются полезные советы и рекомендации.
Если же возникнут вопросы по изготовлению цветомузыки на светодиодах или лампах – пишите в комментариях к статье.
Удачи!
С развитием мощных светодиодов NE555 снова вышла на арену в роли регулятора яркости (диммера), напомнив о своих неоспоримых преимуществах. Устройства на её основе не требуют глубоких знаний электроники, собираются быстро и работают надёжно.
Известно, что управлять яркостью светодиода можно двумя способами: аналоговым и импульсным. Первый способ предполагает изменение амплитудного значения постоянного тока через светодиод. Такой способ имеет один существенный недостаток – низкий КПД. Второй способ подразумевает изменение ширины импульсов (скважности) тока с частотой от 200 Гц до нескольких килогерц. На таких частотах мерцание светодиодов незаметно для человеческого глаза.
Схема ШИМ-регулятора с мощным выходным транзистором показана на рисунке. Она способна работать от 4,5 до 18 В, что свидетельствует о возможности управления яркостью как одного мощного светодиода, так и целой светодиодной лентой. Диапазон регулировки яркости колеблется от 5 до 95%. Устройство представляет собой доработанную версию генератора прямоугольных импульсов. Частота этих импульсов зависит от ёмкости C1 и сопротивлений R1, R2 и определяется по формуле: f=1/(ln2*(R1+2*R2)*C1), Гц
Принцип действия электронного регулятора яркости заключается в следующем. В момент подачи напряжения питания начинает заряжаться конденсатор по цепи: +Uпит – R2 – VD1 –R1 –C1 – -Uпит. Как только напряжение на нём достигнет уровня 2/3Uпит откроется внутренний транзистор таймера и начнется процесс разрядки. Разряд начинается с верхней обкладки C1 и далее по цепи: R1 – VD2 –7 вывод ИМС – -Uпит. Достигнув отметки 1/3Uпит транзистор таймера закроется и C1 вновь начнет набирать ёмкость. В дальнейшем процесс повторяется циклически, формируя на выводе 3 прямоугольные импульсы.
Изменение сопротивления подстроечного резистора приводит к уменьшению (увеличению) времени импульса на выходе таймера (вывод 3), и как следствие, уменьшается (увеличивается) среднее значение выходного сигнала. Сформированная последовательность импульсов через токоограничивающий резистор R3 поступает на затвор VT1, который включен по схеме с общим истоком. Нагрузка в виде светодиодной ленты или последовательно включенных мощных светодиодов включается в разрыв цепи стока VT1.
В данном случае установлен мощный MOSFET транзистор с максимальным током стока 13А. Это позволяет управлять свечением светодиодной ленты длиной в несколько метров. Но при этом транзистору может потребоваться теплоотвод.
Блокирующий конденсатор C2 исключает влияние помех, которые могут возникать по цепи питания в моменты переключения таймера. Величина его ёмкости может быть любой в пределах 0,01-0,1 мкФ.
Другие варианты подключения
В предыдущих схемах защитный диод был включен встречно-параллельно, однако его можно разместить и так:
Это вторая схема включения светодиодов на 220 вольт без драйвера. В этой схеме ток через резистор будет в 2 раза меньше, чем в первом варианте. А, следовательно, на нем будет выделяться в 4 раза меньше мощности. Это несомненный плюс.
Но есть и минус: к защитному диоду прикладывается полное (амплитудное) напряжение сети, поэтому любой диод здесь не прокатит. Придется подобрать что-нибудь с обратным напряжением 400 В и выше. Но в наши дни это вообще не проблема. Отлично подойдет, например, вездесущий диод на 1000 вольт — 1N4007 (КД258).
Не смотря на распространенное заблуждение, в отрицательные полупериоды сетевого напряжения, светодиод все-таки будет находиться в состоянии электрического пробоя. Но благодаря тому, что сопротивление обратносмещенного p-n-перехода защитного диода очень велико, ток пробоя будет недостаточен для вывода светодиода из строя.
Внимание! Все простейшие схемы подключения светодиодов в 220 вольт имеют непосредственную гальваническую связь с сетью, поэтому прикосновение к ЛЮБОЙ точке схемы — ЧРЕЗВЫЧАЙНО ОПАСНО!
Для уменьшения величины тока прикосновения нужно располовинить резистор на две части, чтобы получилось как показано на картинках:
Плата и детали сборки регулятора яркости
Односторонняя печатная плата имеет размер 22х24 мм. Как видно из рисунка на ней нет ничего лишнего, что могло бы вызвать вопросы.
