Làm cách nào tôi có thể đấu dây cho một công tắc 9 vị trí để mỗi vị trí bật thêm một đèn LED so với trước đó?

Tôi có một công tắc 9 chiều như anh chàng này:

Và tôi đang cố gắng tìm hiểu làm thế nào tôi có thể bật một đèn LED ở vị trí 1, 2 với vị trí 2, cho đến hết 9 ở vị trí 9.

Rõ ràng tôi có thể lặp lại tất cả các hệ thống dây điện cho đèn LED ở mỗi vị trí, nhưng điều đó có vẻ ngớ ngẩn.

Ý tưởng của tôi là với cách bố trí như bên dưới, công tắc sẽ đại diện cho đường màu đỏ được khoanh tròn (hiển thị ở vị trí 3), sẽ kéo dài sang phải ở mỗi vị trí liên tiếp cho đến khi kết nối tất cả các đèn. Tôi có thể làm cái này như thế nào?

Đây là một giải pháp công nghệ thấp đòi hỏi rất nhiều bộ phận. Chỉ có 4 vị trí hiển thị, bạn cần 45 điốt cho 9 vị trí.

Sunyskyguy có một giải pháp thông minh nếu bạn có sẵn điện áp cao.

Sử dụng một nguồn hiện tại được quy định để chiếu sáng chúng, nối các đèn LED nối tiếp và rút ngắn đoạn mà bạn muốn tối.

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Bạn có thể có thể sử dụng bộ chuyển đổi buck-boost để tạo ra 30V nếu bạn chưa có điện áp phù hợp.

Đây là một cách đơn giản để xây dựng một mô-đun bằng mô-đun LM2596S:

1. Hủy bỏ chiết áp và cả hai tụ điện lớn
2. Kết nối một trong các tụ điện được trục vớt giữa + vào và + ra (dương với + trong) và lắp một tụ gốm 1uF nơi có tụ điện đầu ra.
3. Kết nối một điện trở 100 ohm từ đầu ra đến đầu cuối chiết áp trung tâm.

Được sửa đổi theo cách này, nó sẽ tạo ra một điện áp âm trên các cực -out và hoạt động như một dòng điện 12,5mA ở đầu cực kế trung tâm (có nguồn ở + out) nếu nguồn được cấp giữa + vào và + ra.

^{mô phỏng mạch này}

hoặc một mô-đun buck-boost XL6009 có thể được sửa đổi. lần này chỉ cần tháo chiết áp và thêm một điện trở 100 ohm, nối 3-30V vào các đầu vào đầu vào xác nhận và kết nối chuỗi LED với đầu ra và điện trở.

^{mô phỏng mạch này}

Nếu bạn chưa kết hôn với công tắc cụ thể mà bạn có, hãy lấy một công tắc xoay ngắn rút gọn liên tục, để thay thế nó. Điều đó làm việc giống như bản vẽ của bạn.

Một cách để đạt được ánh sáng LED tiến bộ của bạn khi bạn bật công tắc xoay là sử dụng một bộ chìm hiện tại trên điểm chung của công tắc và sau đó luồn đèn LED qua các đầu nối công tắc chọn như hình dưới đây. Giá trị dòng điện không đổi được hiển thị là một cách chi phí thấp để có được mức chìm 20mA cho đèn LED để không có sự thay đổi độ sáng khi số lượng đèn LED sáng thay đổi. Sơ đồ này không yêu cầu điện áp cung cấp đủ cao để khắc phục sự sụt giảm điện áp chuyển tiếp của chuỗi chuỗi lên đến chín đèn LED.

Oldfart và Mattman944 ​​đưa ra các câu trả lời rất giống nhau liên quan đến các mạng diode phức tạp. Nếu sự thay đổi độ sáng được chấp nhận, một thang diode đơn giản là đủ. Đèn LED đỏ thường có điện áp rơi 2V và điốt thường có điện áp rơi 0,6V, do đó hiệu ứng kết hợp của việc giảm điện áp diode trong thang có thể là đáng kể.

Với pin 9V và công tắc ở vị trí 9, điện trở giới hạn dòng điện cho LED 9 sẽ thấy 9-2 = 7V và điện trở giới hạn dòng điện cho LED 1 sẽ thấy 9-2- (0.6 * 8) = 2.2V, sẽ dẫn đến sự khác biệt nhiều hơn ba lần dòng điện thông qua các đèn LED nếu các điện trở giới hạn dòng điện có cùng giá trị.

Nếu bạn khăng khăng độ sáng bằng nhau, cần phải bao gồm tất cả các điốt được đề xuất bởi Oldfart và Mattman944, nhưng chỉ với một vài điốt bổ sung, bạn có thể giảm thiểu sự thay đổi độ sáng để hy vọng mức độ không thể chấp nhận được. Bằng cách thêm ba điốt ở bên trái như trong bản vẽ trên, chúng tôi đảm bảo rằng với công tắc ở vị trí 9, LED 5 nhìn thấy điện áp giống như LED 8. Điện áp thực tế trên các điện trở giới hạn hiện tại như bên dưới. Lưu ý rằng một diode bổ sung giữa 5 và 2 của LED (không được xem xét trong bảng bên dưới) sẽ cải thiện mạch hơn nữa.

LED  Voltage across current limiting resistor
9             7
8    7-0.6   =6.4
7    7-0.6*2 =5.8
6    7-0.6*3 =5.2
5    7-0.6   =6.4
4    7-0.6*2 =5.8
3    7-0.6*3 =5.2
2    7-0.6*4 =4.6
1    7-0.6*5 =4

Một cách khác để cân bằng độ sáng là cài đặt điốt trong đường dây cho một số đèn LED để cố tình tăng giảm điện áp. Trong bản vẽ ở trên, một diode bổ sung được chèn vào đường dây từ tiếp điểm công tắc 1 đến LED 1, để LED 1 nhìn thấy cùng một điện áp bất kể công tắc ở vị trí 1 hay 2. Điện trở giới hạn dòng điện cho LED 1 có thể một giá trị nhỏ hơn các giá trị khác để cân bằng độ sáng của đèn LED này với các đèn LED khác.

Đây chỉ là những ý tưởng - đối với loại dự án này, sự cân bằng tốt nhất của độ sáng so với độ phức tạp có thể được tìm thấy tốt nhất bằng thử nghiệm.

Bạn có thể sử dụng bộ đệm cho mỗi đèn LED như thế này.

Trong sơ đồ này, R1 đến R3 là điện trở pullup. Đóng bất kỳ công tắc nào sẽ khiến bộ đệm được kết nối trực tiếp với nó về 0, làm giảm tất cả các bộ đệm bên dưới nó. 4050 có 6 bộ đệm. Bạn sẽ cần 2 trong số chúng cho 9 đèn LED.

Giải pháp này chỉ cần một điện áp để cấp nguồn cho 4050 (3V đến 20V cho CD4050B). Bạn có thể xâu chuỗi bao nhiêu 4050 tùy thích.

Nếu bạn có thể đủ khả năng giảm 0,5V, bạn có thể sử dụng một loạt lớn điốt. Dưới đây là một ví dụ với ba LEDS yêu cầu 6 điốt.
(Xin lỗi vì SW, SW2 .., phòng thí nghiệm mạch không có ký hiệu công tắc xoay)

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Nó có vẻ như quá mức cần thiết nhưng nó sẽ ít bộ phận hơn và có thể ít tốn kém hơn so với một số giải pháp khác để sử dụng bộ điều khiển vi mô. Nhiều bảng Ardunio có hơn 9 chân đầu ra kỹ thuật số - bạn có thể lái một đèn LED với mỗi chín chân. Bằng cách yêu cầu công tắc chọn các điểm khác nhau của bộ chia điện áp và đưa nó vào một chân tương tự, bạn có thể xác định vị trí công tắc và bật sáng những gì bạn đã quyết định sẽ được thắp sáng.

Tôi sẽ không đề xuất điều này trừ khi bạn háo hức leo lên đường cong học tập cho các GPU (bao gồm cả việc mua một nhóm lập trình và xử lý một phần SMT có nhiều chân), nhưng bạn có thể sử dụng một loạt LCMice LCMXO2 với đèn flash và bộ dao động bên trong. Mạch sẽ trông như thế này (cộng với một số kết nối cung cấp điện, đầu nối lập trình và bỏ qua mũ):

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Phần mềm lập trình (Lattice Diamond) hỗ trợ VHDL và Verilog.

Nếu bạn cảm thấy may mắn, bạn có thể đặt đầu ra thành ổ đĩa tối thiểu hiện tại và bỏ qua các điện trở.

Một cách tiếp cận khác là sử dụng LM3914 để điều khiển đèn LED, với thang 10 điện trở bên ngoài được cấp nguồn từ điện áp tham chiếu. Sau đó, công tắc xoay chỉ cần chọn một điện áp từ thang sẽ sáng số lượng đèn LED cần thiết.

Đây chỉ là một phác thảo; ví dụ, điện trở trên cùng của thang sẽ được chọn để đặt điện áp bước trong phạm vi dung sai (theo kinh nghiệm của tôi là khá chặt chẽ) của bộ so sánh LM3914.

Ngoài ra, toàn bộ điều sẽ hết nguồn cung cấp 3.3V

Tương tự như phương pháp vi điều khiển, một cách khác là sử dụng IC OP amp. Tất cả các đầu vào tích cực được kết nối với nhau và chúng kết nối với một chiết áp tạo ra điện áp khác nhau, thay vì một công tắc. Các kết nối âm kết nối với một loạt các điện trở để cung cấp cho mỗi người một điện áp khác nhau. Khi xoay núm, đèn bật từng cái một.

Loại mạch này được sử dụng trong các bộ biến tần có các dải đèn LED 10 đoạn đó để cho bạn biết có bao nhiêu Ampe mà biến tần được đưa ra. Tôi tin rằng họ có tất cả các ampe OP trong một IC.

Tôi biết đó không phải là một câu trả lời chính xác cho câu hỏi vì nó không sử dụng một công tắc, nhưng nó có thể hoàn thành những gì bạn muốn.

Chỉnh sửa 2: Vẫn có thể sử dụng một công tắc bình thường chỉ kết nối một liên lạc tại một thời điểm. Kết nối tất cả các đầu vào OP amp âm với điện áp thấp như 1V. Sau đó kết nối từng đầu ra chuyển đổi với từng đầu vào op amp Tích cực. Đặt một điện trở lớn như 100k vào đầu vào công tắc và kết nối nó với nguồn điện dương. Nó cần phải là một điện trở lớn để không cho đủ dòng qua để làm cho đèn LED phía trên bật đáng chú ý, vì các đầu vào tích cực sẽ được kết nối với cực dương LED từ một OP amp khác. Bây giờ khi bạn bật công tắc, một đèn LED sẽ bật sáng cùng một lúc. Để làm cho tất cả các đèn LED bên cạnh cũng bật, chỉ cần kết nối đầu ra của mỗi OP amp với đầu vào tích cực của đèn LED bên dưới. Sự sụt giảm điện áp về phía trước của đèn LED sẽ quá cao so với điện áp tham chiếu 1V để lấy đủ điện áp ra khỏi đầu vào tích cực của OP amp bên dưới nó, vì vậy đèn LED sẽ không ngăn OP amp bật, nhưng khác Tải LED có thể. Điều này giả định rằng các ampe OP là loại chỉ nguồn hiện tại. Nguồn hiện tại và chìm op Amps không thể được sử dụng vì nó sẽ ngăn đầu vào tích cực của op amp khác tăng cao. Nhiều ampe kế OP chỉ chìm hiện tại, vì vậy trong trường hợp đó, đèn LED sẽ phải được bố trí với các cực âm kết nối với đầu vào OP amp và phần còn lại của mạch chuyển đổi. Đừng quên sử dụng kéo lên hoặc kéo xuống điện trở cho các đầu vào OP amp được kết nối với công tắc. Giá trị điện trở tương tự đã được sử dụng để kết nối công tắc với nguồn điện áp dương sẽ ổn.

Chỉnh sửa 3: Có vẻ như ai đó đã đăng một giải pháp tương tự nhưng đơn giản hơn bằng cách sử dụng IC đệm thay vì OP amps.