Плавно светене и избледняване на светодиодите. Как плавно да включите лампите с нажежаема жичка и защо е необходимо. Плавно LED изключване

Вероятно много хора са искали да добавят нещо ново към колата си, днес ще ви кажа как да направите това без специални разходи и технически промени в дизайна на колата.
Устройството, което искам да ви представя днес, не е такова голяма диаграмарегулиране на стартиране и изключване на товара, в нашия случай осветителни тела, вътрешно осветление, подсветка таблои т.н. Нашето устройство ще ви позволи плавно да включвате и изключвате всеки от изброените товари. Съгласете се, много по-приятно е, когато при включване на запалването виждаме не рязко включване на подсветката на таблото, а плавно запалване. Същото може да се каже и за вътрешното осветление и осветителните тела.
Нека да преминем от думи към действие и преди да започнете монтажа, предлагам да се запознаете с диаграмата:

Първо ще ви кажа как се свързва. Трябва да захранваме VCC+ с постоянни 12 V от батерията, която ще захранва нашия товар. Свързваме към REM онези 12 V, които се появяват след включване на запалването, именно те ще инициират запалване и когато изчезнат, веригата ще изключи осветлението. Съответно свързваме нашия товар към LED+ LED- контактите (в моя случай светодиоди)
Използвах BC817 (аналог на KT503V) като транзистор T1; използвах IRF9540S като транзистор T2. Ако искате да увеличите времето за запалване, трябва да увеличите стойността на R2; за да я намалите, съответно я намалете. За да се контролира времето за затихване, трябва да се извърши подобна операция с резистор R3.
Сега можете да продължите към сглобяването. За да намаля размера на устройството, използвах повърхностен монтаж.
Ето целия набор от елементи, които ми трябваха:

Платките са произведени по “LUT” технология от едностранна печатна платка.

Най-накрая получихме толкова компактно устройство, което може да добави естетика към нашата кола.

Разходи:
1. Резистори 0,25 рубли на брой. x4 = 1 руб
2. BC817 = 3 rub.
3. IRF9540S = 35 RUR
4. Кондензатор 8 RUR
5. Терминали 21.5

Резултат: Само за 70 рубли. получаваме доста интересно устройство.
P.S. Видео на устройството в действие:

Има случаи, когато е необходимо да се осигури плавно включване на светодиодите, използвани за осветление или подсветка, а в някои случаи и изключване. Плавно запалване може да е необходимо по различни причини.

Първо, когато се включи мигновено, светлината „удря в очите“ силно и ни кара да примижаваме и да примижаваме, чакайки очите ни да свикнат с новото ниво на яркост. Този ефект е свързан с инерцията на процеса на настаняване на окото и, разбира се, възниква не само при включване на светодиоди, но и при всякакви други източници на светлина.

Просто при светодиодите това се утежнява от факта, че излъчващата повърхност е много малка. Научно казано, източникът на светлина има много висока обща яркост.

На второ място, може да се преследват чисто естетически цели: трябва да се съгласите, че светлина, която плавно светва или изгасва, е красива. Светодиодната захранваща верига трябва да бъде подобрена правилно. Нека разгледаме два различни начина за плавно включване и изключване на светодиодите.

