24.04.2013

Простой ШИМ регулятор 0-100% для светодиодного светильника на 555 таймере, или модернизация торшера

    Как-то раз меня попросили... даже не знаю с чего начать, возможно это было так: "Нужен дешевый простой светильник на N-надцати светодиодах OSRAM  LUW W5AM-LXLY-6P7R-Z с крутилкой яркости", как оказалось позже - это был торшер, и светодиодов туда было решено поставить 4 шт, а драйвера - самый дешевый вариант, а именно - линейный стабилизатор тока на 350mA NSI50350AST3G.
    Вроде-бы все просто, блок питания на 12V, подложка на 4 светодиода (2х2 - последовательно-параллельное соединение), 4 драйвера в параллель, и какой-нибудь ШИМ для регулировки от выключенного состояния до максимума. И понеслось!

    Светодиоды светят на все 14W, оставляя ослепительные впечатления у сетчатки, драйвера греются рассеивая лишние 5W энергии в тепло, а ШИМ... да не было у нас изначально ШИМа.

    Для ШИМа я решил взять (в первый раз в своей жизни) универсальную микросхему - NE555. В интернете было найдено достаточно много схем ШИМа, и после сборки одной из них я получил крутилку яркости от 5% до 95%, что не подходило для данной конструкции и методом проб и ошибок, а так-же эмуляции всего этого безумия в Протеусе я достиг результата! Пришлось использовать таймер немножко "наоборот" - выход таймера используется для заряда/разряда конденсатора, а вывод разряда конденсатора использовать как выход.

Схема ШИМа 0-100%
    Схема была собрана на кусочке монтажной платы с двух сторон в 4 слоя и много раз переделывалась, так что фото пока-что не будет.

    Переменный резистор - самое критичное место схемы! Для плавной регулировки необходимо использовать резистор с Логарифмической зависимостью на сопротивление 10k - 100k (можно и другие, но частоту придется подобрать конденсатором).

    Во время экспериментов были мысли о использовании вместо таймера контроллера - оцифровывать напряжение с переменника, и выдавать соответствующее заполнение ШИМа, но нас "попустило")

    Небольшой фото отчет с будущей электроникой торшера:

Вся электроника
    Как видно на фото - пришлось добавить фильтры по питанию, транзистор ключа был выпаян первый попавшийся с материнской платы.

Светодиоды
    Для тестов поставили на мелкий радиатор (флюс обязательно будет смыт)).

ШИМ
    Будем надеяться что драйвера не отпаиваются от медных шин)

    Файлы для Proteus - PWM_555.zip (Осторожно! Схема отличается, но это сделано для обеспечения возможности работы в эмуляторе, в реальных условиях схема из статьи - работает).

15 комментариев:

  1. Прежде чем паять эту схему, хочу поинтересоваться: действительно работает, действительно 0%-100%?

    ОтветитьУдалить
  2. Действительно работает. Правда есть один минус при использовании мощных светодиодов - даже при 1% ШИМ светодиоды начинают достаточно светиться (на казусе даже эту тему поднимали и писали софтовый шим специально для светодиодов на микроконтроллер).
    0% есть, 100% - точно не помню, но возможно там 96%.
    К сожалению видео работы нет, но устройством довольны.

    ОтветитьУдалить
  3. Собрал вашу схему, однако 555 стала сильно греться ... покумекав решил поставить на выход токоограничительный резистор на 100 Ом. После чего схема заработала, однако регулировка яркости такая же как и прямой схеме.
    Я так понял, схема это результат моделирования, нет ли у вас рабочей схемы ???

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Если таймер греется - значит собрали что-то не правильно. На выходе полевик стоит? Перепроверьте все номиналы и схему. Это не только смоделированная схема, но и собранная в действительности, единственное - видео работы я снять не могу, так как устройство уже не у меня. В крайнем случае - посмотрите осциллографом что на выходе творится.

      Удалить
  4. Помогите с терморегулятором кулера до 1А

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. С регулятором не помогу, так как не собирал. В интернетах есть целая куча схем - выбирайте и пробуйте.

      Удалить
  5. Закиньте пожалуйста файл для протеус, а то я моделирую и не работает что-то?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Добавил в статью с небольшим дополнением. Я вот только не помню - на минимальном ШИМе тот импульс не воспринимается полевиком, или без резистора на 3-ей ноге его вообще нет.

      Удалить
  6. там 3 и 7 ножки перепутаны на схеме

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. "Пришлось использовать таймер немножко "наоборот" - выход таймера используется для заряда/разряда конденсатора, а вывод разряда конденсатора использовать как выход."
      Так-что там всё правильно. Если их поменять местами - минимальный ШИМ будет порядка 5%, а нам надо было 0.

      Удалить
  7. DooMmen, доброго дня! Очень интересная статья. Не очень силен во всем этом деле пока и возник вот какой вопрос: у меня имеется подключена 5 метровая светодиодная лента (самая распространенная, 3528, 4.8 Вт/метр) - если использовать Вашу схемку для регулировки яркости - ничего изменять не нужно (ну кроме как убрать коннектор J1 - у меня одна целая лента)? 24 Вт нагрузки для нее нормально? Заранее спасибо ))

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. В схеме ничего менять не придется. Транзистор, который на схеме, рассчитан на достаточно большой ток, так-что - выдержит.

      Удалить
  8. Скажите пожалуйста, если у меня питание 12в, а светодиод на 3 в, данная схема подойдёт?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Нет. Светодиод необходимо питать стабилизированным током, а для этого нужен драйвер или линейный стабилизатор тока.

      Удалить