Плата в файле Sprint Layout 6.0: reguljator-jarkosti.lay6
После сборки схема ШИМ-регулятора яркости не требует наладки, а печатная плата легка в изготовке своими руками. В плате, кроме подстроечного резистора, используются 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 автора можно здесь.
Получается, что ток, проходя через Lm317, уменьшается до величины, заданной сопротивлением переменного резистора.
На практике решено было припаять стабилизатор прямо на резистор. Сделано это в первую очередь для отведения тепла от стабилизатора. Теперь он будет нагреваться вместе с резистором. На резисторе у нас расположено 3 контакта. Мы используем центральный и крайний. Какой имеено крайний использовать — для нас не важно. В зависимости от выбора, в одном случае при повороте ручки по часовой стрелке яркость будет увеличиваться, в противоположном случае — уменьшаться. Если подключить крайние контакты, сопротивление будет постоянно 1 кОм.
И напоследок одеваем термоусадку, чтобы исключить возможность короткого замыкания. Теперь можно пробовать.
Для первого теста мы используем светодиоды:
1) Epistar 1W, рабочее напряжение — 4V (в нижней части следующей фотографии).
2) Плоский диод с тремя чипами, рабочее напряжение — 9V (в верхней части следующей фотографии).
После чего проводится тест со светодиодными модулями на 12V. И на них наш контроллер отрабатывает без проблем. Именно этого мы и добивались.
Спасибо за внимание!
Принципиальная схема
Схема выполнена на микросхеме D1 типа 74АС14, которая содержит шесть инверторов — триггеров Шмитта. На трех из них сделан мультивибратор, с буферным каскадом и регулировкой скважности импульсов с помощью резистора R1.
На транзисторе VТ1 выполнен транзисторный ключ, через который ток поступает на светодиодную ленту.
Микросхема D1 питается напряжением 5V через параметрический стабилизатор на резисторе R2 и стабилитроне VD3.
Рис. 1. Принципиальная схема первого варианта регулятора яркости светодиодной ленты.
Создание подсветки салона с 2-мя режимами яркости
Подсветку салона автомобиля можно организовать разными методами: будь то обычная светодиодная лента, на скорую руку, прилепленная клейкой лентой к обшивке потолка салона или же обычная сборка с димером, аккуратно спрятанная в плафон интерьера. В данной статье позвольте привести вам пример организации нескольких вариантов подсветки.
Все схемы проверены и работают безотказно – естественно, если сборка осуществлена грамотно. Ниже вы можете просмотреть видео, на котором ярко продемонстрирован принцип работы схем.
Давайте приступим к работе.
1. Стабилизатор напряжения на транзисторе LM-317
Первая схема была реализована на базе транзистора LM-317, который играет роль стабилизатора напряжения в схеме.
Обратимся к самой схеме.
При правильной сборке – устройство выглядит довольно компактным.
Важно. Сборка элементов, пайка и коммутация устройства должно осуществляться, исключительно имея хотя бы базовые навыки и умения в электротехнике. В противном случае неправильная сборка может: минимум просто не включиться, максимум – перегорит предохранитель в автомобиле.
2. Плавное включение-выключение подсветки
Обратимся к схеме.
В сборке использован полевик (полевой транзистор), который и управляет каналом диодов. Отсюда следует, что номинальные показатели транзистора должны быть выше, чем у предыдущей сборки. По желанию в сборке можно использовать любое кол-во светодиодов – это
никаким образом не влияет на интервал розжига и затухания. Основным требованием является, то, что мимо ключа зажигания должно проходить +12 вольт. Схем применима как для обычных ламп накаливания, так и к светодиодным лентам.
Сборка такая же компактная, как и в предыдущем примере.
Подсветка с регулируемой яркостью.
В сборке применялся переменный резистор 5К:
– обозначение на схеме. Данный вид резисторов позволяет регулировать свое сопротивление, тем самым меняя яркость лампочек в подсветке. Регулирование можно осуществить один раз, но и можно данный элемент вывести за пределы сборки и регулировать по ситуации.
НЕ советуется совмещать светодиодную ленту и стабилизаторы L78xx – серий, где ХХ – номинальные значения –в автомашине. Например, сериям 7812 остро будет не хватать напряжения от бортовой сети, что прямо пропорционально влияет на яркость светодиодов. А для 7809 – бортового напряжения будет слишком даже достаточно, но для таких стабилизаторов необходимо будет строить иные диодные цепочки.
