เครื่องทดสอบ LED ที่มีการควบคุมปัจจุบัน: 4 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:09

หลายคนคิดว่าไฟ LED ทั้งหมดสามารถขับเคลื่อนด้วยแหล่งพลังงาน 3V ที่คงที่ อันที่จริงแล้ว LED มีความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันกระแสและแรงดันที่ไม่เป็นเชิงเส้น กระแสจะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณด้วยแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายไป นอกจากนี้ยังมีความเข้าใจผิดว่า LED ทั้งหมดที่มีสีที่กำหนดจะมีแรงดันไปข้างหน้าเฉพาะ แรงดันไฟไปข้างหน้าของ LED ไม่ได้ขึ้นอยู่กับสีเพียงอย่างเดียว และได้รับผลกระทบจากปัจจัยอื่นๆ เช่น ขนาดของ LED และผู้ผลิต ประเด็นคือ อายุขัยของ LED ของคุณอาจลดลงเมื่อไม่ได้รับพลังงานอย่างถูกต้อง แม้ว่าจะมีเครื่องคิดเลขที่บอกจำนวนความต้านทานในการเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับ LED ของคุณ คุณยังต้องเดาแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานและ หมุนเวียน. โดยปกติแล้วไฟ LED จะไม่มาพร้อมกับแผ่นข้อมูล และข้อกำหนดใด ๆ ที่มาพร้อมกับอาจมีความคลาดเคลื่อน วงจรเล็กๆ นี้จะช่วยให้คุณกำหนดแรงดันและกระแสที่แน่นอนที่จะจ่ายให้กับ LED ของคุณ เครื่องทดสอบ LED ไม่ใช่ความคิดดั้งเดิมของฉัน ฉันเจอมันที่นี่ ฉันค่อนข้างจะทดสอบ LED ของฉันเหมือนที่เขาทำก่อนที่เขาจะทำตัวทดสอบ การต่อ LED, โพเทนชิออมิเตอร์, แหล่งจ่ายไฟ และมัลติมิเตอร์ ไม่ใช่วิธีการที่หรูหราที่สุดและมักจะลำบากมาก วงจรควบคุมปัจจุบันไม่ใช่เรื่องใหม่สำหรับฉัน แต่ฉันไม่เคยคิดที่จะใช้มันเป็นเครื่องทดสอบ LED อย่างไรก็ตาม ฉันคิดว่ากระดานของฉันจะเรียบร้อยกว่านี้ด้วยแผ่นทดสอบ/ลูปที่จัดเรียงในลักษณะที่เข้าใจง่ายกว่า และในขณะที่มันไม่มีวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับจรวดในการผลิตเลย์เอาต์ PCB จากแผนผัง ฉันจัดหาเลย์เอาต์ของฉันเพื่อความสะดวกของคุณ หากคุณตรวจสอบเว็บไซต์ของผู้เขียนดั้งเดิม คุณจะสังเกตเห็นว่าฉันมีสิ่งพิเศษในตัวทดสอบของฉัน เขาใช้กระดานสองด้าน ดังนั้นเขาจึงสามารถบัดกรีส่วนประกอบที่ด้านหนึ่งและมีแผ่นแบนขนาดใหญ่อยู่อีกด้านหนึ่ง ฉันหมดกระดานสองด้านในขณะที่ฉันทำของฉัน ตอนแรกฉันคิดว่าจะมีกระดานชิ้นเล็ก ๆ ด้านหลังกับกระดานหลักแล้วบัดกรีทั้งสองเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้กระดานสองด้านบางส่วน จากนั้นฉันคิดว่าฉันอาจจะทำซ็อกเก็ตเพื่อให้แผ่นทดสอบขนาดใหญ่ถอดออกได้และสามารถเสียบเข้ากับเขียงหั่นขนมเพื่อการใช้งานอื่นได้ เมื่อลองนึกภาพว่ามันจะออกมาเป็นอย่างไร ฉันก็รู้ว่ามันจะมีรูปร่างค่อนข้างสูง และกำลังคิดหาวิธีลดความสูง จากนั้นฉันก็รู้สึกว่าฉันสามารถใช้ประโยชน์จากพื้นที่ด้านล่างและเพิ่มแม่เหล็กเพื่อให้ไฟ LED (ทั้งรูทะลุและ SMD) ติดกับแผ่นอิเล็กโทรดโดยที่ฉันไม่ต้องถือไว้ ฉันทดสอบแนวคิดอย่างรวดเร็วด้วยแม่เหล็กและส่วนประกอบบางอย่าง และดูเหมือนว่าจะใช้งานได้ ฉันเพิ่งเขียน Instructable บนเครื่องทดสอบ LED เมื่อฉันเห็น Get The LED Out! การแข่งขัน ฉันได้ใช้เครื่องทดสอบ LED มาระยะหนึ่งแล้ว ดังนั้นสิ่งนี้จึงได้รับการบันทึกไว้หลังจากเสร็จสิ้น และอาจไม่มีรูปถ่ายของโครงการที่กำลังดำเนินการอยู่ หากมีอะไรต้องชี้แจงหรืออธิบายโปรดอย่าลังเลที่จะโพสต์ความคิดเห็น ฉันถือว่าผู้อ่านจะมีความรู้ด้านอิเล็กทรอนิกส์ขั้นพื้นฐานอย่างน้อยและทักษะที่เพียงพอในการบัดกรีและการผลิต PCB โครงการนี้มีสามคำสั่งย่อยเพราะฉัน รู้สึกว่าแต่ละส่วนสมควรได้รับคำแนะนำของตัวเอง:- วิธีการสร้างต้นแบบ PCB อย่างรวดเร็วอีกวิธีหนึ่ง- อะแดปเตอร์อุปกรณ์ยึดพื้นผิวแม่เหล็ก (SMD)- เครื่องมือเปลี่ยนลูกบิด Trimpot

ขั้นตอนที่ 1: รายการส่วนประกอบ

ส่วนประกอบสำหรับวงจรหลัก:แบตเตอรี่ 1x 9V คลิปแบตเตอรี่ 1x 9v1x ขั้วต่อหัวต่อตัวเมีย 2 ขา (หมุดและตัวเรือน) 3x ซ็อกเก็ต SIL 1 ขา 1x หัวต่อตัวผู้ 2 ขา1x หัวต่อตัวผู้มุมขวา 2 ขา1x บล็อกช็อต 1x ตัวเก็บประจุ 100nF 1x 1N4148 ไดโอด 1x LM317LZ ปรับได้ในเชิงบวก ตัวควบคุม 1x ตัวต้านทาน 39 โอห์ม1x 500 โอห์ม สี่เหลี่ยมแนวนอน trimpot1x ส่วนหัวของตัวเมีย 1x ซ็อกเก็ต IC 8 พิน (จำเป็นเฉพาะเมื่อคุณทำอะแดปเตอร์) แผ่นหุ้มทองแดงขนาด 1x 50 มม. X 27 มม. วัสดุสำหรับอะแดปเตอร์ SMD แบบแม่เหล็ก (อุปกรณ์เสริม): 1x แม่เหล็ก2x หัวต่อตัวผู้ 4 ขา 1x บอร์ดหุ้มทองแดง 12 มม. X 27 มม. ตัวเก็บประจุและไดโอดไม่สำคัญต่อการทำงานของวงจรนี้ ฉันใช้มันเพื่อทำให้บอร์ดของฉันดูมีประชากรมากขึ้น ฉันลดค่าของตัวต้านทานลงเหลือ 39 โอห์ม (หาได้ยากกว่า) แทนที่จะเป็น 47 โอห์ม เพื่อให้ผู้ทดสอบของฉันสามารถส่งออกค่าสูงสุดได้ประมาณ 32mA เวอร์ชันของ David Cook สามารถส่งออกได้ถึง 25mA ฉันใช้ LED กำลังสูงและ 25mA ไม่เพียงพอ แต่ 32mA สำหรับระยะเวลาสั้น ๆ ไม่น่าจะเป็นอันตรายสำหรับ LED ที่อ่อนแอกว่า คุณสามารถใช้ตัวต้านทาน 47 โอห์มได้หากคุณพอใจกับค่าสูงสุด 25mA คุณสามารถกำหนดกระแสไฟขาออกสูงสุดและต่ำสุดได้โดยการหารค่าของแรงดันอ้างอิงบน LM317LZ (1.25V ตามแผ่นข้อมูลของฉัน) เหนือค่าตัวต้านทานความรู้สึกของคุณ (ทริมพอต + ตัวต้านทานต้องถูกต้อง) กระแสไฟขาออกขั้นต่ำ (ชุดทริมพอตตั้งไว้ที่สูงสุด 500 โอห์ม): 1.25V / (500 โอห์ม + 39 โอห์ม) = 0.0023A = 2.3mA กระแสไฟขาออกสูงสุด (ชุดทริมพอตตั้งไว้ที่ต่ำสุด 0 โอห์ม): 1.25 / (0 โอห์ม + 39 โอห์ม) = 0.0321A = 32.1mA ใช้สมการด้านบนเพื่อสร้างเครื่องทดสอบ LED ที่มีช่วงเอาต์พุตปัจจุบันต่างกันหากต้องการ โปรดจำไว้ว่า LM317LZ ถูกจำกัดกระแสเอาต์พุตสูงสุดที่ 100mA คุณจะต้องใช้อุปกรณ์บัดกรี เทปกาวสองหน้า (สำหรับติด PCB กับแบตเตอรี่) และเครื่องมือและวัสดุในการผลิต PCB (ขึ้นอยู่กับวิธีการที่ใช้). คุณควรมีสิ่งเหล่านี้อยู่แล้วหากคุณเคยทำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับชงที่บ้าน

ขั้นตอนที่ 2: แผนผังวงจรและเลย์เอาต์

ดูรูปภาพสำหรับแผนผังและเลย์เอาต์ คุณสามารถอ้างถึงคำแนะนำนี้สำหรับคำแนะนำในการสร้าง PCB Instructable ใช้วงจรนี้เป็นตัวอย่างเพื่อให้คุณสามารถปฏิบัติตามได้โดยตรง อย่าลืมตรวจสอบพินเอาต์ของตัวควบคุมของคุณ ฉันได้รวม PDF ของเลย์เอาต์ที่คุณสามารถพิมพ์ได้ ห้ามปรับขนาดเมื่อพิมพ์หากคุณต้องการใช้เลย์เอาต์เป็นหน้ากากสำหรับ photolithography หรือ toner transfer

ขั้นตอนที่ 3: คำอธิบายและรายละเอียด

จีบหมุดขั้วต่อตัวเมียด้วยสายไฟของคลิปแบตเตอรี่ 9V คุณสามารถใช้ส่วนหัวแบบโพลาไรซ์แทนได้หากต้องการหลีกเลี่ยงการเชื่อมต่อสายไฟผิดวิธี ฉันไม่ได้ใช้ส่วนหัวแบบโพลาไรซ์เพราะฉันไม่มีอุปกรณ์ใดๆ อยู่ในมือ และมีไดโอดสำหรับป้องกันแรงดันไฟย้อนกลับ การทดสอบลูปเป็นแนวคิดที่ดีที่ฉันเสียบปลั๊กจากห้องหุ่นยนต์อย่างไร้ยางอาย นี่เป็นเพียงห่วงลวดทองแดงระหว่างสองรูที่อยู่ใกล้เคียง โปรดทราบว่าลูปทดสอบของฉันค่อนข้างน่าเกลียดเพราะฉันลืมเตรียมดีบุกไว้ล่วงหน้าก่อนที่จะบัดกรีไปยัง PCB เมื่อฉันรู้ว่าฉันลืมไป ฉันได้ติดแผ่น PCB กับแบตเตอรี่แล้วและไม่อยากถอดออก อย่าลืมเตรียมกระป๋องของคุณไว้ก่อน! การทดสอบลูปนั้นยอดเยี่ยมสำหรับการหนีบด้วยคลิปจระเข้หรือติดด้วยตะขอ/คลิปทดสอบ ฉันใช้แผ่นทองแดงด้านเดียว ดังนั้นจึงไม่มีทางที่จะมีแผ่นทดสอบที่ด้านบน แม้ว่าฉันจะใช้แผ่นทองแดงสองด้าน ฉันก็ยังต้องการวิธีเชื่อมต่อชั้นล่างกับชั้นบนสุด ปัญหาคือ ฉันไม่ชอบจุดเล็กๆ ที่เกิดจากการบัดกรีลวดระหว่างสองชั้น มันน่าเกลียด วิธีแก้ปัญหาของฉันคือใช้ซ็อกเก็ต SIL SIL ย่อมาจาก Single In-Line สำหรับผู้ที่ไม่ทราบ สิ่งเหล่านี้คล้ายกับซ็อกเก็ต IC ที่ใช้เครื่องมือกล แต่แทนที่จะเป็นสองแถว มีเพียงซ็อกเก็ตเดียว ซ็อกเก็ตเป็นเหมือนส่วนหัวปกติที่คุณสามารถทำลายหรือตัดแถวที่มีหมุดได้มากเท่าที่คุณต้องการ เพียงแค่ทำลาย/ตัดซ็อกเก็ต 1 ขา 3 อัน (หนึ่งอันสำหรับแผ่นทดสอบแต่ละแผ่น) จากนั้นให้หัก/ตัดที่ยึดพลาสติกออกเพื่อให้เห็นส่วนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า โปรดทราบว่าหมุดมีสี่เส้นผ่านศูนย์กลาง ตัดปลายที่แคบที่สุดออกไป ปลายที่แคบที่สุดถัดไปจะถูกใส่เข้าไปใน PCB ของคุณ ดังนั้นรูและแผ่นทองแดงของคุณจะต้องขยายให้ใหญ่ขึ้น ซ็อกเก็ตนี้เป็นรูที่ดีที่จะจิ้มปลายแหลมของโพรบมัลติมิเตอร์ของคุณเข้าไป มันไม่พอดีกัน แต่ช่วยป้องกันไม่ให้โพรบเลื่อนไปมา คุณยังสามารถเสียบสายไฟเข้าไปและอาจเชื่อมต่อกับพอร์ต ADC ของไมโครคอนโทรลเลอร์ได้ อะแดปเตอร์ SMD แบบแม่เหล็กเชื่อมต่อกับเครื่องทดสอบผ่านซ็อกเก็ต IC คุณจะต้องใช้ซ็อกเก็ต IC เวอร์ชันปกติสำหรับสิ่งนี้ เนื่องจากส่วนหัวของตัวผู้จะไม่พอดีกับซ็อกเก็ต IC ที่ใช้เครื่องจักร เพียงแยกซ็อกเก็ต IC 8 พินและบัดกรีบน PCB คุณสามารถก้าวไปอีกขั้นเหมือนที่ฉันทำและเก็บส่วนที่ยื่นออกมาเล็กน้อยทั้งหมดออกไปก่อนที่จะทำการบัดกรีเพื่อให้ทุกอย่างเรียบร้อยและแบนราบ หากคุณทำเช่นนี้ คุณจะต้องดึงส่วนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าออกเป็นส่วนเล็กๆ อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ซึ่งไม่ก่อให้เกิดอันตรายมากนัก หมุดส่วนหัวของอะแดปเตอร์ถูกย่อให้สั้นลงโดยตั้งใจเพื่อให้เสียบเข้ากับซ็อกเก็ตได้พอดี สิ่งนี้ทำให้ส่วนหัวติดกับซ็อกเก็ตโดยไม่มีช่องว่างระหว่างกัน ทำให้ดูดีขึ้นและโปรไฟล์โดยรวมต่ำลง ตรวจสอบคำแนะนำนี้สำหรับคำแนะนำในการสร้างอะแดปเตอร์ SMD แบบแม่เหล็ก

