Плавный розжиг для светодиодов
Недавно решил собрать схему, которая позволила бы мне любую светодиодную ленту (будь то в автомобиле или дома) плавно разжигать. Изобретать велосипед я не стал, и решил немного по Googleить. При поиске почти на каждом сайте находил схемы, где светодиодная нагрузка сильно ограничивается возможностями схемы.
Мне же хотелось, чтобы схема всего лишь плавно поднимала напряжение на выходе, чтобы диоды плавно разгорались и схема было обязательно пассивной (не требовала дополнительного питания и в режиме ожидания не потребляла бы ток) и обязательно была бы защищена стабилизатором напряжения для увеличения срока жизни моей подсветки.
А так как плат пока я травить не научился, то решил что сначала нужно освоить самые простые схемы и при монтаже использовать готовые монтажные платы, которые как и остальные компоненты схемы, можно приобрести в любом магазине радиодеталей.
Для того что собрать схему плавного розжига светодиодов со стабилизацией мне нужно было приобрести следующие компоненты:
Вообще, готовая монтажная плат достаточно удобная альтернатива так называемому методу «ЛУТ» где с помощью программы Sprint-Layout, принтера и того же текстолита можно собрать почти любую схему. Так вот, новичкам следует всё таки сначала освоить более простой вариант, который значительно проще и что самое главное «прощает ошибки» и так же не требует наличия паяльной станции.
Немного упростив исходную схему решил её перерисовать:
Знаю что на схемах транзистор и стабилизатор обозначается не так, но мне так проще, а вам будет нагляднее. А если же вы, как и я, успели позаботиться о стабилизации, то вам нужна ещё более простая схема:
Тоже самое, только без использования стабилизатора КРЕН8Б.
R3 — 10К Ом
R2 — 51К Ом
R1 — от 50К до 100К Ом (сопротивлением этого резистора можно управлять скоростью розжига светодиодов).
С1 — от 200 до 400мк Ф (можно и выбрать другие ёмкости, но превышать 1000мк Ф не стоит).
На тот момент мне нужны были две платы плавного розжига:
— для уже сделанной подсветки ног.
— для плавного розжига приборной панели.
Так как о стабилизации светодиодов подсвечивающих мои ноги я уже давно позаботился, то в схеме розжига КРЕНка уже была не нужна.
Пересвет (тюнинг подсветки) панели приборов Лада Гранта, Калина 2
Динамическая подсветка приборной панели
Беглый поиск по интернетам дал информацию о том, что тахометр получает информацию импульсами. Точной информации о форме и длительности импульсов не нашлось. Меняется ли длительность его или она статична, а меняется время между импульсами. Что ж, придется научить ардуину считать импульсы, да и определять за одно и время когда на контакте «+» и когда «0».
Подключаем RGB диод. Не забываем ставить на каждый светодиод по ограничительному резистору.
Использовать будем метод attachInterrupt. Метод вызывает функцию, когда на пине появляется и/или исчезает напряжение. В нашем случае нужно реагировать в обоих случаях, ибо мы не знаем об импульсе ничего кроме его наличия. Как выяснилось позже при увеличении оборотов уменьшается и длительность + и длительность 0.
В Setup подключаем пин, к которому будет подключен импульсный провод. Это цифровой пин 2. 0 в коде.т.к. это нумерация пинов, которые умеют работать в таком режиме. Соответствует ему пин 2.
Дальше проверяем что данные адекватны: длительность импульсов, а соответственно и обороты соответствуют физическим нормам и начинаем управлять светом.
Обороты менять будет от синего к зеленому и через желтый в красный. Схема зависимости цвета от оборотов ниже. По горизонтали шкала оборотов. По вертикали уровень яркости от 0 до 255. Чистый синий и красный не достаточно ярко освещали панель, поэтому пришлось разбавить их немного другими. Зато синий стал отливать бюрюзовым, очень красиво 
Для каждого из участков нужно составить формулу по которому будет рассчитываться яркость. По факту это уравнение прямой по двум точкам. Считается легко.
Так например для участка 800-1300 яркость будет считаться как
Не забываем, считать ошибки, если адекватные данные перестали поступать. Более 100 подряд идущих ошибок (опыту если провод оторвется то эта сотня налетает за долю секунды), то уходим в статичный цвет. При появлении данных возвращаемся обратно.
При включении системы плавно зажигаем подстветку. Для этого заведем переменную first_loop, которая у будет говорить ардуине что еще пока не надо обращать внимания на импульсы.
Так, все, пора тестировать. На улице январь, холодно, чтоб идти на мороз и просто потестить на авто. Нужен симулятор. Берем вторую ардудинку и делаем из него генератор импульсов.
В общем виде так. При отладке добавлял сюда управление по COM, чтоб менять длинны.
По счастливому стечению обстоятельств в руках оказался USB осциллограф, который здорово помог при разработке. Подключаем и видим на выходе примерно такую картинку.
Поигравшись убеждаемся что все вроде работает. Вот теперь идем и ищем импульсы в авто. Забегая вперед скажу, что в приборной панели я вывода провода для тахометра не нашел, потому пришлось включаться в OBDII разъем. Включаем и…
Плавный розжиг для светодиодов
Основа основ плавного включения
Давайте начнем с элементарных вещей и вспомним, что такое RC – цепь и как она связана с плавным розжигом и затуханием светодиода. Посмотрите на схему.
Два первых компонента и составляют RC – цепь (произведение сопротивления и емкости). От увеличения сопротивления R и емкости конденсатора C увеличивается время розжига LED. При уменьшении, наоборот.
Мы не будем углубляться в основы электроники и рассматривать, как протекают физические процессы (точнее ток) в данной схеме. Достаточно знать, что она лежит в основе работы всех устройств плавного розжига и затухания.
Рассмотренный принцип RC – задержки лежит в основе всех решений плавного включения и выключения светодиодов.
Не забываем, считать ошибки, если адекватные данные перестали поступать. Более 100 подряд идущих ошибок (опыту если провод оторвется то эта сотня налетает за долю секунды), то уходим в статичный цвет. При появлении данных возвращаемся обратно.
Как сделать плавный розжиг панели приборов
Схемы плавного включения и выключения светодиодов
Разбирать громоздкие схемы не имеет смысла, т.к. для решения большинства задач справляются простые устройства, работающие на элементарных схемах. Рассмотрим одну из таких схем плавного включения и выключения светодиодов. Несмотря на простоту, она имеет ряд плюсов, высокую надежность и низкую себестоимость.
Работает от напряжения 12 Вольт по следующему алгоритму:
- При включении схемы в цепь питания через R2 протекает ток.
- В это время C1 набирает емкость (заряжается), что обеспечивает постепенное открытие полевика VT
- Возрастающий ток на затворе (вывод 1) протекает через R1, и заставляет постепенно открываться сток полевика VT
- Ток уходит на исток все того же полевика VT1 и далее на LED.
- Светодиод постепенно усиливает излучение света.
Затухание светодиода происходит при снятии питания. Принцип обратный. После отключения питания, конденсатор C1 начинает постепенно отдавать свою емкость на сопротивления R1 и R2.
Скорость разряда, а тем самым и скорость плавного затухания светодиода, может регулироваться номиналом сопротивления R3. Поэкспериментируйте, чтобы понять, как номинал влияет на быстроту розжига и затухания LED. Принцип следующий – выше сопротивление, медленнее затухание, и наоборот.
Главный элемент – это полевой n-канальный MOSFET транзистор IRF540, все остальные полупроводниковые приборы играют вспомогательную роль (обвязка). Стоит отметить его важные характеристики:
