Sử dụng một điện trở thay đổi để làm mờ một đèn LED

Câu hỏi của tôi là: Tôi có thể sử dụng một điện trở thay đổi để kiểm soát độ sáng của đèn LED không?

Ban đầu tôi dự định sử dụng một chiết áp và MCU để kiểm soát độ sáng bằng PWM, nhưng điều đó sẽ khó khăn hơn một chút :). Vì vậy, tôi chỉ có thể kết nối đèn LED thẳng với pin của mình thông qua một điện trở thay đổi để kiểm soát độ sáng?

Về mặt lý thuyết, có, bạn có thể sử dụng nồi để kiểm soát độ sáng của đèn LED. Trong thực tế, không quá nhiều.

Để bắt đầu, hãy giả sử rằng đèn LED có là 2.0v, I F là 20 mA và nguồn điện của chúng tôi có 5v. Nếu chúng ta muốn có một điện trở giới hạn dòng tiêu chuẩn, nó sẽ phải là 150 ohms để giới hạn dòng điện ở mức 20 mA. $V_F$$I_F$

Với một cái nồi, chúng tôi cũng muốn một điện trở cố định 150 ohm nối tiếp. Lý do cho điều này là cái nồi sẽ giảm xuống 0 ohms và chúng tôi không muốn làm nổ tung bất cứ thứ gì trong trường hợp đó. Vì vậy, bằng cách đặt điện trở 150 ohm vào đó, sẽ có dòng điện tối đa 20 mA thông qua đèn LED.

Chúng ta cũng nói rằng chúng ta muốn dòng LED giảm xuống 1 mA. Trừ khi nồi có điện trở siêu cao, nó sẽ không xuống 0 mA và 1 mA có vẻ như là giới hạn thấp hơn hợp lý. Để thực hiện công việc đó, nồi của chúng tôi cần khoảng 2K Ohms.

Vượt qua toán học, mức tiêu thụ năng lượng tối đa trên nồi là khi nó ở mức khoảng 8%, và mức kháng cự là 160 ohms. Trong trường hợp này, sự tiêu tán trong nồi là khoảng 0,016 watt - điều này tốt cho hầu hết mọi nồi. Mặc dù vậy, đây là một bước quan trọng để đảm bảo bạn sẽ không đốt cháy nồi của mình.

Nhưng đây là điều quan trọng: Mắt người có phản ứng logarit đối với độ sáng. Hãy nói rằng chúng tôi có 100% năng lượng đi qua đèn LED và chúng tôi muốn tắt nó đi. Nó cần phải giảm xuống khoảng 50% trước khi chúng tôi cảm thấy điều đó là hợp lý. Bước tiếp theo xuống sẽ ở mức 25%, v.v.

Đặt một cách khác, nếu núm của chúng tôi được đánh dấu từ 1 đến 10, thì 10 sẽ là 100%, 9 sẽ là 50%, 8 = 25%, 7 = 12%, 6 = 6%, 5 = 3%, v.v.

Vấn đề là một cái nồi tiêu chuẩn không làm được điều đó. Nó sẽ hoạt động, và đèn LED sẽ bị mờ. Nhưng một phần lớn của phạm vi chậu (có thể 50%) về cơ bản sẽ vô dụng, tạo ra rất ít thay đổi về độ sáng.

Bạn có thể có thể sử dụng một nồi âm thanh, có độ côn logarit, nhưng tôi đoán rằng phần nhật ký sai hướng. (Xin lỗi, mặc dù tôi làm việc trong âm thanh nhưng tôi không sử dụng chậu côn.)

Vì vậy, có, bạn có thể sử dụng một nồi. Nó chỉ có thể không cung cấp cho bạn hiệu quả bạn tìm kiếm.

Vâng, bạn có thể. David không sai khi bạn chỉ có một điện trở thay đổi nối tiếp với điện trở, việc điều chỉnh nó sẽ không có vẻ rất tuyến tính liên quan đến độ sáng nhận biết. Nhưng nếu bạn giới thiệu song song một số điện trở, hình ảnh sẽ thay đổi:

Tôi đã thử nghiệm các giá trị này với một đèn LED màu đỏ và nó hoạt động khá tuyệt vời. Bạn có thể làm tất cả các phép toán, nhưng thực sự chỉ đơn giản nhất là dán nó lên bảng và chơi với các giá trị cho đến khi bạn nhận được phản hồi bạn muốn. Điều này hoạt động vì khi dòng điện qua sự kết hợp song song của R2 và D1 tăng, điện trở động (nghĩa là điện trở bạn sẽ tính dựa trên định luật ohm ở điện áp và dòng điện quan sát thấy một điểm) của D1 giảm và nó đánh cắp nhiều hơn hiện tại cách xa R2. Hãy nghĩ về chúng như điện trở song song. Mối quan hệ không chính xác là logarit, nhưng nó đủ gần để không ai có thể nói với đôi mắt không được trả lời.

Bạn cũng có thể làm khá tốt chỉ cần kết nối diode giữa cần gạt của R1 và mặt đất, và đặt R1 trên đường ray điện. Có hiệu quả, một nửa của R1 trở thành R2. Vấn đề ở đây là ở phạm vi di chuyển của nồi thấp, điện áp ở cần gạt không đủ cao để bật đèn LED.

$180\Omega$

Tôi tình cờ đã vẽ một trình điều khiển LED độ sáng có thể điều chỉnh được sử dụng PWM. Có thể quá mức cần thiết, nhưng nó hoạt động độc đáo:

3V là thông số kỹ thuật dưới đây cho NE555, nhưng dù sao nó cũng hoạt động. Chọn một biến thể CMOS 555 để khắc phục điều này hoặc sử dụng hơn 3V.

Điều thú vị về mạch này là, ít nhất là về lý thuyết, nó hiệu quả hơn so với việc điều khiển một đèn LED thông qua một điện trở. Một điện trở chuyển đổi điện áp dư thành nhiệt, nhưng bằng cách sử dụng một cuộn cảm, bạn có thể lưu trữ năng lượng ở một điện áp sau đó giải phóng nó ở một điện áp khác với (về lý thuyết) không mất.

Tất nhiên đây chỉ là một bằng chứng về khái niệm, không được thiết kế cẩn thận và gần như chắc chắn phức tạp hơn nhiều so với cần thiết, nhưng tôi nghĩ sẽ rất thú vị khi chia sẻ, nếu chỉ vì mục đích giáo dục.