Главная » Автоматика в быту
Призовой фонд
на сентябрь 2017 г.
1. 1000 руб
PCBWay
2. Осциллограф DSO138
Паяльник
3. Тестер компонентов MG328
Паяльник
4. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Светодиодный светильник с регулировкой яркости

Как быстро летит время и как медленно меняется мир вокруг нас… А если быть точнее, то «…как медленно свершаются дела»… Почти полтора года прошло, как собрался сделать небольшой светильник для подсветки клавиатуры и околоприлегающих поверхностей стола, уже и эксперименты с выбором нужного уровня освещённости были проведены, и кусок светодиодной ленты давно лежит и пылится (рис.1), и даже конструкция «вчерне» продумана, но что-то всё же сдерживало и мешало приступить к реализации. И очень не хотелось использовать сетевой блок питания. А так как мощности с USB разъёма слишком мало для комфортной работы, то единственный простой путь – поставить на задней стенке системника отдельный разъём и подать на него 12 вольт с блока питания компьютера. В общем-то, ничего сложного, но всё же до сегодняшнего времени никак не мог собраться и сдвинуть дело с мёртвой точки.


Рис.1

А тут осенило – надо привнести какую-нибудь радиолюбительскую задумку и всё пойдёт само собой. Ну, понятно же, что если в конструкции нет ничего, что надо паять и настраивать, то это скучно, пресно и неинтересно. Осталось придумать, что нужно светильнику для работы… Да, вроде, ничего кроме питания. Придётся что-то с ним делать. А что? Можно, к примеру, преобразователь DC-DC соорудить, можно регулировку напряжения для выставления нужного уровня освещённости. Преобразователь собирать – совсем уже бестолково, да и хватит умножать помехи в эфире, а вот регулировку напряжения питания – это уже что-то. Да и «изюминка» появляется – раз питание ленты 12 вольт и питание в компьютере тоже 12 вольт, то схему надо собрать так, чтобы для сохранения максимально возможной яркости свечения светодиодов, на регулирующем элементе было минимально возможное падение напряжения. Раз входное напряжение достаточно стабильное, то делать стабилизацию выходного смысла нет .

Для снижения напряжения потерь на регулирующем элементе была выбрана схема с применением p – n – p-транзистора (VT2 на рисунке 2) [1]. В таком включении потери не превышают 0,1…0,3 В при достаточно большом выходном токе. Регулировка выходного напряжения осуществляется резистором R5, изменяющим в небольших пределах напряжение на база-эмиттерном переходе транзистора VT1, который от этого меняет своё выходное сопротивление (выходной коллекторный ток) и это в свою очередь вызывает изменение база-эмиттерного напряжения на транзисторе VT2 и изменение его выходного сопротивления. Соответственно, регулировка происходит за счёт перераспределения напряжений (на транзисторе и на нагрузке).


Рис.2

Сначала для стабилизации напряжения открывания для транзистора VT1 использовался один стабилитрон КС133А, но при проверке схемы «по месту» было замечено изменение уровня освещённости в моменты запуска DVD-привода. Оказалось, что в эти моменты происходит небольшая и короткая просадка напряжения +12 В, а соответственно, и небольшое изменение уровня напряжения стабилизации. Но всё равно заметно, особенно в режиме максимального свечения светодиодов. Установка параллельно стабилитрону электролитического конденсатора большой ёмкости немного улучшала работу, но лучше оказалось установить ещё один предварительный каскад на стабилитроне VD1. Фильтр низких частот, собранный на элементах R1C1 стоит также для снижения пульсаций напряжения питания и хоть на резисторе происходит дополнительное падение напряжения, но всё же «плюсов» от его установки больше, чем «минусов».

Понятно, что при наличии большого количества разных стабилитронов можно позволить себе устанавливать два последовательных звена стабилизации, но у меня их не очень много, а зато есть элементы TL431 – регулируемые прецизионные шунтовые регуляторы, как называются они в даташите. Вот на одном из них и была собрана окончательная схема (рис.3).


Рис.3

Принцип работы точно такой же, что и у схемы на рисунке 2. Образцовое напряжение 2,5 В поступает на делитель R3R4R5R6. Резистор R4 – переменный и плавное изменение его сопротивления от минимума к максимуму приводит к плавному повышению напряжения 0148 на базе транзистора VT1 с 0,6 В до 0,7 В (примерно). Это заставляет его приоткрываться и напряжение на базе VT2 уменьшается 11,9 В до 11,23 В. И это, опять же, плавно переводит VT2 из состояния «почти закрытый» в состояние «почти полностью открытый». В последнем случае общие потери напряжения на резисторе R1 и транзисторе VT2 не превышают 0,27 В при токе в нагрузке около 0,11…0,12 А.

