Використовуючи змінний резистор для затемнення світлодіода

Моє запитання таке: Чи можна використовувати змінний резистор для контролю яскравості світлодіода?

Я спочатку планував використовувати потенціометр та MCU для контролю яскравості за допомогою ШІМ, але це було б трохи складніше :). Отже, я можу просто підключити світлодіод прямо до своїх акумуляторів через змінний резистор, щоб контролювати яскравість?

Теоретично, так, ви можете використовувати горщик для контролю яскравості світлодіода. На практиці не так багато.

Для початку припустимо, що світлодіод має 2,0 В, 20 мА, а наш блок живлення має 5 В. Якби ми хотіли стандартного резистора, що обмежує струм, він повинен був становити 150 Ом, щоб обмежити струм до 20 мА. I $V_F$$I_F$

З горщиком ми також хочемо послідовно фіксований резистор на 150 Ом. Причиною цього є те, що горщик опуститься до 0 Ом, і ми не хочемо нічого підірвати в такому випадку. Тож, поклавши туди резистор 150 Ом, буде встановлений максимальний струм 20 мА через світлодіод.

Скажімо також, що ми хочемо, щоб струм світлодіода знизився до 1 мА. Якщо горщик не має надзвичайно високого опору, він не знизиться до 0 мА, і 1 мА здається розумною нижньою межею. Щоб зробити цю роботу, наш горщик повинен бути приблизно 2 К Ом.

Проходячи математику, максимальне розсіювання потужності на горщику становить коли це близько 8%, а опір - 160 Ом. У цьому випадку розсіювання в горщику становить приблизно 0,016 Вт - що добре для майже кожного горщика. Незважаючи на це, це важливий крок, щоб переконатися, що ви не підпалите ваш горщик.

Але тут важлива річ: людське око має логарифмічну реакцію на яскравість. Скажімо, ми маємо на 100% потужність, що проходить через світлодіод, і ми хочемо його вимкнути. Потрібно знизитися до приблизно 50%, перш ніж ми будемо вважати це розумним. Наступним кроком вниз буде 25% тощо.

По-іншому, якби наша ручка була позначена від 1 до 10, то 10 буде 100%, 9 - 50%, 8 = 25%, 7 = 12%, 6 = 6%, 5 = 3% тощо.

Проблема полягає в тому, що стандартний горщик не зовсім так робить. Він буде працювати, і світлодіод буде тьмяним. Але значна частина діапазонів горщиків (можливо, 50%) буде по суті марною, виробляючи дуже незначну зміну яскравості.

Можливо, ви зможете скористатися звуковим каналом, який має логарифмічну конусність, але я здогадуюсь, що частина журналу йде в неправильному напрямку. (Вибачте, незважаючи на те, що я працюю в аудіо, я не використовую конуси конуса журналу.)

Так що так, ви можете використовувати горщик. Це може не дати тобі ефекту, якого прагнеш.

Так, ти можеш. Девід не помиляється, що якби у вас був лише один змінний опір послідовно з резистором, його регулювання не здавалося б дуже лінійним щодо сприйнятої яскравості. Але якщо ввести паралельно деякі резистори, картинка змінюється:

Я перевірив ці значення за допомогою червоного світлодіода, і він працює досить чудово. Ви могли б зробити всю математику, але насправді найпростіше проставити її на дошці та грати зі значеннями, поки не отримаєте потрібну відповідь. Це працює, тому що по мірі збільшення струму через паралельну комбінацію R2 і D1 динамічний опір (тобто опір, який ви могли б зрозуміти, виходячи із закону Ома при напрузі і струмі, що спостерігається на одну точку) D1 зменшується, і він краде більше струм від R2. Думайте про них як про паралельні резистори. Відносини не зовсім логарифмічні, але вони досить тісні, про які ніхто не може розмовляти необачно.

Ви також можете дуже добре просто підключити діод між склоочисником R1 і землею і прокласти R1 через силові рейки. Ефективно половина R1 стає R2. Проблема тут полягає в тому, що при низькому діапазоні ходу горщика напруга на склоочисника недостатньо висока, щоб увімкнути світлодіод.

Я не хвилювався, що R1 перейде до нуля, оскільки більшість горщиків цього не роблять. Перевірте свій горщик і додайте ще або близько серій з R1, якщо це проблема.$180\Omega$

У мене щойно трапився світлодіодний драйвер з регульованою яскравістю, який використовує ШІМ. Можливо, надмірність, але це справно працює:

3V нижче специфікації для NE555, але він все одно працює. Виберіть варіант CMOS 555, щоб обійти це, або використовуйте більше 3В.

Цікавим у цій схемі є те, що, принаймні теоретично, вона є більш ефективною, ніж керування світлодіодом через резистор. Резистор перетворює надлишкову напругу в тепло, але, використовуючи індуктор, ви можете зберігати енергію на одній напрузі, а потім випускати її при різній напрузі з (теоретично) без втрат.

Звичайно, це лише доказ концепції, не настільки ретельно розробленої та майже напевно набагато складнішої, ніж потрібно, але я подумав, що було б цікаво поділитися хоч би в освітніх цілях.