Đèn LED làm mờ dần dần khi bị loại khỏi nguồn điện

Tất cả chúng ta đã chơi với các máy biến áp và nguồn cung cấp năng lượng khác nhau có đèn chỉ báo LED mờ trước khi tắt hoàn toàn khi rút nguồn điện.

Tôi đang làm việc để thiết kế một ánh sáng tạo điểm nhấn có nguồn sáng tinh thể mờ (có thể được làm bằng nhựa hoặc thủy tinh nếu tôi có thể tìm thấy một nhà cung cấp giá rẻ) có chứa đèn LED và một số thiết bị điện tử, và một cơ sở cung cấp dòng điện. Đối với các game thủ, nó có thể trông giống như một viên đá Welkynd. Câu hỏi của tôi là cách đơn giản nhất để làm cho đèn LED mờ chậm (nói trên 2-10 giây) khi tinh thể được lấy ra khỏi đế? Tương tự như máy biến áp không được cắm, nhưng với sự làm mờ có chủ ý và có kiểm soát.

Tôi mới mua một số đèn LED và dự định xây dựng một hệ thống thử nghiệm trong một hoặc hai tháng tới. Các đèn LED này nằm trong dải 5 mét được chia thành 3 dãy LED chạy song song và được đánh giá ở mức 12 v. Tôi không biết xếp hạng amp của đèn LED, nhưng tôi đoán trong phạm vi 20ma (những gì tôi đã đọc là trung bình cho màu trắng sáng). Tôi có thể sẽ sử dụng 4 loạt tổng cộng 12 đèn LED trong bản dựng thử nghiệm. Liên kết dải LED

Nếu tôi có máy biến áp từ nguồn điện xoay chiều tích hợp vào đế, tôi đoán tôi có thể sử dụng một số tụ điện song song với một điện trở để lưu trữ điện và từ từ xả vào đèn LED. Nhưng tôi là một người đam mê tự học nên tôi thực sự không biết điều này có thực sự hiệu quả không. Tôi cũng không biết số lượng và xếp hạng của tụ điện và điện trở mà tôi sẽ cần.

Nếu tôi có máy biến áp được tích hợp vào tinh thể, máy biến áp và bộ chỉnh lưu sẽ giữ lại một lượng điện nhỏ, nhưng tôi không nghĩ rằng nó sẽ đủ gần để cung cấp hiệu ứng mà tôi đang tìm kiếm, vì vậy một thứ khác sẽ phải được thêm vào để làm cho nó kéo dài trong vài giây.

Một pin nicad với thiết bị điện tử điều khiển theo nghĩa đen là giải pháp cuối cùng của tôi để đạt được hiệu ứng này và có lẽ tôi sẽ từ bỏ ý tưởng trước khi tôi lập trình bảng mạch của riêng mình.

Đó là câu hỏi chính của tôi. Nếu bất cứ ai muốn đưa ra một số suy nghĩ về cách kết nối tinh thể với cơ sở, tôi sẽ mở để đề xuất. Kế hoạch ban đầu của tôi chỉ đơn giản là có một kết nối đồng trực tiếp với đồng với cơ sở. Nhưng gần đây tôi đã xem xét một hệ thống sạc EM (gần giống với đèn pin hoặc những đèn pin sạc không dây này mà bố tôi có). Mối quan tâm với không dây là cung cấp năng lượng phù hợp cho đèn LED, mặc dù nó an toàn hơn. Tôi cũng đã học được khá nhiều về việc xây dựng nguồn cung cấp năng lượng từ việc truy cập trang SE này, nhưng nếu có ai có bất kỳ đề xuất nào cho điều đó, thì tôi cũng là tai. Đối với bản dựng thử nghiệm, tôi có thể kết nối nó với nguồn điện máy tính hoặc nguồn điện máy tính xách tay nếu tôi có thể tìm thấy nguồn điện 12 v tại Goodwill hoặc cửa hàng linh kiện điện tử địa phương.

Nếu tôi làm cho mô hình thử nghiệm hoạt động, tôi dự định xây dựng một tá trong số này để chiếu sáng xung quanh nhà tôi.

Câu hỏi đã khơi dậy sự quan tâm của tôi đủ để thiết lập một thử nghiệm. Tôi đã thay đổi các tham số của câu hỏi theo một khía cạnh chính: Thay vì một dải đèn LED có nhiều đèn LED nối tiếp, tôi nối song song 3 đèn LED màu xanh lam (V _f = ~ 2,8 Volts) , với một điện trở 100 Ohm duy nhất để giới hạn dòng điện cho tất cả 3, đến loại 0,047 Farad, loại 5,5 "đồng xu bo mạch chủ".

Tôi biết, chia sẻ một điện trở là thực tế xấu, vì vậy chỉ cần sử dụng điện trở riêng cho thí nghiệm của riêng bạn.

