ป้ายไฟ LED สว่าง (เปิดใช้งานความสว่าง): 4 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

ในคำแนะนำนี้ ฉันได้จัดทำเอกสารวิธีการสร้างสัญญาณ LED พร้อมเซ็นเซอร์ความมืด / แสงและวงจรหรี่ PWM ในตัว

ฉันเบื่อช่วงคริสต์มาสและประสานโปรเจ็กต์สั้นๆ ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากวิดีโอแนะนำ YouTube ของเพลง "GreatScott!" ฉันนึกฝันที่จะใส่ชื่อของตัวเองในแสงไฟ แต่ฉันคิดว่าการบัดกรี LED 150+ แบบขนานกันนั้นไม่ท้าทายนัก ดังนั้นฉันคิดว่าฉันจะทำให้น่าสนใจขึ้นอีกหน่อย

สัญญาณไฟ LED ของฉันมีวงจรตรวจจับความมืด/แสงเพื่อเปิดในเวลากลางคืนและปิดในตอนกลางวัน ฉันยังเพิ่มวงจร PWM ในภายหลังเพื่อปรับความสว่างของ LED (ไฟ LED ที่ฉันมีในถังขยะของฉันจบลงด้วยความสว่างมาก:-S) งานสร้างนี้ส่วนใหญ่มาจากสิ่งที่ฉันมีอยู่แล้วแทนที่จะหาของใหม่เพื่อประหยัดเงิน ดังนั้นก่อนที่คุณจะถามว่าทำไมฉันถึงใช้องค์ประกอบ X แทน Y……ตอนนี้คุณก็รู้:-)

ขั้นตอนที่ 1: แนวคิดเกี่ยวกับวงจร

มีหลายวิธีที่สามารถสร้างวงจรแสง/มืดได้ วิธีการทั่วไปส่วนใหญ่ใช้หนึ่งในวงจรต่อไปนี้ (ทั้งสามใช้ LDR หรือตัวต้านทานแบบพึ่งพาแสงบนอินพุต):

• ตัวจับเวลา 555 พร้อมทรานซิสเตอร์ที่ขา3
• LDR เป็นส่วนหนึ่งของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่ทริกเกอร์ทรานซิสเตอร์ NPN
• เครื่องเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้า (op-amp / IC ตัวเปรียบเทียบ)

เนื่องจากฉันมี op-amp และตัวเปรียบเทียบสารพันจำนวนมากในถังขยะอะไหล่ของฉัน ฉันจึงตัดสินใจใช้ LM311 เครื่องเปรียบเทียบจะเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าขาเข้ากับอินพุตของมัน เอาต์พุตจะสูงเมื่ออินพุตเหมือนกัน/มากกว่า และหรือต่ำเมื่ออินพุตหนึ่งต่ำกว่าอีกอินพุตหนึ่ง ในกรณีของฉันเมื่อแรงดันไฟฟ้า LDR สูงกว่าแรงดันอ้างอิงที่กำหนดโดยโพเทนชิออมิเตอร์ เอาต์พุตจะถูกดึงให้สูง เปิดใช้งานรีเลย์ขนาดเล็ก ซึ่งจะเปิดใช้งาน LED ที่ควบคุมความสว่าง ตัวเก็บประจุถูกวางไว้ในวงจรเพื่อป้องกันการสลับอย่างรวดเร็วของรีเลย์เมื่อแรงดันไฟขาเข้าสั่นเหนือและใต้แรงดันอ้างอิง สามารถใช้ MOSFET ได้ที่นี่ แต่อีกครั้ง ฉันมีรีเลย์ขนาดเล็กจำนวนมากเหลือให้ใช้ ดังนั้นฉันจึงใช้หนึ่งในนั้นแทน

สำหรับวงจร PWM ฉันใช้ตัวจับเวลา 555 แบบคลาสสิกเพื่อปรับแรงดันไฟฟ้าให้เป็น LED (ดูแผนผังที่แนบมา)

หมายเหตุ: ในแผนผัง PWM Rload คือ LED Matrix ที่คุณต้องการควบคุม ในแผนผังความสว่าง Rload คือวงจร PWM ในทางเทคนิคในกรณีนี้ แต่คุณสามารถเปลี่ยนโหลดได้โดยตรงหากต้องการ

ขั้นตอนที่ 2: สร้างวงจรทดสอบ

จากแผนผังฉันสร้างวงจรทดสอบบนเขียงหั่นขนมสองอันแยกจากกัน และทดสอบในขั้นต้นโดยใช้ LED เดียว ด้านขวามือเป็นเครื่องตรวจจับความมืด/แสง และด้านซ้ายมือคือวงจร PWM วงจรตรวจจับความสว่างจะเปิด/ปิดทั้งวงจร และวงจร PWM จะปรับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายให้เป็นเมทริกซ์ LED

ความตั้งใจของฉันคือการปิดเครื่องชาร์จโทรศัพท์มือถือ 5V, 1A ผ่านขั้วต่อไมโคร USB ฝ่าวงล้อม วงจรมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนอย่างรวดเร็วใกล้กับจุดเปลี่ยน (โดยเฉพาะตอนค่ำเมื่อระดับแสงมีความสว่างปานกลาง) ดังนั้นฉันจึงวางตัวเก็บประจุ 2200uF ขนาดใหญ่ที่ไม่จำเป็นบนทรานซิสเตอร์เพื่อเก็บแรงดันสวิตชิ่งระหว่างแรงดันไฟตก ซิงก์โหลดของคุณจะเป็นตัวกำหนดความต้านทานโหลดที่มีประสิทธิภาพ ดังนั้นจึงเป็นส่วนหนึ่งของเครือข่าย RC ที่มีตัวเก็บประจุ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับปริมาณกระแสไฟ สามารถหาระยะเวลาที่ตัวเก็บประจุเก็บประจุได้โดยใช้สูตรคงที่เวลา t = R x C คุณควรจะสามารถคำนวณค่าที่เหมาะสมโดยใช้สูตรนี้ ในความเป็นจริง คุณควรเก็บส่วนประกอบที่เก็บพลังงาน เช่น ตัวเก็บประจุให้ต่ำที่สุด เพื่อลดการใช้พลังงานที่ไม่จำเป็น

ฉันใช้ Loch-Master เพื่อเว้นวรรคชื่อที่ฉันต้องการจะบัดกรี LED 5 มม. ของฉันไปที่ ฉันชอบที่จะใช้กระดานแถบยาวพิทช์ 2.54 มม. (a.k.a veroboard) LED ทั้งหมดถูกบัดกรีแบบขนาน (นี่ไม่ใช่วิธีปฏิบัติที่ดี หากเป็นไปได้ คุณควรจำกัดกระแสไฟ LED แต่ละตัวด้วยตัวต้านทานแยกกัน)

ขั้นตอนที่ 3: การประกอบ

ขั้นตอนต่อไปนี้ต้องใช้กาวร้อนในปริมาณที่ไม่จำเป็น เหมาะกับคนขี้เกียจอย่างผมที่อยากร่วมกิจกรรมเร็วๆ

เมื่อฉันวางแผนชื่อโดยใช้ Loch-master ฉันก็บัดกรี LED ทั้งหมดแบบขนาน ทั้งวงจร PWM และความสว่างถูกบัดกรีบนแผ่นแถบชิ้นเดียว LDR ถูกแยกออกจากวงจรหลักบนสายจูงที่ลอยได้ เพื่อให้ตัวเซ็นเซอร์สามารถติดกาวเข้าไปในรูที่ด้านหน้าของกรอบได้ จากนั้นจึงนำไปติดบนแผ่นฉนวน PVC ซึ่งติดกาวไว้ที่ด้านหลังของเมทริกซ์ LED

เมื่อทราบขนาดของเมทริกซ์ LED จาก Loch-Master ฉันได้ทำกรอบ PVC สีดำเพื่อล้อมรอบเมทริกซ์ LED และทำให้ดูสวยงาม ฉันสร้างเทมเพลตให้พอดีกับหน้า A4 เพื่อให้สามารถพิมพ์ลงบนกระดาษและวางไว้บนแผ่นโฟมสีดำขนาด 5 มม. จากนั้นฉันก็ติดเทปแม่แบบโดยใช้เทปกาวและค่อยๆ ตัดตรงกลางและขอบออกด้วยมีดสำหรับช่างฝีมือ ฉันยังทำการจับคู่โดยไม่ต้องตัดตรงกลางด้านหลัง จากนั้นระบบเสียงเซอร์ราวด์จะถูกนำเสนอให้กับเมทริกซ์ LED และติดกาวไว้ จากนั้นวงจรทั้งสองถูกติดกาวที่ด้านหลังของแถบ LED (โปรดสังเกตว่าสิ่งเหล่านี้ถูกแยกโดยใช้ PVC บางส่วน)

ในที่สุดก็เพิ่มแผงด้านหลังโดยใช้สกรู M3 ที่ใส่จากด้านหน้าและตัวเว้นวรรคสีดำ (สแตนด์ออฟ) ที่ยึดเข้าที่ ซึ่งทำให้แผงด้านหลังสามารถร้อยเกลียวที่ด้านบนและยึดไว้กับที่ด้วยน็อตและแหวนรอง M3 หกตัว

ขั้นตอนที่ 4: สนุก

ฉันหวังว่าคุณจะสนุกกับโครงการสุดสัปดาห์นี้ประปราย มีพื้นที่มากมายสำหรับการปรับปรุงในเรื่องนี้ เนื่องจากเป็นเพียงความสนุกเล็กน้อย แต่ฉันหวังว่าฉันจะเป็นแรงบันดาลใจให้คุณสร้างของคุณเอง คุณสามารถใช้วงจร PWM เพียงอย่างเดียวและปรับความสว่างของ LED ได้ขึ้นอยู่กับระดับแสงขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของวัน

หลักการของวงจรสามารถใช้กับสิ่งที่น่าสนใจอื่นๆ เช่น เทอร์โมสตัท (สลับ LDR ด้วยเทอร์มิสเตอร์) หรือตัวควบคุมความเร็วตัวแปรของมอเตอร์ด้วยวงจร PWM