RC забавяне

Първото нещо, което трябва да дойде на ум за човек, запознат с електротехниката, е въвеждането на забавяне чрез включване на RC верига в захранващата верига на LED: резистор и кондензатор. Диаграмата е показана на фиг.1. Когато напрежението се приложи към входа, напрежението на кондензатора, докато се зарежда, ще се увеличи за време, приблизително равно на 5τ, където τ=RC е времевата константа. Тоест, казвайки на прост език, времето за включване на светлината ще се определя от произведението на капацитета на кондензатора и съпротивлението на резистора. Съответно, отколкото повече капацитети съпротивление, толкова повече време ще отнеме на светодиодите да се запалят. Когато захранването е изключено, кондензаторът ще се разреди към светодиодите. Времето, през което ще настъпи плавно затихване, също ще се определя от τ, но в този случай, вместо R, динамичното съпротивление на светодиодите ще бъде включено в продукта. Например, кондензатор от 2200 uF и резистор от 1 kOhm теоретично ще „удължат“ времето за включване с 2,2 секунди. Естествено, на практика тази стойност ще се различава от изчислената стойност както поради разпределението на параметрите (електролитните кондензатори обикновено имат много големи номинални отклонения) на RC веригата, така и поради параметрите на самите светодиоди. Не трябва да забравяме, че pn преходът ще започне да се отваря и да излъчва светлина при определена прагова стойност. Представената най-проста диаграма дава възможност да се разбере добре принципът на работа на този метод, но е малко полезен за практическо приложение. За да получим работещо решение, ще го подобрим, като въведем няколко допълнителни елемента (фиг. 2).
Веригата работи по следния начин: когато захранването е включено, кондензаторът C1 се зарежда през резистора R2, транзисторът VT1, тъй като напрежението на затвора се променя, намалява съпротивлението на неговия канал, като по този начин увеличава тока през светодиода. Изключването на захранването ще доведе до разреждане на кондензатора през светодиодите и резистора R1.

Да си включим мозъците...

Ако веригата трябва да осигури по-голяма гъвкавост и функционалност, например, без промяна на хардуера, искаме да получим няколко режима на работа и да зададем по-точно времето за запалване и затихване, тогава е време да включим микроконтролер и интегриран LED драйвер с управляващ вход във веригата. Микроконтролерът е способен точно да отчита необходимите интервали от време и да издава команди към входа за управление на драйвера под формата на ШИМ. Предварително може да се предвиди превключване на режимите на работа и за това да се покаже съответен бутон. Трябва само да формулираме какво искаме да получим и да напишем подходящата програма. Пример е шофьорът мощни светодиоди LDD-H, който се предлага с номинален ток от 300 до 1000 mA и има вход за ШИМ. Схемата за свързване на конкретни драйвери обикновено е дадена в техническите спецификации. описание на производителя (лист с данни). За разлика от предишния метод, времето за включване и изключване няма да зависи от разпространението на параметрите на елементите на веригата, температурата заобикаляща средаили спад на напрежението на светодиодите. Но ще трябва да платите за точност - това решение е по-скъпо.

За красиво осветяване на отделни части на автомобила, подсветки, табла, габаритни светлини. Получава се доста интересен ефект, при който спираш захранването на осветен обект и той постепенно избледнява за 5-10 секунди...

Как да реализираме плавно изключване на светодиодите

За да приложим това, вие и аз ще се нуждаем от следните компоненти:

1. Всъщност светодиодът.
2. Кондензатор (електролитен, голям капацитет).
3. Диод.
4. Резистор, ако използвате 3,5 V светодиоди.
5. Поялник, калай, флюс.

Да започнем с обекта. Къде мога да го сложа? Е, всичко зависи от вашето въображение. габаритни светлини, вътрешна светлина, осветление на инструментите - и много други места, където можете да поставите плавно изключващ се светодиод. Скоро ще внедря плавно изключване на вътрешната лампа, тоест при затваряне на вратите да свети известно време. Освен това, ако направите, в комбинация с тях няма да се получи лошо.

Е, да започваме. Мисля, че целта на всички елементи е ясна, но няма да навреди да я повторим. Светодиодът е необходим за излъчване на светлинни вълни :). Кондензаторът е този елемент, който съхранява напрежението, което се консумира при изключване на захранването. Диодът се използва за предотвратяване на протичане на ток към други консуматори, с други думи, действа като един вид вентил (пуска го там, но не и обратно).

Производство на плавногасещи светодиоди

Ще скицирам тази интуитивна диаграма:

На диаграмата виждаме, че няма нищо сложно. Така че нека вземем поялника и давай. Ще направя резервация, че трябва да разберете как точно да свържете компонентите. Електролитните кондензатори имат способността да се разлитат с изстрел! Така че разгледайте внимателно снимката:

Също така е важно да свържете диода правилно:

Е, май сме го оправили. Що се отнася до рейтингите на частите, почти всеки диод ще свърши работа, тъй като токът е малък. Кондензатор – избираме капацитета индивидуално; колкото по-голям е капацитетът, толкова по-дълго свети светодиодът след изключване на захранването. Напрежението на кондензатора е поне 16V.

Наскоро реших да събера схема, която да ми позволи плавно да осветя всяка LED лента (независимо дали в кола или у дома). Не преоткрих колелото и реших да направя малко Googleто. При търсене в почти всеки сайт намерих диаграми къде LED натоварванее силно ограничено от възможностите на веригата.

Исках веригата просто постепенно да увеличава изходното напрежение, диодите да светят плавно и веригата да е пасивна (не изисква допълнително захранване и няма да консумира ток в режим на готовност) и определено ще бъде защитена от стабилизатор на напрежението, за да удължа живота на моята подсветка.

И тъй като все още не съм се научил как да гравирам платки, реших, че първо трябва да овладея най-простите схеми и по време на монтажа да използвам готови платки, които, както и останалите компоненти на веригата, могат да бъдат закупени от всяко радио магазин за части.

За да се сглоби веригата плавно запалванеСветодиоди със стабилизация Трябваше да купя следното Компоненти:

Като цяло, готовата платка е доста удобна алтернатива на така наречения метод „LUT“, където с помощта на програмата Sprint-Layout, принтер и същата печатна платка можете да сглобите почти всяка схема. Така че начинаещите трябва първо да овладеят по-проста опция, която е много по-проста и най-важното „прощава грешките“ и също така не изисква станция за запояване.

След като опростих малко оригиналната диаграма, реших да я преначертая:

Знам, че на диаграмите транзисторът и стабилизаторът не са посочени по този начин, но за мен е по-лесно и ще ви бъде по-ясно. И ако като мен сте успели да се погрижите за стабилизацията, тогава имате нужда от още по-проста схема:

Същото нещо, само без да използвате стабилизатора KREN8B.

• R3 - 10K Ohm
• R2 - 51K Ohm
• R1 - от 50K до 100K Ohm (съпротивлението на този резистор може да контролира скоростта на запалване на LED).
• C1 - от 200 до 400 μF (можете да изберете други контейнери, но не трябва да надвишавате 1000 μF).

По това време имах нужда от две платки с меко запалване:
- за вече направеното подчертаване на краката.
- за плавно запалване на таблото.

Тъй като вече отдавна се бях погрижил да стабилизирам светодиодите, осветяващи краката ми, Кренка вече не беше необходима във веригата на запалването.

Плавна схема на запалване без стабилизатор.

За такава схема използвах само 1,5 кв. см платка, която струва само 60 рубли.

Гладка верига на запалване със стабилизатор на напрежението.

Размери 25 х 10 мм.

Предимствата на тази схема са, че свързаният товар зависи само от възможностите на захранването (автомобилната батерия) и от полеви транзистор IRF9540N, който е много надежден (дава възможност за свързване на товар от 140 W през себе си при ток до 23 A (информация от Интернет). Веригата може да издържи 10 метра LED лента, но след това транзисторът ще трябва да се охлади , за щастие в този дизайн можете да прикрепите радиатор към полевото устройство (което разбира се ще доведе до увеличаване на площта на веригата).

Лампите с нажежаема жичка издържат около 1000 часа, но ако се включват и изключват често, животът им става още по-кратък. Можете да удължите експлоатационния живот, като инсталирате устройство за плавен старт за лампи с нажежаема жичка, а описаният метод е подходящ и за защита на халогенни лампи.

Причини за преждевременно прегаряне

Лампите с нажежаема жичка са стар източник на светлина, дизайнът им е изключително прост - волфрамова спирала е монтирана в запечатана стъклена крушка, когато през нея тече ток, тя се нагрява и започва да свети.