Siêu tụ điện được sạc từ một cặp tế bào kiềm AA (~ 3,12 Vôn qua tụ sau 3 phút), sau đó các dây dẫn đến pin được rút ra.

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

Mặc dù hiệu ứng làm mờ là kết quả mong đợi, nhưng kết quả thật đáng kinh ngạc: Đèn LED vẫn sáng ở cường độ giảm dần trong hơn một phút sau khi ngắt kết nối pin. Đây là video tôi đã thực hiện thí nghiệm.

Lý do đèn LED sáng lâu hơn dự kiến ​​là vì một đèn LED thông thường tiếp tục được chiếu sáng xuống dưới 5% dòng điện danh nghĩa của nó - Trong trường hợp đèn LED tôi sử dụng, ở khoảng 1 phút, chúng có thể nhìn thấy rõ , nếu mờ, với sự phân chia chỉ 1 mA giữa cả ba.

Đèn LED cuối cùng mờ đi thành hư vô sau khoảng 15 phút.

Kết luận :

• Một điện dung nhỏ hơn nhiều so với siêu tụ điện 0,047 Farad được sử dụng ở đây sẽ được ưu tiên cho mục đích dự kiến.
• Nếu người ta phải sử dụng dải đèn LED 12 Volt 20 mA, thay vì đèn LED song song, thì một bộ 3 trong số các siêu đồng xu này sẽ hoạt động: Điện dung kết quả vào khoảng 0,0157 Farad sẽ cung cấp thời gian mờ gần hơn với mục tiêu của OP là 2 đến 10 giây, thay vì độ mờ 1 phút dài không chịu nổi quan sát được trong video.
• Lý do một số tính toán điện dung được đăng trước đó bao gồm cả nhận xét 0,5 Farad của riêng tôi đã không còn là do dòng chảy giảm do phóng điện, tức là hiệu ứng mờ dần đang được tìm kiếm, không được tính đến.
• Đối với bất kỳ bình luận nào có thể phát sinh về ESR "cao không thể chấp nhận" của các siêu tụ điện bo mạch chủ này, rõ ràng lý thuyết cần phải được hỗ trợ bởi thử nghiệm thực tế, như đã thực hiện cho câu trả lời này.

Các siêu tụ điện mà tôi sử dụng được bán với giá dưới 2 đô la một cặp , bao gồm cả vận chuyển quốc tế, trên eBay:

Không hoàn toàn hàng chục hoặc hàng trăm đô la mà tôi và những người khác đã đề cập trước đây.

Được thêm vào nhờ thảo luận với @DavidKessener :

• Nếu sử dụng nhiều siêu tụ nối tiếp và được nạp vào điện áp cao hơn cho chuỗi, so với điện áp định mức của tụ điện riêng lẻ, thì cần phải có điện trở phân cực để kéo dài tuổi thọ của tụ điện. Không có những thứ này, các tụ điện sẽ sạc không đều, và cuối cùng sẽ chết nhanh hơn.
• Dựa trên chú thích Maxwell này và lấy dòng rò trên mỗi tụ 10 uA ( dòng rò thực tế của các nắp cụ thể này thấp hơn nhiều, vì vậy thậm chí còn an toàn hơn ), chúng tôi nhận được giá trị 55 kOhm cho điện trở phân cực đi qua 10 x 10 = 100 uA, vì vậy hãy thêm 3 mới Điện trở 56k như dưới đây, để sử dụng nguồn cung cấp 12 Volt và dải đèn LED 12 Volt

^{mô phỏng mạch này}

Các TL494 thường được sử dụng trong cung cấp điện như cơ chế kiểm soát cho một buck hoặc tăng switcher, nhưng có thể dễ dàng được sử dụng để kiểm soát PWM của một đèn LED cũng vì mỗi transistor đầu ra của nó có thể chìm 200mA.

Hãy xem báo cáo ứng dụng TI SLVA001E, "Thiết kế bộ điều chỉnh điện áp chuyển mạch với TL494 (Rev. E)", để xem cách đưa nó vào chế độ một đầu và sử dụng DTC để điều khiển đầu ra PWM; một mạch RC trên chân DTC phải đủ để giảm dần chu kỳ làm việc khi tháo thiết bị.

BIÊN TẬP:

Đây là một mạch không tối ưu hóa có thể được sử dụng. Lưu ý rằng thiết bị sẽ cần nguồn cung cấp năng lượng riêng để nó hoạt động.

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

S1 có thể là một microwitch đòn bẩy hoặc một số loại cặp tiếp xúc được nối với vật liệu dẫn điện. Khi S1 được đóng, DTC được giữ ở mức 0V cho phép chu kỳ nhiệm vụ tối đa của PWM và do đó độ sáng của đèn LED. Khi S1 được giải phóng, C1 từ từ sạc lên qua bộ chia điện áp R1 / R2, tăng từ từ điện áp DTC và do đó giảm chu kỳ nhiệm vụ của PWM xuống còn 5%.