ВНИМАНИЕ. Схемы с диодами постоянные для дома кардинально отличаются от схем, собранных для автомобиля. Ведь в домашних условиях, для подобных конструкций, можно подобрать блоки питания подходящих диапазонов, а в автомашине – иметь дело с уже существующим напряжением.
Автор; Вадим Корнелюк Ровно, Украина
Оставить комментарий Отменить ответ
На симисторе
Для начало рассмотрим схему светорегулятора, работающего от сети 220 Вольт. Данный тип устройств работает по принципу фазового смещения открывания силового ключа. Сердцем диммера является RC цепочка. Узел формирования управляющего импульса, в качестве которого выступает симметричный динистор. И собственно, сам силовой ключ, управляющий нагрузкой — симистор.
Рассмотрим работу схемы. Резисторы R1 и R2 образуют делитель напряжения. Так как R1 является переменным, то с его помощью меняется напряжение в цепочке R2C1. Динистор DB3 включен в точку между ними и при достижении напряжения порога его открывания на конденсаторе C1 он срабатывает и подает импульс на силовой ключ — симистор VS1. Он открывается и пропускает через себя ток, тем самым на выходе мы получаем напряжение. От положения регулятора зависит, какая часть волны пойдет на лампу. Чем быстрее заряжается конденсатор, тем быстрее открывается ключ, и большая часть волны и мощности пойдет на нагрузку. Таким образом, схема буквально отрезает часть синусоиды. Ниже представлен график работы устройства.
Значение (t*) — это время, за которое конденсатор заряжается до порога открывания силового элемента. Эта схема диммера проста и легко повторяется на практике. Лучше всего она работает на лампах накаливания, из-за того что спираль в лампе имеет инертность, а вот со светодиодными и иными лампами могут возникнуть проблемы, поэтому необходимо перед окончательной установкой проверить работоспособность схемы конкретно на ваших потребителях. Рекомендуем просмотреть предоставленное ниже видео, в котором наглядно показывается, как сделать светорегулятор на симисторе:
Светодиодная лампа для ночника
Первая конструкция небольшой мощности, поэтому планируется установить её в ночник. Лампа собирается на базе четырёх трёхкристальных светодиодов SMD5050. Ток потребления 4,5 мА. Балластный конденсатор 0,1 мкФ.
Светодиодная лампа 2 ватта
Лампа на 2 ватта из пятидесяти четырёх однокристальных светодиодов SMD3528 в настольный светильник. Ток потребления 11 мА. Конденсатор 0,47 мкФ.
Светодиодная лампа 5,5 ватт
Лампа на 5,5 ватт из тридцати трёхкристальных светодиодов SMD5050 в прихожую. Ток её потребления 60 мА. Конденсатор 1,5 мкФ.
Схема питания LED ламп
Собирается всё очень просто, вот схема, для которой нам понадобится:
Все светодиоды соединяются последовательно (плюс к минусу) и подключаются к схеме, соблюдая полярность. Неполярный конденсатор подбирается исходя из тока светодиодов, который можно посмотреть в даташите на данный светодиод, вот по этой таблице:
Но лучше, конечно, вставив в разрыв питания светодиодов мультиметр (на режиме 200 мА) проконтролировать ток, что бы он не превышал номинальный ток светодиодов, во избежание преждевременного выхода их из строя.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Данная схема не имеет гальванической развязки с сетью, поэтому необходимо соблюдать осторожность при работе, не касаться руками оголённых участков цепи, включенного в сеть прибора, во избежание удара током!
Архивы на печатные платы для ламп можете скачать по этой ссылке. Удачи Вам в творческих начинаниях и до новых встреч на страницах сайта Радиосхемы! С Вами был Тёмыч.
Форум по обсуждению материала КАК СДЕЛАТЬ СВЕТОДИОДНУЮ ЛАМПУ
Приводятся основные сведения о планарных предохранителях, включая их технические характеристики и применение.
Про использование технологии беспроводного питания различных устройств.
Переделываем игрушку обычный трактор в радиоуправляемый - фотографии процесса и получившийся результат.
Что такое OLED, MiniLED и MicroLED телевизоры - краткий обзор и сравнение технологий.
Читайте также: