Categories: Electrònica pràctica, Fonts de llum
Nombre de visualitzacions: 55964
Comentaris sobre l'article: 1
Tota la veritat sobre l’enfosquiment de les llums LED: dimmers, controladors i teoria
L’ajust de la brillantor de les fonts de llum s’utilitza per crear una il·luminació còmoda d’una habitació o lloc de treball. Ajustant la brillantor, és possible organitzar diversos circuits que s’encenen per interruptors individuals. En aquest cas, obtindreu un canvi en la il·luminació a un pas, així com llums separades i apagades que poden causar molèsties.
Les solucions de disseny elegants i rellevants inclouen un ajustament suau de la il·luminació general, sempre que totes les làmpades estiguin enceses. Això permet crear un entorn íntim per a la relaxació, i brillant per a celebracions o treballar amb petits detalls.

Anteriorment, quan les fonts principals de llum eren llums incandescents i focus amb llums halògenes, no hi va haver problemes d’ajust. Es va utilitzar Modificador regular de 220 V en triac (o tiristors). El que normalment tenia forma de commutador, amb un pom rotatiu en lloc de tecles.
Amb l’arribada d’estalvi d’energia (làmpades fluorescents compactes) i, després, LED, aquest plantejament es va fer impossible. Recentment, la gran majoria de fonts de llum són llums i bombetes LED, i les llums incandescents estan prohibides per a ús amb finalitats d’il·luminació a molts països.
És interessant que ara a l’envàs de les làmpades incandescents domèstiques indiquin alguna cosa així com: “radiador de calor elèctric”.


En aquest article, coneixereu el principi de control de la brillantor dels LED, així com la seva aparença a la pràctica.
Teoria
Qualsevol díode semiconductor - Es tracta d’un dispositiu electrònic que transmet el corrent en una direcció. En aquest cas, el flux de corrent no depèn linealment del voltatge aplicat, sinó que s’assembla a una branca de parabola. Això vol dir que quan apliqueu un voltatge petit al LED, el corrent no fluirà.
El corrent circula només quan la tensió al díode supera el valor llindar. Per als díodes rectificadors ordinaris, oscil·la entre 0,3V i 0,8V, segons el material del qual està format el díode. Els díodes de silici assumeixen al voltant de 0,7V, el germani 0,3V. Díodes Schottky de l'ordre de 0,3V.
LED no va ser una excepció. El voltatge llindar del LED blanc és d’uns 3V, en general depèn del semiconductor a partir del qual es faci, el color de la seva brillantor depèn d’aquest. Per tant, la tensió del LED vermell és d’uns 1,7 V. Quan s’arribi a aquesta tensió, el corrent fluirà i el LED s’il·lumina. A continuació, veieu la característica de tensió actual del LED.

La brillantor del LED depèn de la força del corrent que el travessa. Això es reflecteix al gràfic següent.

La brillantor d’un LED teòric ideal depèn linealment del corrent, però en realitat les coses són una mica diferents. Això es deu a la resistència diferencial del díode ia la seva pèrdua de calor.
Segueix:
Un LED és un dispositiu alimentat per corrent, no per voltatge. En conseqüència, per ajustar-ne la brillantor, cal canviar la força actual.
Per descomptat, la intensitat actual depèn del voltatge aplicat, però, com es pot apreciar del primer gràfic, fins i tot un lleuger canvi de tensió comporta un augment incommensurat del corrent.
Per tant, ajustar la brillantor amb un simple reostat és un exercici inútil. En un esquema així, quan la resistència del reostat disminueixi, el LED s’il·lumina sobtadament i després de la seva brillantor augmentarà lleugerament, amb una tensió aplicada excessivament, començarà a escalfar-se i fallarà.

D’aquí ve la tasca: Ajusteu el corrent a un valor de tensió determinat amb un lleuger canvi.
Maneres de controlar la brillantor dels LED: reguladors lineals "analògics"
El primer que em ve al cap és utilitzar un transistor bipolar, perquè el seu corrent de sortida (col·lector) depèn del corrent d’entrada (base) inclòs al circuit general de col·lectors. Ja hem tingut en compte la seva feina. en un gran article sobre transistors bipolars.

Principi de funcionament:
Canvieu el corrent de base canviant la caiguda de tensió a la unió emissor-base amb l'ajut del potenciòmetre R2, calen resistències R1 i R3 per limitar el corrent amb el transistor obert màxim calculat segons la fórmula:
R = (U caiguda de subministrament U en la caiguda de LEDs-U en el transistor) / I llum.
Vaig comprovar aquest circuit, regula el corrent a través dels LED i la brillantor de la llum força bé, però hi ha un grau notable de pas a certes posicions del potenciòmetre, possiblement a causa del fet que el potenciòmetre era logarítmic i possiblement a causa del fet que qualsevol unió pn del transistor sigui la mateixa díode amb el mateix CVC.
El circuit estabilitzador actual és millor per a aquesta tasca. en estabilitzador regulable LM317, tot i que s’utilitza més sovint com a estabilitzador de tensió.

