Плавне розпалювання для світлодіодів. Плавне включення та вимкнення світлодіодів Згасання світлодіодної стрічки

На просторах інтернету є безліч схем плавного розпалювання та згасання світлодіодів із живленням від 12В, які можна зробити своїми руками. Всі вони мають свої переваги та недоліки, відрізняються рівнем складності та якістю електронної схеми. Як правило, в більшості випадків немає сенсу споруджувати громіздкі плати з дорогими деталями. Щоб кристал світлодіода в момент включення плавно набирав яскравість і також плавно згасав у момент вимкнення, достатньо одного МОП транзистора з невеликою обв'язкою.

Схема та принцип її роботи

Розглянемо один з найпростіших варіантів схеми плавного включення та вимкнення світлодіодів з керуванням по плюсовому проводу. Крім простоти виконання, найпростіша схема має високу надійність і невисоку собівартість. У початковий момент часу при подачі напруги живлення через резистор R2 починає протікати струм, і конденсатор заряджається С1. Напруга на конденсаторі не може змінитися миттєво, що сприяє плавному відкриттю транзистора VT1. Наростаючий струм затвора (висновок 1) проходить через R1 і призводить до зростання позитивного потенціалу стоку польового транзистора (висновок 2). В результаті відбувається плавне включення навантаження зі світлодіодів.

У момент відключення живлення відбувається розрив електричного ланцюга за «керівним плюсом». Конденсатор починає розряджатися, віддаючи енергію резисторам R3 та R1. Швидкість розряду визначається номіналом резистора R3. Чим більший його опір, тим більше накопиченої енергії піде в транзистор, а отже, довше триватиме процес загасання.

Для можливості налаштування часу повного включення та вимкнення навантаження, до схеми можна додати підстроювальні резистори R4 і R5. При цьому для коректності роботи схему рекомендується використовувати з резисторами R2 і R3 невеликого номіналу.
Будь-яку із схем можна самостійно зібрати на платі невеликого розміру.

Елементи схеми

Головний елемент управління – потужний n-канальний МОП транзистор IRF540, струм стоку якого може досягати 23 А, а напруга сток-витік – 100В. Розглянуте схемотехнічне рішення передбачає роботу транзистора в граничних режимах. Тому радіатор йому не буде потрібний.

Замість IRF540 можна скористатися вітчизняним аналогом КП540.

Опір R2 відповідає за плавне розпалювання світлодіодів. Його значення має бути в межах 30-68 кОм і підбирається в процесі налагодження, виходячи з особистих переваг. Замість нього можна встановити компактний багатооборотний підстроювальний резистор на 67 кОм. У такому випадку можна коригувати час розпалювання за допомогою викрутки.

Опір R3 відповідає за плавне згасання світлодіодів. Оптимальний діапазон значень 20–51 кОм. Замість нього можна запаяти підстроювальний резистор, щоб коригувати час згасання. Послідовно з підстроювальними резисторами R2 і R3 бажано запаяти по одному постійному опору невеликого номіналу. Вони завжди обмежать струм і запобігають короткому замиканню, якщо підстроювальні резистори викрутити в нуль.

Опір R1 служить завдання струму затвора. Для транзистора IRF540 достатньо номіналу 10 кОм. Мінімальна ємність конденсатора С1 повинна становити 220 мкФ з граничною напругою 16 В. Ємність можна збільшити до 470 мкФ, що одночасно збільшить час повного включення та вимкнення. Також можна взяти конденсатор на більшу напругу, але тоді доведеться збільшити розмір друкованої плати.

Управління з «мінусу»

Вище переведені схеми відмінно підходять для використання в автомобілі. Однак складність деяких електричних схем полягає в тому, що частина контактів замикається за плюсом, а частина – за мінусом (загальним дротом або корпусом). Щоб керувати наведеною схемою мінусу харчування, її потрібно трохи доопрацювати. Транзистор потрібно замінити на p-канальний, наприклад, IRF9540N. Мінусовий вивід конденсатора з'єднати із загальною точкою трьох резисторів, а плюсовий висновок замкнути на джерело VT1. Допрацьована схема матиме харчування зі зворотною полярністю, а керуючий плюсовий контакт зміниться на мінусовий.

Читайте також

Напевно, багатьом хотілося додати у своє авто щось нове, сьогодні я розповім як зробити це без особливих витрат і технічних змін у конструкції автомобіля.
Пристрій який я сьогодні хочу вам уявити це не велика схема регулювання запуску та вимкнення навантаження, у нашому випадку освітлювальних приладів, освітлення салону, підсвічування панелі приладів і т.д. Наш пристрій дозволить плавно включати та вимикати будь-яке з перерахованих навантажень. Погодьтеся куди приємніше, коли при включенні запалювання ми бачимо не різке включення підсвічування панелі приладів, а плавне розпалювання. Те ж можна сказати і про освітлення салону та освітлювальні прилади.
Від слів перейдемо до справи і перед тим, як почати складання, пропоную ознайомитися зі схемою:

Для початку розповім про те, як вона підключається. До VCC+ нам необхідно підвести постійні 12 В від акумулятора які будуть живити навантаження. До REM ми підключаємо ті 12 У які з'являються після включення запалювання, саме вони і ініціюватимуть розпалювання і по їх зникненню схема гаситиме освітлення. Відповідно до контактів LED+ LED- ми підключаємо навантаження (у моєму випадку світлодіоди)
Як транзистор Т1 я використовував BC817 (аналог КТ503В) як Т2 я взяв IRF9540S. Якщо ви захочете збільшити час розпалювання, вам необхідно збільшити номінал R2, для зменшення відповідно знизити. Для керування часом гасіння аналогічну операцію необхідно зробити з резистором R3.
Тепер можна переходити до збирання. Для зменшення розмірів пристрою використовував поверхневий монтаж.
Ось весь набір елементів, які мені знадобилися:

Плати були виготовлені за "ЛУТ" технологією з одностороннього текстоліту.

Ось такий компактний пристрій, здатний додати естетичності нашому автомобілю, ми отримали в результаті.

Витрати:
1. Резистори 0,25 руб \ шт. х4 = 1 руб
2. BC817 = 3 руб.
3. IRF9540S = 35 руб
4. Конденсатор 8 руб
5. Клеми 21,5

Підсумок: Усього за 70 руб. ми отримуємо досить цікавий пристрій.
P. S. Відео з роботою пристрою:

Крім чисто декоративної функції, наприклад, підсвічування автосалону, застосування плавного включення, або розпалу, має ґрунтовне практичне значення для світлодіодів – суттєве продовження терміну служби. Тому розглянемо, як зробити своїми руками пристрій для вирішення такого завдання, чи варто взагалі самостійно його майструвати чи краще купити готове, що для цього потрібно, а також які варіанти схем доступні для аматорського виготовлення.

Найперше питання, що виникає при необхідності включення до схеми модуля плавного розпалювання світлодіодів, це зробити його самостійно або купити. Звичайно, легше придбати готовий блок із заданими параметрами. Однак такий спосіб вирішення завдання має один серйозний мінус – ціна. При виготовленні своїми руками собівартість такого пристрою знизиться в кілька разів. Крім того, процес збирання не займе багато часу. До того ж, існують перевірені варіанти пристрою – залишається лише придбати потрібні компоненти та обладнання і правильно, відповідно до інструкції їх з'єднати.

Зверніть увагу!Лед-освітлення знаходить широке застосування в автомобілях. Наприклад, це можуть бути денні ходові вогні та внутрішнє підсвічування. Включення блоку плавного розпалювання для світлодіодних ламп дозволяє в першому випадку суттєво продовжити термін експлуатації оптики, а в другому – запобігти засліпленню водія та пасажирів різким включенням лампочки в салоні, що робить підсвітну систему більш візуально комфортною.

Що потрібно

Щоб грамотно зібрати модуль плавного розпалювання для світлодіодів, знадобиться набір наступних інструментів та матеріалів:

1. Паяльна станція та комплект розхідників (припій, флюс та ін.).
2. Фрагмент текстолітового листа для створення плати.
3. Корпус розміщення компонентів.
4. Необхідні напівпровідникові елементи – транзистори, резистори, конденсатори, діоди, лід-кристали.

Однак перш ніж приступити до самостійного виготовлення блоку плавного пуску/загасання світлодіодів, необхідно ознайомитися з принципом його роботи.

На зображенні представлена ​​схема найпростішої моделі пристрою:

У ній три робочі елементи:

1. Резистор (R).
2. Конденсаторний модуль (C).
3. Світлодіод (HL).

Резисторно-конденсаторний ланцюг, заснований на принципі RC-затримки, по суті керує параметрами розпалювання. Так, чим більше значення опору та ємності, тим довше період або плавніше відбувається включення лід-елемента, і навпаки.

Рекомендація!В даний час розроблено величезну кількість схем блоків плавного розпалу для світлодіодів на 12В. Всі вони розрізняються за характерним набором плюсів, мінусів, рівнем складності та якості. Самостійно виготовляти пристрої із розлогими платами на дорогих компонентах немає резону. Найпростіше зробити модуль на одному транзисторі з малою обв'язкою, достатній для уповільненого включення та вимкнення лід-лампочки.

