لافتة LED مضيئة (تفعيل السطوع): 4 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

في هذا الدليل ، قمت بتوثيق كيفية إنشاء علامة LED باستخدام مستشعر الظلام / الضوء ودائرة باهتة PWM مضمنة.

لقد شعرت بالملل من الكريسماس ولحقت معًا بمشروع سريع مستوحى من مقدمة فيديو youtube لـ "GreatScott!". تخيلت وضع اسمي في الأضواء ، لكنني اعتقدت أن لحام أكثر من 150 مصباح LED بالتوازي ليس بالأمر الصعب ، لذلك اعتقدت أنني سأجعله أكثر إثارة للاهتمام.

تحتوي إشارات LED الخاصة بي على دائرة استشعار مظلمة / ضوئية لتشغيلها ليلاً وإيقافها في النهار. أضفت لاحقًا أيضًا دائرة PWM لضبط سطوع LED (انتهى الأمر بمصابيح LED الموجودة في سلة المهملات الخاصة بي لتصبح فائقة السطوع: -S). معظم هذا الإصدار من العناصر التي أمتلكها بالفعل بدلاً من البحث عن أشياء جديدة لتوفير المال ، لذا قبل أن تسأل لماذا استخدمت مكون X بدلاً من Y …… الآن أنت تعرف:-)

الخطوة 1: مفاهيم الدائرة

هناك العديد من الطرق المختلفة التي يمكن من خلالها بناء الدوائر الفاتحة / المظلمة ، والطرق الأكثر شيوعًا تستخدم إحدى الدوائر التالية (تستخدم الثلاثة جميعها LDR أو مقاومًا يعتمد على الضوء في الإدخال):

• مؤقت 555 مع ترانزستور على السن 3
• LDR كجزء من مقسم الجهد الذي يقوم بتشغيل ترانزستور NPN
• جهاز مقارنة الجهد (op-amp / Comparator IC)

نظرًا لأن لدي العديد من أجهزة op-amp المتنوعة والمقارنات في صندوق أجزائي ، فقد قررت استخدام LM311. يقوم المقارنة ببساطة بمقارنة الفولتية المدخلة على مدخلاته. يكون الناتج مرتفعًا عندما تكون المدخلات هي نفسها / أكبر ، أو منخفضة عندما يكون أحد المدخلات أقل من الآخر. في حالتي عندما يكون جهد LDR أعلى من الجهد المرجعي الذي حدده مقياس الجهد ، يتم سحب الناتج عالياً ، مما يؤدي إلى تنشيط مرحل صغير ، والذي ينشط مصابيح LED التي يتم التحكم فيها في السطوع. يتم وضع مكثف في الدائرة لمنع التبديل السريع للمرحل عندما يتأرجح جهد الدخل أعلى وأسفل الجهد المرجعي. يمكن استخدام MOSFET هنا ولكن مرة أخرى كان لدي الكثير من المرحلات الصغيرة لاستخدامها لذا استخدمت واحدة منها بدلاً من ذلك.

بالنسبة لدائرة PWM ، استخدمت المؤقت 555 الكلاسيكي لتغيير الجهد إلى مصابيح LED (انظر التخطيطي المرفق).

ملاحظة: في PWM التخطيطي Rload هو LED Matrix الذي تريد التحكم فيه ، في مخطط السطوع Rload هو تقنيًا دائرة PWM في هذه الحالة ، ولكن يمكنك تبديل الحمل مباشرة إذا أردت.

الخطوة الثانية: بناء دائرة اختبار

من المخططات ، قمت ببناء دارات اختبار على لوحتين منفصلتين واختبرت مبدئيًا باستخدام مصباح LED واحد. الجانب الأيمن هو كاشف الظلام / الضوء ، والجانب الأيسر هو دائرة PWM. تقوم دائرة كاشف السطوع بتبديل / إيقاف تشغيل الدائرة بأكملها وتقوم دائرة PWM بضبط جهد الإمداد لمصفوفة LED.

كنت أعتزم إيقاف تشغيل شاحن للهاتف المحمول 5V ، 1A من خلال موصل micro USB. كانت الدائرة عرضة للتبديل السريع بالقرب من نقطة التبديل الخاصة بها (خاصة عند الغسق عندما تكون مستويات الضوء ذات سطوع متوسط) لذلك قمت بوضع مكثف كبير غير ضروري 2200 فائق التوهج عبر الترانزستور لعقد جهد التبديل أثناء انخفاض الجهد. اعتمادًا على مقدار التيار ، ستحدد أحواض التحميل الخاصة بك مقاومة الحمل الفعالة وبالتالي تشكل جزءًا من شبكة RC مع المكثف. يمكن إيجاد مقدار الوقت الذي يحتفظ فيه المكثف بجهد الشحن باستخدام صيغة ثابت الوقت t = R x C. يجب أن تكون قادرًا على حساب قيمة مناسبة باستخدام هذه الصيغة. في الواقع ، يجب أن تحافظ على مكونات تخزين الطاقة مثل المكثفات منخفضة قدر الإمكان لتقليل استهلاك الطاقة غير الضروري.

لقد استخدمت Loch-Master لإخراج اسم أردت أن ألحم به مصابيح LED مقاس 5 مم. أحب استخدام لوح الشريط الطولي بمسافة 2.54 مم (المعروف أيضًا باسم فيروبورد). يتم لحام جميع مصابيح LED بالتوازي (هذه ليست ممارسة جيدة ، حيثما أمكن ، يجب عليك قصر التيار على كل مصباح LED فردي بمقاوم منفصل).

الخطوة 3: التجميع

تتضمن الخطوة التالية كمية غير ضرورية من الغراء الساخن. إنه مثالي للأشخاص الكسالى مثلي الذين يريدون فقط الانضمام إلى الأشياء بسرعة.

بمجرد رسم الاسم باستخدام Loch-master ، قمت بتلحيم جميع مصابيح LED بالتوازي. تم لحام كل من دوائر PWM والسطوع على قطعة واحدة من اللوح الشريطي. تم فصل LDR عن الدائرة الرئيسية على الخيوط الطائرة بحيث يمكن لصق المستشعر نفسه في فتحة في مقدمة الإطار. ثم تم تركيبها على قطعة من مادة PVC العازلة ، والتي تم لصقها بعد ذلك على الجزء الخلفي من مصفوفة LED.

بمعرفة أبعاد مصفوفة LED من Loch-Master ، صنعت إطارًا أسود من PVC لإحاطة مصفوفة LED وجعلها تبدو جميلة. لقد صنعت قالبًا ليناسب صفحة A4 بحيث يمكن طباعته على ورق ووضعه على لوح فوم أسود بحجم 5 مم. بعد ذلك ، قمت بتسجيل القالب باستخدام شريط لاصق وقص الوسط والحواف بعناية بسكين حرفة. لقد صنعت أيضًا واحدة مطابقة بدون الفتحة في المنتصف للظهر. ثم تم عرض المحيط على مصفوفة LED ولصقه ببساطة. ثم تم لصق كلتا الدائرتين على الجزء الخلفي من اللوح الشريطي LED (لاحظ أنه تم فصلهما باستخدام بعض PVC).

أخيرًا ، تمت إضافة لوحة خلفية باستخدام مسامير M3 تم إدخالها من الفواصل الأمامية والفواصل السوداء (الفواصل) المثبتة بها. سمح ذلك للوحة الخلفية بأن تكون مترابطة في الأعلى وتثبيتها في مكانها بواسطة ستة صواميل وغسالات M3.

الخطوة 4: استمتع

أتمنى أن تكون قد استمتعت بهذا المشروع المتقطع في عطلة نهاية الأسبوع. هناك مجال كبير للتحسين في هذا الأمر لأنه كان مجرد متعة ، لكنني آمل أن ألهمك لتصنع بنفسك. يمكنك استخدام دائرة PWM فقط بمفردها وتغيير سطوع مصابيح LED اعتمادًا على مستويات الإضاءة اعتمادًا على الوقت من اليوم.

يمكن استخدام مبادئ الدائرة لأشياء أخرى رائعة مثل منظمات الحرارة (استبدل LDR بمقاس حراري) أو أدوات التحكم في السرعة المتغيرة للمحرك بدائرة PWM.