També es pot utilitzar per obtenir un corrent fix a una tensió constant. Això és especialment útil quan es connecten els leds a la xarxa de bord del cotxe, on la tensió a la xarxa amb el motor apagat és d’uns 11,7-12 V i, quan s’acaba, arriba als 14,7 V, la diferència és superior al 10%. També funciona molt bé quan és alimentat per una font d’alimentació.
El càlcul del corrent de sortida és força senzill:

Resulta una solució bastant compacta:

Aquest mètode no difereix en alta eficiència, sinó que depèn de la diferència de tensió entre l’entrada de l’estabilitzador i la seva sortida. Tota la tensió "es crema" a la Ke-LM. Les fórmules de pèrdua d’energia són determinades per la següent formula
P = Uin-Uout / I
Per augmentar l’eficiència del controlador, cal un enfocament radicalment diferent: un controlador d’impulsos o un controlador PWM.
Maneres d’ajustar la brillantor: ajust PWM
PWM significa la modulació d'amplada de pols. Es basa en encendre i apagar la potència de càrrega a alta velocitat. Així, obtenim un canvi de corrent mitjançant el LED, ja que cada cop rep el voltatge complet necessari per obrir-lo. S'encén i s'apaga ràpidament a tota la brillantor, però a causa de la inèrcia de la nostra visió, no ho notem i sembla una disminució de la brillantor.

Amb aquest enfocament, la font de llum pot produir ondulacions, no es recomana utilitzar fonts de llum amb ondulacions superiors al 10%. Els valors detallats de cada tipus d’habitació es descriuen a SNIP-23-05-95 (o 2010).
El treball amb llum polsant provoca un augment de fatiga, mal de cap i també pot causar un efecte estroboscòpic quan les parts giratòries apareixen immòbils. Això és inacceptable quan es treballa en torns, amb simulacres i altres coses.
Hi ha molts circuits i opcions per a l'execució de controladors PWM, per la qual cosa no té sentit enumerar-los. L’opció més senzilla és muntar un controlador PWM basat en xip de temporitzador NE555. Aquest és un xip popular. A continuació, veieu un esquema d’un tal enllumenador LED:

Però, de fet, es tracta d’un i el mateix circuit, la diferència és que aquí s’exclou un transistor d’alimentació i és adequat per ajustar 1-2 LEDs de baixa potència amb un corrent de desenes de mil·límetres. També s’exclou d’un estabilitzador de tensió del xip 555.

Com ajustar la brillantor de les làmpades LED de 220V
La resposta a aquesta pregunta és senzilla: bombetes led ordinàries pràcticament no regulat - és a dir. de cap manera. Per fer-ho, es venen làmpades LED amb dimmables especials, que s’escriuen a l’envàs o es dibuixa la icona del dimmer.

Potser la gamma més àmplia de làmpades LED dimmables és la que presenta GAUSS: diverses formes, dissenys i socles.
Per què és impossible enfosquir les làmpades LED de 220V
El fet és que el circuit d’alimentació de les làmpades LED convencionals es construeix a base d’una font d’alimentació de llast (condensador). O al diagrama convertidor de pols més senzill del primer tipus. Els dimmers de 220V, al seu torn, simplement ajusten el valor de tensió efectiu.

A la part davantera del treball hi ha aquests dimmers:
1. Dimmers que tallen la vora principal de la mitja ona (avantatge). Es tracta d’esquemes que més sovint es troben en els reguladors de la llar. Aquí es mostra un gràfic del seu voltatge de sortida:

2. Dimmers que tallen la vora final de la mitja ona (Falling Edge). Diverses fonts afirmen que aquests reguladors funcionen millor tant amb làmpades LED convencionals com amb dimmables. Però són molt menys habituals.

Segueix:
Les làmpades LED convencionals pràcticament no canviaran la brillantor amb un dimmer, a més, això pot accelerar la seva fallada. L’efecte és el mateix que en el circuit de reostats que es mostra a l’apartat anterior de l’article.
Val la pena assenyalar que les làmpades LED regulables més barates es comporten exactament igual que les habituals, però costen més.
Ajustant la brillantor de les làmpades LED: una solució racional de 12V
Per exemple, els llums LED de 12 V es troben distribuïts àmpliament a la base de focus G4, GX57, G5.3 i d’altres. El cas és que sovint en aquestes làmpades no hi ha un règim elèctric com a tal. Tot i que alguns s’instal·len a l’entrada pont de díodes i condensador de filtreperò això no afecta la possibilitat de regulació.

Això significa que és possible regular aquestes bombetes mitjançant el controlador PWM.

De la mateixa manera que s’ajusta la brillantor Tira LED. La versió més senzilla del regulador, com ara en el cablejat, a les botigues se solen anomenar com: "dimmer 12-24V per a tira LED".

Resisteixen, segons el model, uns 10 amperis. Si heu d'utilitzar una forma bonica, és a dir, Si en comptes d'utilitzar un commutador convencional, a la venda podeu trobar aquests dimmers de 12 V sensibles al tacte o opcions amb un pom giratori.

A continuació, es mostra un exemple d'ús d'aquesta solució:
Aplicat anteriorment Llums halògenes de 12 V eren alimentats per transformadors electrònics, i això va ser una gran solució. 12 volts és una tensió segura. Per alimentar aquestes làmpades en un transformador electrònic de 12V no funciona, necessiteu una font d’alimentació per a tires LED. En principi, es tracta de l’alteració de la il·luminació de les làmpades halògenes a les LED.
Conclusió
La solució més raonable per regular la brillantor de la il·luminació LED és utilitzar llums de 12 V o tires LED. Quan la brillantor disminueix, la llum pot parpellejar, per això podeu provar d’utilitzar un controlador diferent, i si feu un controlador PWM amb les vostres pròpies mans, augmenteu la freqüència PWM.
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com: