Світлодіодне акцентне світло, який повільно тьмяніє, коли виймається з джерела живлення

Ми всі грали з різними трансформаторами та джерелами живлення, які мають світлодіодний індикатор, який тьмяніє перед тим, як вийти повністю, коли джерело живлення відключено.

Я працюю над розробкою акцентного світла, який би включав напівпрозорий джерело світла кристала (можливо, виготовлений із смоли або скла, якщо я можу знайти дешевого постачальника), що містить світлодіоди та певну електроніку та базу, яка подаватиме електричний струм. Для геймерів це може здатися дещо схожим на камінь Велькінда. Моє запитання - який найпростіший спосіб змусити світлодіоди повільно тьмяніти (скажімо, протягом 2-10 секунд), коли кристал виймається з основи? Схожий на вимкнений трансформатор, але з навмисним і контрольованим затемненням.

Я щойно придбав кілька світлодіодів і планую побудувати тестову систему протягом наступних двох-двох місяців. Ці світлодіоди є у 5-метровій смузі, поділеній на 3 серії світлодіодів, які працюють паралельно та оцінюються у 12 В. Я не знаю рейтинг підсилювачів світлодіодів, але я здогадуюсь в діапазоні 20 м (те, що я прочитав, є середнім для яскраво-білого). Я, ймовірно, буду використовувати 4 серії на загальну суму 12 світлодіодів у тестовій збірці. Світлодіодна смуга

Якщо в мене вбудований трансформатор від джерела змінного струму в базу, я здогадувався, що можу використовувати ряд конденсаторів паралельно резистору для зберігання електроенергії та повільно розряджати її у світлодіодах. Але я ентузіаст-самоучка, тому я, чесно кажучи, не знаю, чи це насправді спрацює. Я також не знаю кількості та номіналів конденсаторів та резисторів, які мені знадобляться.

Якщо у мене трансформатор вбудований у кристал, трансформатор і випрямляч затримають би невелику кількість електроенергії, але я не думаю, що це буде майже достатньо, щоб забезпечити той ефект, який я шукаю, тому щось інше повинно бути додано, щоб він тривав кілька секунд.

Нікедовий акумулятор з керуючою електронікою - це буквально моя остання можливість досягти цього ефекту, і я, мабуть, відмовиться від ідеї, перш ніж перейти до програмування власної плати.

Це моє головне питання. Якщо хтось хоче закинути деякі думки про те, як підключити кристал до основи, я відкритий для пропозицій. Мій початковий план полягав у тому, щоб просто мати прямий зв'язок мідь з міддю з основою. Але я нещодавно розглядав систему зарядки ЕМ (схожий на powermat або ці бездротові зарядні ліхтарики, які має мій батько). Проблема з бездротовим зв’язком полягає в забезпеченні постійного живлення світлодіодів, хоча це і безпечніше. Я також досить багато дізнався вже про побудову джерела живлення з ознайомлення з цим сайтом SE, але якщо у когось є якісь пропозиції щодо цього, я теж все чую. Для тестової збірки я, ймовірно, підключую його до джерела живлення для комп’ютера або до джерела живлення для ноутбука, якщо я можу знайти 12 В на Гудвіллі або в локальному магазині електроніки.

Якщо я змушу тест-модель працювати, я планую побудувати, можливо, десяток таких конструкцій для акцентного освітлення навколо мого будинку.

Питання викликало мій інтерес достатньо, щоб створити експеримент. Я змінив параметри питання в одному з ключових аспектів: Замість світлодіодної смуги з кількома світлодіодами послідовно підключив 3 синіх світлодіода (V _f = ~ 2,8 Вольт кожен) паралельно , з одним резистором 100 Ом для обмеження струму на всі 3, до монети 0,047 фарадів, 5,5 вольт типу "суперкап материнської плати".

Я знаю, обмін резистором - це дійсно погана практика, тому просто використовуйте окремі резистори для власного експерименту.

Суперкап заряджався з пари лужних осередків АА (~ 3,12 Вольт через конденсатор через 3 хвилини), потім дроти до акумулятора витягувались.

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

Хоча ефект затемнення був очікуваним результатом, результати були вражаючими: світлодіоди залишалися світитися при зменшенні інтенсивності більше хвилини після відключення акумулятора. Ось відео, яке я взяв з експерименту.

Причина, коли світлодіоди загорялися настільки довше, ніж очікувалося, полягає в тому, що типовий світлодіод продовжує світитися майже до 5% від свого номінального струму. У випадку використання світлодіодів, які я використовував, приблизно за 1 хвилину вони були досить помітні , якщо тьмяний, лише 1 мА розділений між усіма трьома.

Остаточно світлодіоди зменшилися до нуля, можливо, через 15 хвилин.

Висновки :

• Набагато менша ємність, ніж суперконденсатор Фарада 0,047, що використовується тут, буде кращим для передбаченої мети.
• Якщо потрібно використовувати 12-вольтову стрічку 20 мА замість світлодіодів паралельно, тоді набір з 3 цих суперкапок монет буде працювати: серійна ємність приблизно 0,0157 Фарада забезпечить тривалість затемнення ближче до цілі ОП 2 - 10 секунд, замість нестерпно тривалої 1-хвилинного затемнення, що спостерігається у відео.
• Причина деяких раніше розміщених обчислень ємності, включаючи мій власний коментар 0,5 Фарада, була далеко не знаковою, тому, що зменшення потокового струму через розряд, тобто саме ефект, що затребуваний, не враховувався.
• З будь-яких коментарів, які можуть виникнути з приводу "неприпустимо високого" ШОЕ цих суперкапок материнської плати, зрозуміло, що теорія повинна бути підкріплена практичним експериментом, як це зроблено для цієї відповіді.

Суперконденсатор, який я використав, продається за $ 2 на пару , включаючи міжнародну доставку, на eBay:

Не зовсім ті десятки чи сотні доларів, які я та інші раніше згадували.

Додано завдяки розмові з @DavidKessener :

• Якщо використовуються кілька суперзаглушек послідовно і заряджаються на більш високу напругу для струни, ніж номінальна напруга окремого конденсатора, для продовження терміну експлуатації конденсаторів потрібні зміщення резисторів. Без цього конденсатори заряджатимуться нерівномірно і з часом швидше загинуть.
• Виходячи з цього додатка Максвелла і, приймаючи струм витоку на конденсатор 10 мкА ( фактичний струм витоку цих конкретних ковпачків значно нижчий, тому навіть безпечніший ), ми отримуємо значення 55 кОм для проходження резисторів зміщення 10 x 10 = 100 uA, тому додайте 3 нових Резистори 56k, як показано нижче, для використання напруги 12 В і світлодіодної стрічки 12 Вольт

^{моделювати цю схему}

TL494 , як правило , використовується в джерелах живлення в якості механізму управління для понижуючого або підвищує комутатора, але може бути легко використаний для управління ШІМ світлодіода, а так як кожен з його вихідних транзисторів може раковину 200mA.

Погляньте на звіт про додаток TI SLVA001E, "Проектування комутаційних регуляторів напруги за допомогою TL494 (Rev. E)", щоб побачити, як перевести його в режим безперервного використання та використовувати DTC для керування вихідними ШІМ; RC-шлейф на штифті DTC повинен бути достатнім для поступового зменшення робочого циклу після зняття пристрою.

Редагувати:

Ось неоптимізована схема, яку можна використовувати. Зверніть увагу, що для роботи світильника потрібен власний блок живлення.

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

S1 може бути або важільним мікроперемикачем, або якоюсь парою контактів, з'єднаних з електропровідним матеріалом. Коли S1 закритий, DTC утримується до 0В, що забезпечує максимальний робочий цикл ШІМ, а отже, яскравість світлодіода. Коли S1 відключена, C1 повільно заряджається через дільник напруги R1 / R2, повільно збільшуючи DTC напругу і тим самим зменшуючи робочий цикл ШІМ до 5%.