Đèn LED sáng lên (Độ sáng được kích hoạt): 4 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Trong tài liệu hướng dẫn này, tôi đã ghi lại cách xây dựng biển báo LED với cảm biến bóng tối / ánh sáng và mạch điều chỉnh độ sáng PWM được tích hợp sẵn.

Tôi cảm thấy nhàm chán trong dịp Giáng sinh và cùng nhau thực hiện một dự án nhanh chóng lấy cảm hứng từ đoạn giới thiệu video giới thiệu trên youtube cho "GreatScott!". Tôi đã thích đặt tên của chính mình vào đèn, nhưng tôi nghĩ việc hàn song song hơn 150 đèn LED không phải là thách thức, vì vậy tôi nghĩ mình sẽ làm cho nó thú vị hơn một chút.

Bảng hiệu đèn LED của tôi có mạch cảm biến tối / sáng để bật vào ban đêm và tắt vào ban ngày. Sau đó, tôi cũng đã thêm một mạch PWM để điều chỉnh độ sáng của đèn LED (đèn LED tôi có trong thùng rác của tôi cuối cùng trở nên siêu sáng: -S). Hầu hết bản dựng này là từ những thứ mà tôi đã có thay vì tìm nguồn cung cấp những thứ mới để tiết kiệm tiền, vì vậy trước khi bạn hỏi tại sao tôi sử dụng X component thay vì Y …… thì bạn đã biết:-)

Bước 1: Khái niệm về mạch

Có nhiều cách khác nhau để xây dựng mạch sáng / tối, các phương pháp phổ biến nhất sử dụng một trong các mạch sau (Cả ba đều sử dụng LDR hoặc điện trở phụ thuộc ánh sáng vào đầu vào của nó):

• Bộ định thời 555 với bóng bán dẫn trên chân 3
• LDR như một phần của bộ chia điện áp kích hoạt bóng bán dẫn NPN
• Một bộ so sánh điện áp (op-amp / IC so sánh)

Vì tôi có quá nhiều op-amp và bộ so sánh các loại trong thùng linh kiện của mình nên tôi đã quyết định sử dụng LM311. Bộ so sánh chỉ đơn giản là so sánh các điện áp đầu vào trên các đầu vào của nó. Đầu ra cao khi các đầu vào bằng nhau / lớn hơn và hoặc thấp khi một đầu vào thấp hơn đầu vào kia. Trong trường hợp của tôi khi điện áp LDR cao hơn điện áp tham chiếu được đặt bởi chiết áp, đầu ra được kéo lên cao, kích hoạt một rơ le nhỏ, kích hoạt đèn LED được kiểm soát độ sáng. Một tụ điện được đặt trong mạch để ngăn việc chuyển mạch nhanh chóng của rơle khi điện áp đầu vào dao động trên và dưới điện áp chuẩn. Một MOSFET có thể được sử dụng ở đây nhưng một lần nữa tôi có vô số rơ le nhỏ để sử dụng nên tôi đã sử dụng một trong những cái đó thay thế.

Đối với mạch PWM, tôi đã sử dụng bộ định thời 555 cổ điển thay đổi điện áp thành đèn LED (xem sơ đồ đính kèm).

Lưu ý: Trong sơ đồ PWM Rload là Ma trận LED bạn muốn điều khiển, trong sơ đồ độ sáng Rload về mặt kỹ thuật là mạch PWM trong trường hợp này, nhưng bạn có thể chuyển tải trực tiếp nếu muốn.

Bước 2: Xây dựng mạch thử nghiệm

Từ các sơ đồ, tôi đã xây dựng các mạch thử nghiệm trên hai bảng mạch riêng biệt và thử nghiệm ban đầu bằng cách sử dụng một đèn LED duy nhất. Bên tay phải là bộ phát hiện bóng tối / ánh sáng và bên tay trái là mạch PWM. Mạch phát hiện độ sáng sẽ bật / tắt toàn bộ mạch và mạch PWM điều chỉnh điện áp cung cấp cho ma trận LED.

Ý định của tôi là tắt nguồn bộ sạc điện thoại di động 5V, 1A thông qua đầu nối micro usb breakout. Mạch có xu hướng chuyển đổi nhanh chóng gần điểm chuyển mạch của nó (đặc biệt là vào lúc chạng vạng khi mức độ ánh sáng có độ sáng trung bình) vì vậy tôi đã đặt một tụ điện 2200uF lớn không cần thiết trên bóng bán dẫn để giữ điện áp chuyển đổi trong quá trình sụt giảm điện áp. Tùy thuộc vào lượng dòng điện mà tải của bạn chìm xuống sẽ xác định khả năng chịu tải hiệu quả của nó và do đó tạo thành một phần của mạng RC với tụ điện. Khoảng thời gian tụ điện giữ điện áp có thể được tìm thấy bằng cách sử dụng công thức hằng số thời gian t = R x C. Bạn sẽ có thể tính toán một giá trị phù hợp bằng cách sử dụng công thức này. Trong thực tế, bạn nên giữ cho các thành phần lưu trữ năng lượng như tụ điện càng thấp càng tốt để giảm thiểu tiêu thụ điện năng không cần thiết.

Tôi đã sử dụng Loch-Master để điền tên mà tôi muốn hàn đèn LED 5mm của mình vào. Tôi thích sử dụng tấm ván dọc cao độ 2,54mm (còn gọi là tấm veroboard). Tất cả các đèn LED được hàn song song (đây không phải là cách tốt, nếu có thể, bạn nên giới hạn dòng điện cho từng đèn LED riêng lẻ bằng một điện trở riêng biệt).

Bước 3: Lắp ráp

Bước sau đây liên quan đến một lượng keo nóng không cần thiết. Nó là hoàn hảo cho những người lười biếng như tôi, những người chỉ muốn tham gia mọi thứ một cách nhanh chóng.

Khi tôi đã vạch ra tên bằng cách sử dụng Loch-master, tôi đã hàn tất cả các đèn LED song song. Cả mạch PWM và mạch độ sáng đều được hàn trên một miếng bảng mạch. LDR được tách khỏi mạch chính trên dây dẫn bay để bản thân cảm biến có thể được dán vào một lỗ ở mặt trước của khung bezel. Sau đó, chúng được gắn vào một miếng PVC cách nhiệt, sau đó chính nó được dán vào mặt sau của ma trận LED.

Biết được kích thước của ma trận LED từ Loch-Master, tôi đã tạo một viền PVC màu đen để bao quanh ma trận LED và làm cho nó trông đẹp mắt. Tôi đã tạo một mẫu để vừa với một trang A4 để nó có thể được in trên giấy và đặt trên tấm bìa xốp đen 5mm. Sau đó, tôi dùng băng keo dán vào khuôn mẫu và cẩn thận cắt bỏ phần giữa và các cạnh bằng một con dao thủ công. Tôi cũng đã tạo ra một chiếc phù hợp mà không có đường cắt ở giữa cho mặt sau. Sau đó, xung quanh được cung cấp cho ma trận LED và chỉ cần dán vào. Cả hai mạch sau đó được dán vào mặt sau của bảng LED (lưu ý rằng chúng đã được tách ra bằng cách sử dụng một số PVC).

Cuối cùng, một bảng mặt sau đã được thêm vào bằng cách sử dụng vít M3 được lắp vào từ mặt trước và các miếng đệm màu đen (chân đế) được cố định vào chúng. Điều này cho phép mặt sau được luồn lên trên và được giữ cố định bằng sáu đai ốc và vòng đệm M3.

Bước 4: Thưởng thức

Tôi hy vọng bạn thích dự án cuối tuần rời rạc này. Có rất nhiều chỗ để cải thiện điều này vì nó chỉ là một chút thú vị, nhưng tôi hy vọng tôi đã truyền cảm hứng để bạn tự làm. Bạn có thể chỉ sử dụng mạch PWM của riêng nó và thay đổi độ sáng của đèn LED tùy thuộc vào mức độ ánh sáng tùy thuộc vào thời gian trong ngày.

Các nguyên tắc của mạch có thể được sử dụng cho những thứ hay ho khác như bộ điều nhiệt (hoán đổi LDR bằng một điện trở nhiệt) hoặc điều khiển tốc độ thay đổi động cơ với mạch PWM.