Схеми плавного включення та вимкнення світлодіодів

Існує два популярні і доступні для самостійного виготовлення варіанти схем плавного розпалювання для світлодіодів:

1. Найпростіша.
2. З функцією встановлення періоду запуску.

Читайте також Динамічний підсвічування монітора: характеристика, схема, налаштування

Розглянемо, із яких елементів вони складаються, який алгоритм їх роботи та основні особливості.

Проста схема плавного включення вимикання світлодіодів

Тільки на перший погляд схема плавного розпалювання, представлена ​​нижче, може здатися спрощеною. Насправді вона дуже надійна, недорога і відрізняється безліччю переваг.

В її основі лежать такі комплектуючі:

1. IRF540 – транзистор польового типу (VT1).
2. Ємнісний конденсатор на 220 мФ, номіналом на 16 вольт (C1).
3. Ланцюжок резисторів на 12, 22 і 40 кілоОм (R1, R2, R3).
4. Led-кристал.

Пристрій працює від джерела живлення постійного струму на 12 В за таким принципом:

1. При запитуванні ланцюга через блок R2 починає текти струм.
2. Завдяки цьому елемент C1 поступово заряджається (підвищується номінал ємності), що, у свою чергу, сприяє повільному відкриванню модуля VT.
3. Збільшується потенціал на виведенні 1 (затворі польовика) провокує пригоди через R1, що сприяє поступовому відкриванню виведення 2 (стоку VT).
4. Як результат, струм переходить на джерело польового блоку і на навантаження і забезпечує плавне розпалювання світлодіода.

Процес згасання лід-елемента йде за зворотним принципом – після зняття харчування (розмикання «керівника плюсу»). При цьому конденсаторний модуль поступово розряджається, передає потенціал ємності на блоки R1 і R2. Швидкість процесу регламентується номіналом елемента R3.

Основним елементом у системі плавного розпалювання для світлодіодів є транзистор MOSFET IRF540 польового n-канального типу (як варіант можна використовувати російську модель КП540).

Інші компоненти відносяться до обв'язування і мають другорядне значення. Тому незайвим буде навести тут основні параметри:

1. Сила струму стоку – не більше 23А.
2. Значення полярності – n.
3. Номінал напруги сток-витік – 100В.

Важливо!Зважаючи на те, що швидкість розпалювання та загасання світлодіода повністю залежить від величини опору R3, можна підібрати необхідне його значення для завдання певного часу плавного пуску та вимикання лід-лампочки. При цьому правило вибору просте - що вищий опір, тим довше запалення, і навпаки.

Доопрацьований варіант з можливістю налаштування часу

Нерідко виникає потреба зміни періоду плавного розпалювання світлодіодів. Розглянута вище схема не дає такої можливості. Тому в неї потрібно впровадити ще два напівпровідникові компоненти – R4 та R5. З їхньою допомогою можна задавати параметри опору і тим самим контролювати швидкість запалення діодів.

Для гарного підсвічування окремих деталей автомобіля, ліхтарів підсвічування, панелі приладів, габаритних вогнів. Виходить досить цікавий ефект, при якому ви відключаєте живлення об'єкта з підсвічуванням, а він плавно згасає протягом 5 – 10 секунд.

Як реалізувати плавне вимкнення світлодіодів

Для реалізації нам з Вами знадобляться такі компоненти:

1. Власне світлодіод.
2. Конденсатор (електролітичний, великий ємності).
3. Діод.
4. Резистор, якщо використовують світлодіоди на 3.5 ст.
5. Паяльник, олово, флюс.

Почнемо з об'єкту. Куди можна поставити? Ну тут все залежить від Вашої фантазії. Габаритні вогні, салонне світло, підсвічування приладів - і багато інших місць, куди можна вставити світлодіод, що плавно вимикається. Я незабаром реалізую плавне вимкнення салонного плафона, тобто щоб при зачиненні дверей він горів ще деякий час. Також, якщо Ви виготовляєте, у поєднанні з ними вийде непогано.

Ну, що ж почнемо. Призначення всіх елементів, на мою думку, зрозуміле, але не зайвим буде повторитися. Світлодіод потрібний для того, щоб випромінювалися світлові хвилі:). Конденсатор – цей елемент зберігає напругу, яка витрачається при відключенні живлення. Діод - використовується для того, щоб струм не пішов на інші споживачі, тобто виконує роль своєрідного клапана (туди пускає, назад немає).

Виготовлення плавно гасних світлодіодів.

Накидаю таку інтуїтивно зрозумілу схемку:

На схемі бачимо, що нічого складного немає. Тож беремося за паяльник і вперед. Зазначу, що потрібно дізнатися, як точно підключати компоненти. Електролітичні конденсатори мають властивості розлітатися зі пострілом! Тож уважно дивимося на фото:

Діод також важливо правильно підключити:

Ну, начебто розібралися. Що стосується номіналів деталей, діод підійде майже будь-який, тому що струм невеликий. Конденсатор - ємність підбираємо індивідуально, чим більше ємність, тим довше світиться світлодіод після відключення живлення. Напруга на конденсаторі мінімум 16В.

Нещодавно вирішив зібрати схему, яка дозволила б мені будь-яку світлодіодну стрічку (чи то в автомобілі чи вдома) плавно розпалювати. Винаходити велосипед я не став, і вирішив трохи по Googleити. При пошуку майже кожному сайті знаходив схеми, де світлодіодне навантаження сильно обмежується можливостями схеми.

Мені ж хотілося, щоб схема всього лише плавно піднімала напругу на виході, щоб діоди плавно розгорялися і схема була обов'язково пасивною (не вимагала додаткового живлення і в режимі очікування не споживала струм) і обов'язково була б захищена стабілізатором напруги для збільшення терміну життя мого підсвічування .

А оскільки плат поки я цькувати не навчився, то вирішив що спочатку потрібно освоїти найпростіші схеми і при монтажі використовувати готові монтажні плати, які, як і інші компоненти схеми, можна придбати в магазині радіодеталей.

Для того, щоб зібрати схему плавного розпалювання світлодіодів зі стабілізацією мені потрібно було придбати наступні компоненти:

Взагалі, готова монтажна плат досить зручна альтернатива так званому методу "ЛУТ", де за допомогою програми Sprint-Layout, принтера і того ж текстоліту можна зібрати майже будь-яку схему. Так ось, новачкам слід все-таки спочатку освоїти простіший варіант, який значно простіше і що найголовніше "прощає помилки" і так само не вимагає наявності паяльної станції.

Трохи спростивши вихідну схему, вирішив її перемалювати:

Знаю, що на схемах транзистор і стабілізатор позначається не так, але мені так простіше, а вам буде наочніше. А якщо ви, як і я, встигли подбати про стабілізацію, то вам потрібна ще простіша схема:

Теж саме, тільки без використання стабілізатора КРЕН8Б.

• R3 - 10К Ом
• R2 - 51К Ом
• R1 - від 50К до 100К Ом (опір цього резистора можна керувати швидкістю розпалювання світлодіодів).
• С1 – від 200 до 400мк Ф (можна і вибрати інші ємності, але перевищувати 1000мк Ф не варто).

На той момент мені були потрібні дві плати плавного розпалювання:
- для вже зробленого підсвічування ніг.
- для плавного розпалювання панелі приладів.

Так як про стабілізацію світлодіодів, що підсвічують мої ноги я вже давно подбав, то в схемі розпалювання КРЕНКА вже була не потрібна.

Схема плавного розпалювання без стабілізатора.

Для такої схеми я використав лише 1.5 кв см монтажної плати, яка коштує всього 60 рублів.

Схема плавного розпалювання зі стабілізатором напруги.

Розміри 25 х 10 мм.

Достоїнствами даної схеми є те, що навантаження, що підключається, залежить тільки від можливостей блоку живлення (акумулятора авто), і від польового транзистора IRF9540N, який дуже надійний (дає можливість підключити через себе 140Вт навантаження при струмі до 23А (інформація з інтернету). Схема зможе 10 метрів світлодіодної стрічки, але тоді транзистор доведеться охолоджувати, благо в такому виконанні можна закріпити на радіатор полівика (що звичайно приведе до збільшення площі схеми).

При першому тестуванні схеми було знято коротеньке відео:

Спочатку R1 стояв номіналом 60К Ом і мені не сподобалося те, що розпал до повної яскравості займав близько 5-6 секунд, згодом до R1 був допаяний ще один резистор на 60К Ом і час розпалу зменшилося до 3 секунд, що для підсвічування ніг було саме те .

А оскільки схему розпалювання для підсвічування ніг потрібно було підключати в розрив основної схеми живлення, то не довго думаючи як її заізолювати, легко запхав її в шматок велосипедної камери.

Підключивши схему плавного розпалювання, зняв ще одне відео:

На цьому все, дякую всім тим, хто все-таки зміг дочитати цей пост до кінця. Звичайно ж для когось це буде жорстким баяном, але сподіваюся знайдуться товариші яким буде цікаво.