ขั้นตอนที่ 4: วิธีใช้เครื่องมือทดสอบ

มีสองวิธีในการทดสอบ LED ขั้นแรก คุณสามารถเสียบเข้ากับส่วนหัวของผู้หญิงได้ จากภาพที่ 1 แอโนดคือรูบน และแคโทดคือรูด้านล่าง ประการที่สอง คุณสามารถใช้อะแด็ปเตอร์ SMD แบบแม่เหล็กได้ เพียงวางขั้ว LED บนอะแดปเตอร์แล้วมันก็จะติดอยู่ที่นั่น ในทำนองเดียวกัน ขั้วบวกคือแผ่นรองด้านบน และขั้วลบคือแผ่นรองด้านล่าง อะแดปเตอร์แม่เหล็ก SMD ตามชื่อที่แนะนำ ควรใช้สำหรับการทดสอบ LED SMD ฉันไม่มีไฟ LED SMD อยู่ในมือ แต่อะแดปเตอร์แม่เหล็ก SMD ทำงานดังที่เห็นได้เมื่อฉันทดสอบด้วยไดโอดปกติ แผ่นอิเล็กโทรดยังเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสัมผัสสายนำของ LED ของคุณอย่างรวดเร็วเพื่อตรวจสอบขั้ว สี และความสว่าง คุณไม่ต้องกังวลกับการลัดวงจรของแผ่นอิเล็กโทรด เนื่องจากกระแสไฟจะถูกจำกัดที่สูงสุด 32mA จะไม่เกิดความเสียหายกับวงจรหรือแบตเตอรี่ เครื่องทดสอบนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อความสะดวกในการวัดแรงดันและกระแสไฟ คุณสามารถใช้แผ่นทดสอบหรือลูปทดสอบก็ได้ แผ่น/วงทดสอบตรงกลางเป็นเรื่องปกติ แผ่น/ห่วงทดสอบด้านบน (ดูรูปที่ 1) ใช้สำหรับวัดแรงดัน และแผ่น/วงทดสอบด้านล่างใช้สำหรับวัดกระแส เมื่อวัดกระแส คุณจะต้องถอดบล็อกช็อตออก เพื่อจุดประสงค์ที่เข้าใจง่าย จัมเปอร์ถูกวางไว้ระหว่างแผ่นทดสอบ/ลูปตรงกลางและด้านล่าง สมมติว่า LED ของคุณไม่มีข้อกำหนดใด ๆ เลย คุณคงอยากทราบกระแสและแรงดันไฟที่จะจ่ายให้มันเพื่อให้ได้ความสว่างที่คุณต้องการ ขั้นแรก เชื่อมต่อมัลติมิเตอร์เพื่อวัดกระแสและถอดบล็อกช็อต วาง LED ของคุณบนเครื่องทดสอบและปรับ trimpot (คุณสามารถสร้างเครื่องมือง่ายๆ นี้เพื่อหมุนลูกบิด) จนกว่าคุณจะพอใจกับความสว่าง หากคุณไม่แน่ใจเกี่ยวกับกระแสสูงสุดที่คุณสามารถจ่ายให้กับ LED ของคุณได้ โดยปกติแล้วจะถือว่าปลอดภัยหากใช้กระแสไฟทำงานที่เหมาะสมที่ 20mA บันทึกจำนวนกระแสที่ไหลผ่าน LED (สมมติว่าเป็น 25mA) ถัดไป เปลี่ยนบล็อกช็อตและวัดแรงดันไฟ บันทึกลง (สมมติว่าเป็น 1.8V) สมมติว่าคุณต้องการจ่ายไฟให้กับแหล่งจ่ายไฟนี้จากแหล่งจ่ายไฟ 5V จากนั้นคุณจะต้องลด 3.2V จาก 5V เพื่อให้ถึง 1.8V ที่จำเป็นในการจ่ายไฟ LED ของคุณ (5V - 1.8V = 3.2V) เนื่องจากเรารู้ว่า LED ของคุณกินไฟ 25mA เราจึงสามารถคำนวณความต้านทานที่จำเป็นในการลด 3.2V จากสมการ V / I = R.3.2V / 0.025A = 128 Ohms คุณสามารถเชื่อมต่อตัวต้านทาน 128 ohm แบบอนุกรมกับ LED และกำลังไฟของคุณ ด้วย 5V เพื่อให้ได้ความสว่างที่คุณต้องการ โดยส่วนใหญ่แล้ว คุณจะไม่พบตัวต้านทานที่มีค่าความต้านทานที่แน่นอนที่คุณคำนวณได้ ในกรณีนั้น คุณอาจต้องการได้รับค่าความต้านทานสูงสุดถัดไปเพื่อความปลอดภัย ขอให้มีความสุขในการทดสอบ!