Lys opp LED -skilt (lysstyrke aktivert): 4 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

I denne instruksen har jeg dokumentert hvordan man bygger et LED -skilt med en mørke / lyssensor og en innebygd PWM -dimmerkrets.

Jeg kjedet meg over jul og loddet sammen et raskt prosjekt inspirert av introvideointroene til youtube for "GreatScott!". Jeg hadde lyst til å sette mitt eget navn i lys, men jeg tenkte at lodding av 150+ LED -er parallelt ikke var så utfordrende, så jeg tenkte jeg skulle gjøre det litt mer interessant.

Mine LED -skilt har en mørk/lys sensing krets for å slå på om natten og slå seg av om dagen. Jeg har også senere lagt til en PWM-krets for å justere LED-lysstyrken (lysdiodene jeg hadde i søppeldunken min endte med å bli superlyse: -S). Mesteparten av denne bygningen er fra ting jeg allerede hadde i stedet for å kjøpe nye ting for å spare penger, så før du spør hvorfor jeg brukte X-komponenten i stedet for Y… nå vet du:-)

Trinn 1: Kretsbegreper

Det er mange forskjellige måter lys/mørk krets kan bygges på. De vanligste metodene bruker en av følgende kretser (Alle tre bruker en LDR eller lysavhengig motstand på inngangen):

• En 555 timer med en transistor på pinne 3
• En LDR som en del av en spenningsdeler som utløser en NPN -transistor
• En spenningskomparator (op-amp / komparator IC)

Siden jeg hadde så mange forskjellige forsterkere og komparatorer i reservoaret mitt, bestemte jeg meg for å bruke en LM311. Komparatoren sammenligner ganske enkelt inngangsspenningene på inngangene. Utgangen er høy når inngangene er like/større, og eller lave når den ene inngangen er lavere enn den andre. I mitt tilfelle når LDR -spenningen er høyere enn referansespenningen som er angitt av potensiometeret, trekkes utgangen høyt, og aktiverer et lite relé, som aktiverer lysstyrkekontrollerte lysdioder. En kondensator er plassert i kretsen for å forhindre rask veksling av reléet når inngangsspenningen oscillerer over og under referansespenningen. En MOSFET kunne brukes her, men igjen hadde jeg masse små reléer igjen å bruke, så jeg brukte en av dem i stedet.

For PWM -kretsen brukte jeg den klassiske 555 -timeren for å variere spenningen til lysdiodene (se vedlagt skjema).

Merk: I PWM -skjematisk Rload er LED -matrisen du vil kontrollere, i lysstyrkeskjemaet er Rload teknisk sett PWM -kretsen i dette tilfellet, men du kan bytte lasten direkte hvis du vil.

Trinn 2: Bygg en testkrets

Fra skjemaene bygde jeg testkretser på to separate brødbrett og testet først med en enkelt LED. Høyre side er den mørke/lyse detektoren, og venstre side er PWM -kretsen. Lysstyrkedetektorkretsen slår hele kretsen på/av og PWM -kretsen justerer forsyningsspenningen til LED -matrisen.

Min intensjon var å slå av en 5V, 1A mobiltelefonlader gjennom en mikro -usb -kontakt. Kretsen var utsatt for rask veksling nær byttepunktet (spesielt i skumringen når lysnivåene har en middels lysstyrke), så jeg plasserte en unødvendig stor 2200uF kondensator over transistoren for å holde koblingsspenningen under spenningsfall. Avhengig av strømmengden vil lastvasken bestemme den effektive lastmotstanden og utgjør dermed en del av et RC -nettverk med kondensatoren. Hvor lang tid kondensatoren holder ladningsspenningen kan bli funnet ved hjelp av tidskonstantformelen t = R x C. Du bør kunne beregne en passende verdi ved å bruke denne formelen. I virkeligheten bør du holde energilagringskomponenter som kondensatorer så lave som mulig for å minimere unødvendig strømforbruk.

Jeg brukte Loch-Master til å skille ut et navn jeg ønsket å lodde mine 5 mm LED-er til. Jeg liker å bruke 2,54 mm pitch longitudinal strip-board (a.k.a veroboard). Alle lysdioder er loddet parallelt (dette er ikke god praksis, der det er mulig bør du begrense strømmen til hver enkelt LED med en egen motstand).

Trinn 3: Montering

Følgende trinn innebærer en unødvendig mengde varmt lim. Det er perfekt for late mennesker som meg som bare vil bli med på ting raskt.

Når jeg hadde plottet navnet ut ved hjelp av Loch-master loddet jeg alle lysdiodene parallelt. Både PWM og lysstyrke kretser ble loddet på ett stykke stripboard. LDR ble skilt fra hovedkretsen på flygende ledninger slik at selve sensoren kunne limes inn i et hull på fronten av rammen. Disse ble deretter montert på et stykke isolerende PVC, som deretter ble limt på baksiden av LED -matrisen.

Når jeg kjente dimensjonene til LED-matrisen fra Loch-Master, laget jeg en svart PVC-ramme for å omgi LED-matrisen og få den til å se pen ut. Jeg lagde en mal for å passe på en A4 -side, slik at denne kunne skrives ut på papir og plasseres over 5 mm svart skumplate. Jeg tapet deretter malen med maskeringstape og skar forsiktig ut midten og kantene med en håndverkskniv. Jeg lagde også en matchende uten utskjæringen i midten for ryggen. Omgivelsen ble deretter tilbudt opp til LED -matrisen og ganske enkelt limt på. Begge kretsene ble deretter limt på baksiden av LED -tavlen (legg merke til at disse har blitt separert med litt PVC).

Til slutt ble et bakpanel lagt til ved hjelp av M3-skruer satt inn foran og svarte avstandsstykker (stand-off) festet i dem. Dette gjorde at bakpanelet kunne gjenges på toppen og holdes på plass av seks M3 muttere og skiver.

Trinn 4: Kos deg

Jeg håper du likte dette sporadiske helgeprosjektet. Det er mye rom for forbedringer på dette siden det bare var litt moro, men jeg håper jeg har inspirert deg til å lage din egen. Du kan bruke bare PWM -kretsen på egen hånd og variere lysstyrken til LED -lampene avhengig av lysnivået, avhengig av tidspunktet på dagen.

Kretsprinsippene kan brukes til andre kule ting som termostater (bytt LDR med en termistor) eller motorvariabel hastighetskontroll med PWM -kretsen.