Такава простота обаче не означава издръжливост и надеждност. Техният експлоатационен живот е около 1000 часа, а често и по-малко. Причината за бърнаут може да бъде:

• пренапрежения в захранващата мрежа;
• често включване и изключване;
• други причини като температурни промени, механични повреди и вибрации.

В тази статия ще разгледаме как да минимизираме вредата от честото включване на лампата. Когато крушката е изключена, намотката й е студена. Съпротивлението му е 10 пъти по-ниско от това на гореща намотка. Основният режим на работа е горещото състояние на лампата. От закона на Ом е известно, че токът зависи от съпротивлението; колкото по-ниско е то, толкова по-голям е токът.

Когато включите лампата, през студената нишка протича голям ток, но със загряването започва да намалява. Първоначалният висок ток има разрушителен ефект върху бобината. За да избегнете това, трябва да организирате плавно включване на лампите с нажежаема жичка.

Принцип на действие

За да ограничите тока на включване на лампа с нажежаема жичка, можете да намалите първоначалното напрежение и постепенно да го увеличите до номиналната стойност. За да направите това, използвайте устройство за плавно включване на лампи с нажежаема жичка.

Устройството е свързано към прекъсване на захранващия проводник между ключа и лампата. Когато подадете напрежение, в първия момент то е близо до нула, схемата за меко запалване постепенно го увеличава. Те обикновено се сглобяват съгласно схема на фазово-импулсен регулатор, използвайки тиристори, триаци или транзистори с полеви ефекти.

Скоростта на нарастване на напрежението зависи от схемата на устройството, обикновено 2-3 секунди от 0 до 220 V.

Основната характеристика на защитното устройство е допустимата мощност на свързания товар. Обикновено е в диапазона 100–1500 W.

Готови решения

Защитните блокове за лампи се продават в почти всеки магазин за домакински и електрически стоки. Такова устройство може да се нарича различно от посоченото по-горе, например: „Защитно устройство за халогенни лампи и лампи с нажежаема жичка“ или друго подобно име. Както вече беше отбелязано, при закупуване основното нещо, на което трябва да обърнете внимание, е мощността на запалителния блок.

Под марката Granit се произвежда широка гама от такива устройства.

Има и миниатюрни модули Navigator, които могат да бъдат удобно скрити в съединителната кутия, ако тя не е пълна с кабели. Ще се побере и в повечето осветителни тела, като основата на настолна лампа или между тавана и полилея, ако е възможно.

Схема

Тъй като устройството за плавно включване на лампи с нажежаема жичка и халогенни лампиНе е особено трудно от гледна точка на дизайна на веригата; може да се сглоби със собствените ви ръце. Процесът на сглобяване може да се извърши:

• висящ монтаж;
• на макета;
• На печатна електронна платка.

И в зависимост от вашите умения и възможности, най-надеждният вариант ще бъде този на печатна платка, в този случай е по-добре да стоите далеч от монтаж на стена, ако не познавате спецификата на такъв монтаж в 220 V; вериги.

Плавно включване на лампи 220 V: тиристорна верига

Първата диаграма е показана на фигурата по-долу. Основният му функционален елемент е тиристор, свързан в раменете диоден мост. Номиналите на всички елементи са подписани. Ако го използвате като плавно запалване за подова лампа, настолна лампа или друга преносима лампа, удобно е да я затворите в корпус; подходяща е разпределителна кутия за външен монтаж. На изхода инсталирайте гнездо за свързване на лампа. Всъщност това е обикновен димер и няма плавен старт като такъв. Просто завъртате копчето на потенциометъра, като постепенно увеличавате напрежението на лампата. Между другото, такава приставка е подходяща и за регулиране на мощността на поялник или други електрически уреди (печки, колекторен двигатели т.н.).

Плавно включване на лампи 220 V: схема триак

Можете да намалите броя на частите и да сглобите същата верига, която е инсталирана в собствени защитни устройства. Показано е на фигурата по-долу.

