Как сделать плавное включение светодиодной ленты
Плавный розжиг и затухание светодиодов: особенности, устройство, схема
Помимо чисто декоративной функции, например, подсветки автосалона, применение плавного включения, или розжига, имеет основательное практическое значение для светодиодов – существенное продление срока службы. Поэтому рассмотрим, как сделать своими руками устройство для решения такой задачи, стоит ли вообще самостоятельно его мастерить или лучше купить готовое, что для этого потребуется, а также какие варианты схем при этом доступны для любительского изготовления.
Покупать или делать самому
Первейший вопрос, возникающий при необходимости включения в схему модуля плавного розжига светодиодов, это сделать ли его самостоятельно или купить. Естественно, легче приобрести готовый блок с заданными параметрами. Однако у такого способа решения задачи есть один серьезный минус – цена. При изготовлении своими руками себестоимость такого приспособления снизится в несколько раз. Кроме того, процесс сборки не займет много времени. К тому же, существуют проверенные варианты устройства – остается лишь обзавестись нужными компонентами и оборудованием и правильно, в соответствии с инструкцией их соединить.
Обратите внимание! Лэд-освещение находит широкое применение в автомобилях. Например, это могут быть дневные ходовые огни и внутренняя подсветка. Включение блока плавного розжига для светодиодных ламп позволяет в первом случае существенно продлить срок эксплуатации оптики, а во втором – предотвратить ослепление водителя и пассажиров резким включением лампочки в салоне, что делает подсветительную систему более визуально комфортной.
Что нужно
Чтобы грамотно собрать модуль плавного розжига для светодиодов, потребуется набор следующих инструментов и материалов:
Однако прежде чем приступить к самостоятельному изготовлению блока плавного пуска/затухания для светодиодов, необходимо ознакомиться с принципом его работы.
На изображении представлена схема простейшей модели устройства:
В ней три рабочих элемента:
Резисторно-конденсаторная цепь, основанная на принципе RC-задержки, по сути и управляет параметрами розжига. Так, чем больше значение сопротивления и емкости, тем дольше период или более плавно происходит включение лед-элемента, и наоборот.
Рекомендация! В настоящий момент времени разработано огромное количество схем блоков плавного розжига для светодиодов на 12В. Все они различаются по характерному набору плюсов, минусов, уровню сложности и качеству. Самостоятельно изготавливать устройства с пространными платами на дорогостоящих компонентах нет резона. Проще всего сделать модуль на одном транзисторе с малой обвязкой, достаточный для замедленного включения и выключения лед-лампочки.
Схемы плавного включения и выключения светодиодов
Существует два популярных и доступных для самостоятельного изготовления варианта схем плавного розжига для светодиодов:
Рассмотрим, из каких элементов они состоят, каков алгоритм их работы и главные особенности.
Простая схема плавного включения выключения светодиодов
Только на первый взгляд схема плавного розжига, представленная ниже, может показаться упрощенной. В действительности она весьма надежна, недорога и отличается множеством преимуществ.
В ее основе лежат следующие комплектующие:
Устройство работает от источника питания постоянного тока на 12 В по следующему принципу:
Процесс угасания лед-элемента идет по обратному принципу – после снятия питания (размыкания «управляющего плюса»). При этом конденсаторный модуль, постепенно разряжаясь, передает потенциал емкости на блоки R1 и R2. Скорость процесса регламентируется номиналом элемента R3.
Основным элементом в системе плавного розжига для светодиодов является транзистор MOSFET IRF540 полевого n-канального типа (как вариант можно использовать российскую модель КП540).
Остальные компоненты относятся к обвязке и имеют второстепенное значение. Поэтому нелишним будет привести здесь его основные параметры:
Важно! Ввиду того, что быстрота розжига и затухания светодиода полностью зависит от величины сопротивления R3, можно подобрать необходимое его значение для задания определенного времени плавного пуска и выключения лед-лампочки. При этом правило выбора простое – чем выше сопротивление, тем дольше зажигание, и наоборот.
Доработанный вариант с возможностью настройки времени
Нередко возникает необходимость изменения периода плавного розжига светодиодов. Рассмотренная выше схема не дает такой возможности. Поэтому в нее нужно внедрить еще два полупроводниковых компонента – R4 и R5. С их помощью можно задавать параметры сопротивления и тем самым контролировать скорость зажигания диодов.
Приведенные выше версии схем предполагают управление по плюсу, однако в некоторых ситуациях требуется контроль по минусу. В таком случае система будет иметь обратную полярность. Поэтому в ней нужно поставить конденсатор наоборот – чтобы плюсовой заряд шел на транзисторный исток. Кроме того, необходимо заменить и сам транзистор, теперь он должен быть p–канального типа, к примеру, IRF9540N.
Основные выводы
Плавный розжиг светильников на основе светодиодов популярен в автоподсветке. Кроме того, медленное включение лед-элементов позволяется продлить срок их службы, независимо от места установки. Такое устройство можно купить или изготовить самостоятельно. В последнем случае оно обойдется гораздо дешевле. Для сборки потребуются следующие материалы и инструменты:
Механизм прибора плавного розжига для светодиодов работает на принципе задерживания, возникающего в цепи «резистор-конденсатор». При этом существуют две основные схемы – простейшая и с возможностью регулировки времени зажигания. Последняя отличается от первой наличием двух резисторов с контролируемым сопротивлением. Чем выше его значение, тем дольше период медленного пуска, и наоборот.
Если вы имеете опыт сборки схемы плавного розжига светодиодов, рассмотренных или иных версий, обязательно поделитесь полезным опытом в комментариях.
Самая простая схема плавного розжига светодиодов
Недавно решил собрать схему, которая позволила бы мне любую светодиодную ленту (будь то в автомобиле или дома) плавно разжигать.
Изобретать велосипед я не стал, и решил немного поGoogleить При поиске почти на каждом сайте находил схемы, где светодиодная нагрузка сильно ограничивается возможностями схемы. Мне же хотелось, чтобы схема всего лишь плавно поднимала напряжение на выходе, чтобы диоды плавно разгорались и схема было обязательно пассивной (не требовала дополнительного питания и в режиме ожидания не потребляла бы ток) и обязательно была бы защищена стабилизатором напряжения для увеличения срока жизни моей подсветки.
А так как плат пока я травить не научился, то решил что сначала нужно освоить самые простые схемы и при монтаже использовать готовые монтажные платы, которые как и остальные компоненты схемы, можно приобрести в любом магазине радиодеталей.
Для того что собрать схему плавного розжига светодиодов со стабилизацией мне нужно было приобрести следующие компоненты:
Вообще, готовая монтажная плат достаточно удобная альтернатива так называемому методу «ЛУТ» где с помощью программы Sprint-Layout, принтера и того же текстолита можно собрать почти любую схему. Так вот, новичкам следует всё таки сначала освоить более простой вариант, который значительно проще и что самое главное «прощает ошибки» и так же не требует наличия паяльной станции.
Немного упростив исходную схему решил её перерисовать:
А если же вы, как и я, успели позаботиться о стабилизации, то вам нужна ещё более простая схема:
R3 — 10К Ом
R2 — 51К Ом
R1 — от 50К до 100К Ом (сопротивлением этого резистора можно управлять скоростью розжига светодиодов).
С1 — от 200 до 400мк Ф (можно и выбрать другие ёмкости, но превышать 1000мк Ф не стоит).
На тот момент мне нужны были две платы плавного розжига:
— для подсветки ног
— для плавного розжига приборной панели
Так как о стабилизации светодиодов подсвечивающих мои ноги я уже давно позаботился, то в схеме розжига КРЕНка уже была не нужна. Подробнее о самом простом и надёжном способе стабилизации читайте в этом сообществе, ну или на «худой конец» в моём БЖ.
Достоинствами данной схемы является то, что подключаемая нагрузка зависит только от возможностей блока питания (аккумулятора авто), и от полевого транзистора IRF9540N, который очень надежен (дает возможность подключить через себя 140Вт нагрузки при токе до 23А (информация из интернета). Схема сможет выдержит 10 метров светодиодной ленты, но тогда транзистор придется охлаждать, благо в таком исполнении можно закрепить на полевик радиатор (что конечно приведёт к увеличению площади схемы).
При первом тестировании схемы было снято коротенькое видео:
Изначально R1 стоял номиналом 60К Ом и мне не понравилось то что розжиг до полной яркости занимал около 5-6 секунд, в последствии к R1 был допаян ещё один резистор на 60К Ом и время розжига уменьшилось до 3 секунд, что для подсветки ног было самое то.
А так как схему розжига для подсветки ног необходимо было подключать в разрыв основной схемы питания, то не долго думая как же её заизолировать, просто запихнул её в кусок велосипедной камеры.
Подключив схему плавного розжига снял ещё одно видео:
На этом всё, благодарю всех тех кто всё таки смог дочитать сей пост до конца.
Конечно же для кого то это будет жёстким баяном, но надеюсь найдутся товарищи которым будет интересно.
Плавное включение светодиодов
Пришла мне тут как-то в голову мысль, что некрасиво, когда такая замечательная штука, как светодиодная лента загорается сразу, как лампочка Ильича прям. И навеяна эта мысль была моим фокусом с плавным включением света в салоне 🙂
Я решил, что хочу сделать приборчик, который позволил бы мне любую светодиодную ленту (будь то в автомобиле или дома) разжигать так же плавно. И хоть я себе в машину еще и не поставил светодиодной подветки никуда, но в планах она есть, так что решил на счет приборчика заморочиться.
Выдумывать велосипед не стал, решил поискать в интернете. При поиске почти на каждом сайте наталкивался на схемы, где светодиодная нагрузка сильно ограничивается возможностями схемы. Мне же хотелось, чтобы схема лишь плавно поднимала напряжение на выходе, чтобы диоды плавно разгорались и затухали при выключении.
Дополнительными требованиями были:
1. Наличие управляющего сигнала, который активирует схему. Например, включение тумблера на приборке, закрытие двери, активация какого-либо устройства.
2. Схема в режиме ожидания не должна потреблять заряд аккумулятора
И такую схемку я нашел 🙂 Авторские права нарушать не будем, образец взял отсюда. У исходной схемы пришлось поменять все номиналы сопротивлений, ибо время розжига около 50 (сек) меня никак не устраивало. Мне даже поначалу показалось, что схема вообще не работает, пока мультиметром не померял. Поэтому внес изменения, и вот результат:
Розжиг происходит примерно за 3 секунды, затухание — примерно столько же.
Принцип работы у нее такой:
Управляющий сигнал поступает через входной диод КД522Б от чего-нибудь (например, при открывании двери). Затем ток начинает поступать через резистор 750(Ом) на базу транзистора КТ503В. Транзистор открывается и через него и резистор 4,7(кОм) начинает заряжаться конденсатор 1000(мкФ). При этом напряжение на нем плавно возрастает и через резистор 10(кОм) поступая на вход полевого транзистора IRF9540.
Транзистор постепенно открывается, плавно увеличивая напряжение на выходе схемы.
При отключении управляющего напряжения КТ503В закрывается. Конденсатор разряжается на вход IRF9540 через резистор 4(кОм).
После разрядки конденсатора схема перестает потреблять ток и переходит в ждущий режим. Потребляемый ток в режиме ожидания незначителен.
При необходимости изменить время розжига и затухания светодиодов:
1. Для увеличения времени розжига нужно увеличить сопротивления резистора 4,7(кОм). Для уменьшения — уменьшить 🙂
2. Для увеличения времени затухания — провести те же манипуляции с резистором 4(кОм).
3. Можно еще поиграться с величиной емкости (главное не ставьте номинал напряжения ниже 16В).
Что я использовал:
1. Емкость 16В, 1000мкФ
2. Транзисторы КТ503В, IRF9540
3. Резисторы 750Ом, 10кОм, 4,7кОм, 4,0кОм.