Настройка схемы заключается в проверке напряжения +2,5 В на стабилитроне VD1 и подборе сопротивления резистора R5 для обеспечения изменения выходного напряжения в необходимых пределах (например, от 0,1 В до 11,8 В).

Печатная плата (рис.4) размерами 40х40 мм разведена под обыкновенные выводные элементы. Постоянные резисторы – МЛТ 0,25 Вт и 0,5 Вт, переменный – SH-R115SR с шагом выводов 3,75 мм. Резисторы R5 и R6 при пайке можно поменять местами для удобства настройки. На рисунке показан вид на плату со стороны печати, т.е. при её изготовлении «лазерно-утюжным методом», нужно включать функцию «зеркально».


Рис.4

В компьютере на задней стенке установлен дополнительный разъём питания марки СР-50 (гнездо). В качестве шнура питания, подающего напряжение на плату, используется коаксиальный кабель РК-75-2 с разъёмом СР-50 (штекер) на одном конце. Другой конец кабеля впаян напрямую в печатную плату.

Теперь о конструктивном исполнении самого светильника. Сначала в качестве отражателя и держателя светодиодной ленты хотел применить подходящий по габаритам отрезок строительного металлического П-образного профиля, но он выглядит грубо и требует покраски. Затем попробовал использовать одну «половинку» от пластикового короба для прокладки кабеля («кабельканал»). Тоже как-то «не камильфо», но смотрится уже намного лучше. Походив по магазинам, остановил свой выбор на водопроводной металлопластиковой трубе диаметром 20 мм. Разрезал вдоль отрезок нужной длины и использовал ту половинку, что без маркировок. Сначала думал закрепить светильник на жёсткой стойке на клавиатуре, но потом решил, что нужно иметь некоторую свободу для его перемещения, поэтому сделал длинный гибкий пружинный держатель из стальной проволоки диаметром 1,5 мм. Но потом заменил её на медную диаметром 2,2 мм , так как стальная была слишком жёсткой для манипуляций.

Процесс в фотографиях. На рисунке 5 приготовленные заготовки – 17 см светодиодной ленты и кусок пластиковой водопроводной трубы длиной 23 см.


Рис.5

На рисунке 6 видно начало разреза трубы ножовкой по металлу.


Рис.6

Распил сделал почти до самого края - оставил не тронутыми около 2-3 см. Эти сантиметры нужны для того, чтобы сделать «ушко», к которому будет прикручена проволока – держатель светильника. Прорезал оставшееся расстояние ножницами по металлу (рис.7).


Рис.7

«Ушко» немного отогнул и просверлил в нём отверстие диаметром 4,5 мм (рис.8). Затем всё это аккуратно обработал ножницами, ножом, напильниками и наждачной бумагой до приобретения приемлемого вида.


Рис.8

К «ушку» прикрутил медную проволоку нужной длины (рис.9).


Рис.9

Провода, подводящие питание, припаяны к пластине из фольгированного текстолита. А потом уже от неё протянуты проводники к контактам «плюс» и «минус» ленты. На рисунке 10 видно, что проводов не 2, а 4 – это просто взято с запасом – мало ли что, может какое управление или контроль чего-либо захочется сделать, пусть будут… Кстати, проволоку тоже можно использовать как проводник…


Рис.10

Хоть светодиодная лента и имеет клеевую основу для крепления к поверхностям, но маленький радиус изгиба трубы никак не даёт ей нормально прикрепиться, поэтому лента в нескольких местах приклеена термоклеем (рис.11).


Рис.11

Печатная плата была закреплена в подходящем корпусе (от УКВ блока какого-то приёмника) и прикручена к куску ДСП (рис.12), который в свою очередь прикручен к вертикальной стенке стеллажа.


Рис.12

Пока ещё есть небольшие недоделки - ДСП не покрашена и проволочный держатель не обтянут белой термоусадочной трубкой, но всё уже работает и при вечерних сумерках за окном выглядит примерно как на рисунке 13. Это при средней яркости свечения светильника - запас по напряжению есть ещё большой.


Рис.13

Литература.
1.   Титце У., Шенк К. «Полупроводниковая схемотехника». Москва, изд. «Мир», 1982 год.

Андрей Гольцов, r9o-11, г. Искитим, май 2015

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
Рисунок №3
VT1 Биполярный транзистор
КТ315Г
1 Поиск в LCSCВ блокнот
VT2 Биполярный транзистор
КТ816Г
1 Поиск в LCSCВ блокнот
VD1 ИС источника опорного напряжения
TL431
1 Поиск в LCSCВ блокнот
C1 Конденсатор электролитический470 мкФ 16В1 Поиск в LCSCВ блокнот
C2 Конденсатор электролитический1 мкФ 16В1 Поиск в LCSCВ блокнот
R1 Резистор
1 Ом
1 МЛТ-0,5Поиск в LCSCВ блокнот
R2 Резистор
1.2 кОм
1 МЛТ-0,5Поиск в LCSCВ блокнот
R3 Резистор
8.2 кОм
1 МЛТ-0,25Поиск в LCSCВ блокнот
R4 Переменный резистор300 Ом1 SH-R115SRПоиск в LCSCВ блокнот
R5 Резистор
180 Ом
1 МЛТ-0,25Поиск в LCSCВ блокнот
R6 Резистор
2.7 кОм
1 МЛТ-0,25Поиск в LCSCВ блокнот
R7 Резистор
560 Ом
1 МЛТ-0,5Поиск в LCSCВ блокнот
R8 Резистор
820 Ом
1 МЛТ-0,5Поиск в LCSCВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 2
Я собрал 0 2
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 4.3 Проголосовало: 2 чел.

Комментарии (12) | Я собрал (0) | Подписаться

0
nikolsum #
Лучше вставить светики в клавиатуру
Ответить
0

[Автор]
r9o-11 #
Да, тоже вариант. Правда, хотелось ещё и стол осветить - на последнем фото не очень видно, но там можно достаточно спокойно текст книги читать.
Ответить
0
SOVA #
То, что вы сделали лампу своими руками, очень хорошо.
Но схем таких больше не выкладывайте!
Так проектировать нельзя! Никакой термостабильности и обратной связи. Повторяемость - ноль. Яркость уплывает от нагрева транзисторов.
Построили бы лучше управляемый генератор тока.
Ответить
0

[Автор]
r9o-11 #
Зачем термостабильность и ОС? Во-первых, на транзисторах никакого "заметного" тепла не выделяется - понятно, что при уменьшении напряжения на светодиодах на VT2 должно "падать" большее напряжение, но ведь и проходимый через него ток тоже уменьшается, а соответственно, перераспределяемая мощность не так уж и велика. В общем, за время всех отладочных экспериментов нагрев VT2 не разу небыл замечен, да и за прошедшее время работы изменения яркости свечения не заметно.
Во-вторых, даже если, вдруг, пришлось бы использовать более слаботочные транзисторы (или без расчётов), ручка регулировки ведь всегда на виду - можно и покрутить.
Питание через генератор тока проверялось. Тоже работает, можно применить. Схема была примерно как здесь (рис.2). Использовать можно только в том случае, если входное напряжение питания не превышает максимально допустимое для светодиодной ленты, иначе, при выходе из строя одной из ячеек, генератор повышает выходное напряжение.
Ответить
0
Юрий1947 #
О! Опять Искитим появился!
Нормально получилось, светодиодиков бы только побольше задействовать.
Отредактирован 03.06.2015 09:51
Ответить
0

[Автор]
r9o-11 #
Можно и больше... Конечно, при изменении режимов блока питания и конструкции подвеса (чтобы сам светильник не очень тяжёлый был, иначе одиночная проволока не будет держат форму).
Ответить
0
Юрий1947 #
Изменение режима - это исходя из потребляемой мощности? Ну, не вопрос, сейчас посчитаю, у меня только лента другая - собираюсь подсветку полок на столе делать.
Ответить
0

[Автор]
r9o-11 #
Да, надо посмотреть возможность отдавать транзистором VT2 нужный ток, исходя из статического коэффициента передачи тока VT2 и его тока базы. Возможно, понадобится перерасчёт сопротивлений резисторов R7, R8.
Ответить
0
халил #
Нормально, просто и удобно. А то как нагородят всего. У меня похожий светильник. Закреплен через два звена телескопички под монитором. Задвинул выдвинул. Только доработай крепление. Грубовато.
Ответить
0

[Автор]
r9o-11 #
Да, согласен, надо доработать... Только в нашем городишке сложно найти термоусадку без текстовой маркировки.
Ответить
0
Diemsion #
По мощности в ватах сколько?
Все компоненты под заказ беру, но мне сказали что элементы по мощности разные, хоть и по типу с номиналом одинаковые.
Ответить
0

[Автор]
r9o-11 #
Электрическая мощность определяется как произведение напряжения питания на ток, протекающий в нагрузке.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическое сопротивление?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Радиореле 220В
Радиореле 220В
Discovery V8 ELM327 OBD II — адаптер с поддержкой CAN
вверх