Колкото по-голяма е времеконстантата R2С1 на веригата, толкова по-дълго отнема запалването. За да увеличите времето, което трябва да увеличите капацитета C1, имайте предвид - това е полярно или електролитен кондензатор. Кондензаторът C2 трябва да издържа на напрежение най-малко 400 V - това е неполярен кондензатор.

За да увеличите мощността на свързаните лампи, сменете триака VS1 на всеки ток, подходящ за вашия товар.

Дросел L1 е филтърен елемент, необходим е за намаляване на смущенията в мрежата от включване на триак. Не е необходимо да го използвате; това не влияе на работата на веригата.

Когато SA1 (превключвател) се включи, токът започва да тече през лампата, индуктора и кондензатора C2. Поради реактивното съпротивление на кондензатора, токът, протичащ през лампата, е малък. Когато напрежението, до което се зарежда C1, достигне прага на отваряне на триака, през него ще тече ток, лампата ще се включи при пълна топлина.

Плавно включване на лампи 220 V: схема на базата на IC KR1182PM1

Има и опция за плавно превключване с помощта на микросхемата KR1182PM1, която предоставя плавен стартлампи и други товари с мощност до 150 W. Подробно описаниеМожете да намерите този чип тук:

и по-долу е диаграма на устройството, тя е изключително проста:

Или ето модернизираната му версия за включване мощен товар:

Освен това е инсталиран тиристор BTA 16–600, предназначен за ток до 16 A и напрежение до 600 V, това може да се види от маркировките, но можете да вземете всеки друг. По този начин можете да включите товар до 3,5 kW.

Плавно включване на 12 V лампи

За прожектори често се използват лампи с напрежение 12 V, за преобразуване на 220 в 12 V. След това устройството за плавен старт трябва да бъде свързано към прекъсването на захранващия проводник на електронния трансформатор.

Плавно включване на лампите в автомобила

Ако задачата е да се организира гладкото включване на 12 V автомобилни лампи, тогава такива вериги няма да работят тук. Електрическата верига на автомобила използва 24 или 12 V напрежение постоянен ток. Тук можете да приложите линеен или импулсни веригитака наречените PWM регулатори.

Най-простият вариант би бил да се използва двустепенна превключваща верига.

Тази верига е инсталирана успоредно с включените лампи. Отначало през резистора протича ток и лампите светят слабо. След кратко време, около половин секунда, релето се включва и през силовите му контакти протича ток, те от своя страна заобикалят резистора и лампите светят с пълна яркост.

Стойността на резистора е от 0,1 до 0,5 Ohm, трябва да бъде голяма мощ– около 5 W, например, в керамичен корпус.

Вторият вариант е събиране импулсен блокза плавно запалване. Неговата схема е по-сложна:

Списък на компонентите:

1. Резистори:

• R1=2 k.
• R2=36 k.
• R3=0,22.
• R4=180.
• R5, 7=2,7 k.
• R6=1 М.

1. Кондензатори:

• C1=100 n.
• C2=22×25 B.
• C3=1500 p.
• C4=22×50 B.
• C5=2 µF.

1. Микросхема MC34063A или MC34063A, или KR1156EU5.
2. Транзистор с полеви ефекти IRF1405 (или всеки N-канал с подобни параметри: IRF3205, IRF3808, IRFP4004, IRFP3206, IRFP3077).
3. Дросел 100 µH, ток не по-малък от 500 mA.
4. светодиоди.
5. Диоди 1N5819.

Времето за включване се регулира от верига R6C5. Увеличете капацитета, за да увеличите времето.

Ако ви е трудно да направите такава схема, можете да закупите готов монтаж, например автоконтролер EKSE-2A-1 (25 A / IP54) или друг подходящ. Този модел има по 2 канала за всеки фар, 8 работни програми. Базира се на PIC микроконтролер.

Лампа с нажежаема жичка и нейните характеристики