Як можна підключити 9-позиційний перемикач, щоб кожна позиція ввімкнула ще один світлодіод, ніж попередній?

У мене є дев'ятисторонній комутатор, як у цього хлопця:

І я намагаюся зрозуміти, як я можу включити один світлодіод із положенням 1, 2 з позицією 2, аж до всіх 9 у положенні 9.

Очевидно, я можу повторити всю проводку для світлодіодів у кожній позиції, але це здається дурним.

Моя ідея полягає в тому, що при такому макеті, як показано нижче, перемикач представляв би обведену червону лінію (показану в положенні 3), яка подовжуватиметься праворуч у кожному наступному положенні, поки не з'єднає всі вогні. Як я можу це зробити?

Ось низькотехнологічне рішення, яке вимагає багато деталей. Показано лише 4 позиції, вам потрібно 45 діодів на 9 позицій.

Sunyskyguy має розумне рішення, якщо у вас є висока напруга.

Використовуючи регульоване джерело струму для їх освітлення, послідовно підключайте світлодіоди та коротко відключайте сегмент, який ви хочете бути темним.

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Ви можете, можливо, використовувати перетворювач для підвищення рівня долара, щоб зробити 30 В, якщо у вас ще немає відповідної напруги.

Ось простий спосіб побудувати його за допомогою модуля LM2596S:

1. Зніміть потенціометр і обидва великі конденсатори
2. Підключіть один із врятованих конденсаторів між + в і + вихід (позитивне значення до + в) і встановіть керамічний конденсатор 1uF там, де був вихідний конденсатор.
3. Підключіть резистор 100 Ом від виходу до центральної клеми потенціометра.

Змінено таким чином, це створить негативну напругу на клемах виходу та буде діяти як ток потужністю 12,5 мА на центральному клемі потенціометра (з джерелом на + вихід), якщо живлення подається між + в і + вихід.

^{моделювати цю схему}

або XL6009 buck-boost-модуль можна модифікувати. цього разу просто вийміть потенціометр і додайте резистор 100 Ом, підключіть 3-30 В до нірмальних вхідних клем і підключіть світлодіодну струну до виходу та резистора.

^{моделювати цю схему}

Якщо ви не приєднані до конкретного вимикача, отримайте «прогресивний поворотний перемикач» для його заміни. Це працює так само, як ваш малюнок.

Один із способів домогтися прогресивного світлодіодного освітлення при повороті поворотного вимикача - це використання потокової раковини на загальному перемикачі, а потім підключення світлодіодів через клеми селекторного вимикача, як показано нижче. Поданий мийка постійного струму - це недорогий спосіб отримати мийку 20 мА для світлодіодів, щоб не було змін яскравості, оскільки кількість світлодіодів змінюється. Ця схема вимагає досить високої напруги живлення, що долає передні напруги падіння рядкового рядка до дев'яти світлодіодів.

Олдфарт і Меттман944 дають дуже схожі відповіді за участю складних діодних мереж. Якщо зміна яскравості є прийнятною, достатньо простої діодної драбини. Червоні світлодіоди, як правило, мають перепад напруги 2В, а діоди, як правило, мають перепад напруги 0,6 В, тому комбінований ефект перепаду напруги діода на сходах може бути значним.

З акумулятором 9 В та перемикачем у положенні 9, резистор обмеження струму для світлодіода 9 побачить 9-2 = 7 В, а обмежувач струму для світлодіода 1 побачить 9-2- (0,6 * 8) = 2,2 В, який буде привести до більш ніж втричі різниці струму через світлодіоди, якщо резистори, що обмежують струм, мають однакове значення.

Якщо ви наполягаєте на однаковій яскравості, потрібно було б включити всі діоди, рекомендовані Oldfart і Mattman944, але, маючи лише кілька додаткових діодів, ви можете пом'якшити різницю яскравості до сподівання непомітних рівнів. Додаючи ще три діоди зліва, як на малюнку вище, ми гарантуємо, що за допомогою перемикача в положенні 9 світлодіод 5 бачить таку ж напругу, що і світлодіод 8. Дійсні напруги через обмежуючі струми резистори наведені нижче. Зверніть увагу, що додатковий діод між 5 та 2 світлодіодами (не розглянуто в таблиці нижче) ще більше покращить ланцюг.

LED  Voltage across current limiting resistor
9             7
8    7-0.6   =6.4
7    7-0.6*2 =5.8
6    7-0.6*3 =5.2
5    7-0.6   =6.4
4    7-0.6*2 =5.8
3    7-0.6*3 =5.2
2    7-0.6*4 =4.6
1    7-0.6*5 =4

Інший спосіб врівноваження яскравості - це встановлення діодів у лініях до деяких світлодіодів, щоб навмисно збільшити падіння напруги. На кресленні вище додатковий діод вставляється в лінію від контакту перемикача 1 до світлодіода 1, так що світлодіод 1 бачить однакову напругу незалежно від того, перемикач знаходиться в положенні 1 або 2. Тоді обмежувач струму для світлодіода 1 може бути менше значення, ніж інші, щоб збалансувати яскравість цього світлодіода з іншими.

Це лише ідеї - для цього типу проектів найкращим чином можна виявити експеримент рівним рівнем яскравості та складності.

Ви можете використовувати буфер на такий світлодіод.

На цій діаграмі від R1 до R3 - резистори підтягування. Закриття будь-якого з комутаторів призведе до того, що буфер, безпосередньо підключений до нього, перейде до 0, що знижує всі буфери під ним. 4050 має 6 буферів. Вам знадобиться 2 з них на 9 світлодіодів.

Для цього рішення потрібна лише напруга для живлення 4050 (від 3 В до 20 В для CD4050B). Ви можете зв'язати стільки 4050, скільки вам подобається.

Якщо ви можете дозволити собі ще 0,5В краплі, ви можете використовувати масивний діод. Ось приклад з трьома світлодіодами, на які потрібно 6 діодів.
(Вибачте за SW, SW2 .., в лабораторії схеми немає символу обертового вимикача)

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Це може здатися непосильним, але це буде менше деталей і, можливо, менш дорогих, ніж деякі інші рішення для використання мікроконтролера. На багатьох плат Ardunio є понад 9 цифрових вихідних штифтів - ви можете керувати одним світлодіодом на кожному з дев'яти контактів. Налаштувавши вимикач різних точок дільника напруги та подавши його на один аналоговий штифт, ви могли визначити положення вимикача та засвітити все, що ви вирішили, що повинно засвітитися.

Я б не радив цього робити, якщо ви не хочете піднятися на криву навчання для FPGA (включаючи покупку програмувального струбка та розправлення з частиною SMT з великою кількістю штифтів), але ви можете використовувати решітку LCMXO2 серії із внутрішнім спалахом та генератором. Схема буде виглядати приблизно так (плюс деякі підключення живлення, роз'єм для програмування та байпаси):

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Програмне забезпечення для програмування (Lattice Diamond) підтримує VHDL та Verilog.

Якщо вам пощастило, ви можете встановити виходи на мінімальний струм і пропустити резистори.

Альтернативний підхід полягає у використанні LM3914 для керування світлодіодами з зовнішньою 10-резисторною драбиною, що працює від опорного напруги. Тоді поворотний вимикач просто вибирає напругу зі сходів, яка запалить необхідну кількість світлодіодів.

Це лише контур; наприклад, найвищий резистор сходів буде обраний для встановлення ступеневих напруг у межах допуску (який, на мій досвід, досить щільний) компараторів LM3914.

Крім того, у всій справі буде вичерпано живлення 3,3 В

Подібно до методу мікроконтролера, інший спосіб полягає у використанні ІМ-підсилювачів OP. Позитивні входи з'єднані разом і замість перемикача вони підключаються до потенціометра, який видає різну напругу. Негативні з'єднання підключаються до серії резисторів, щоб дати кожному різну напругу. По мірі повороту регулятора вогні вмикаються по черзі.

Цей тип ланцюга використовується в інверторах потужності, у яких є 10-ти сегментні світлодіодні смуги, щоб повідомити, скільки ампер перетворює потужність. Я вважаю, що вони мають всі АМ підсилювачі в одному ІС.

Я знаю, що це не точна відповідь на питання, оскільки він не використовує комутатор, але, швидше за все, виконує те, що ви хочете.

Редагувати 2: Ще можна використовувати звичайний комутатор, який з'єднує лише один контакт за один раз. Підключіть усі негативні входи змінного струму до низької напруги, як 1В. Потім підключіть кожен вихідний вимикач до кожного підсилювача позитивного входу. Покладіть на вхід комутатора великий резистор, як 100 к, і підключіть його до позитивного джерела живлення. Він повинен бути великим резистором, щоб не пропускати достатній струм, щоб світлодіод вгорі помітно увімкнувся, оскільки позитивні входи будуть підключені до світлодіодного анода з іншого підсилювача ОП. Тепер, коли ви вмикаєте вимикач, одночасно загориться один світлодіод. Щоб усі індикатори поруч із цим увімкнулися, просто підключіть вихід кожного АМ-підсилювача до позитивного входу під ним. Падіння напруги світлодіодів у прямому напрямку буде занадто високим у порівнянні з 1В напругою, щоб відвести достатньо напруги від позитивного входу підсилювального підсилювача, тому світлодіод не перешкоджатиме включенню підсилювача, але не Світлодіодні навантаження можуть бути. Це передбачає, що підсилювачі ОП - це лише тип поточного джерела. Поточне джерело та підсилювач підсилювачів не можна використовувати, оскільки це запобіжить зростанню позитивного входу іншого підсилювача. Багато ОП підсилювачів є тільки потоковими раковинами, тому в такому випадку світлодіоди повинні бути розташовані разом з катодами, що з'єднуються з входами підсилювача OP, а решта ланцюга перемикається навколо. Не забудьте використовувати резистори, що підтягуються або вниз, для підсилювачів OP, які підключені до вимикача. Те саме значення резистора, яке було використано для підключення вимикача до позитивного напруги, повинно бути нормальним.

Редагування 3: Схоже, хтось розмістив подібне, але простіше рішення, використовуючи буферні ІМС замість ОП.