4. Диод КД522Б
Достоинствами данной схемы является то, что подключаемая нагрузка зависит только от возможностей блока питания (аккумулятора авто), и от полевого транзистора IRF9540, который очень надежен (дает возможность подключить через себя аж 140Вт нагрузки при токе до 23А аж! зы — не верится, но в описании такая инфа указана). Так что если у вас хороший блок питания — то вперед! Схема выдержит хоть 10 метров светодиодной ленты влегкую 🙂 (правда, возможно, полевик придется охлаждать).
Вот как все это выглядит в сборе:
Надеюсь, вам понравилась моя статья и вы примените данную схему в своем автомобиле (или квартире) и будете получать еще большее удовольствие от вождения!
► Плавный розжиг/затухание светодиодов (схема)
Приветствую Вас, дорогие друзья! Постоянные читатели наверняка помнят запись в моём БЖ с просьбой помочь разобраться со схемой плавного розжига. Хотелось бы кратко напомнить, в чём заключалась проблема. Тогда, уже почти месяц назад, я спаял всё согласно схеме, найденной на просторах Драйва, но работал плавный розжиг, к сожалению, не так, как должен. Перед тем, как начать плавно разгораться, диоды тускло мигали один раз (иногда просто тускло горели) и потом только начинается плавный старт. Светодиоды должны не сразу разжигается, а через 3-4 секунды, но изначально не мигать и не светиться вообще. Схему пробовал собирать как на монтажной плате, так и без платы вовсе – но диоды все равно тускло мигали. Перепробовал я тогда множество различных вариантов, но так и не смог добиться правильной работы.
Перечитав кучу форумов, пообщавшись со многими людьми, пришел в итоге к выводу, что схема является неверной, обрубком правильной рабочей полной схемы. Хотелось бы отметить, что “обрубленная” схема умеет только плавно разжигать диоды (да и то с миганием), а плавного затухания уже нет. Хотел также поблагодарить Тиму за советы!
Итак, теперь объясню, в чём же была ошибка в схеме, из-за которой я больше месяца провозился с изготовлением платы плавного розжига. Так как я достаточно далек от радиотехники, то объясню простым языком. В правильной полной схеме линия, подключенная к «постоянному минусу» разорвана установленным транзистором КТ503 и замыкается только после подачи на транзистор положительного управляющего сигнала. То есть получается, что плата плавного розжига постоянно подключена к «плюсу» и «минусу» («минус» общий на светодиоды и на элементы платы), но на светодиоды «минус» “поступает”, а на элементы платы – нет (так как линия разорвана транзистором КТ503). В “обрубленной” схеме почему-то этот транзистор был убран вовсе, но минус при этом остался общим, поэтому и работала схема не совсем правильно, и не было плавного затухания.
Принцип работы схемы (информация из интернета):
Управляющий «плюс» поступает через диод 1N4148 и резистор 4,7 кОм на базу транзистора КТ503. При этом транзистор открывается, и через него и резистор 68 кОм начинает заряжаться конденсатор. Напряжение на конденсаторе плавно растет, и далее через резистор 10 кОм поступает на вход полевого транзистора IRF9540. Транзистор постепенно открывается, плавно увеличивая напряжение на выходе схемы. При снятии управляющего напряжения транзистор КТ503 закрывается. Конденсатор разряжается на вход полевого транзистора IRF9540 через резистор 51 кОм. После окончания процесса разряда конденсатора схема перестает потреблять ток и переходит в режим ожидания. Потребляемый ток в этом режиме незначителен.
“Обрубленная” схема с небольшими поправками подходит только для подключения с управлением по «минусу» (например для подсветки салона, где управление от концевиков дверей). При таком раскладе нужно все равно разорвать «общий минус» («минус» с ленты постоянно подключен к питанию, «минус» с платы является управляющим). Ниже привожу правильные схемы с «управляющим минусом и плюсом» соответственно.
Схема с управляющим минусом:
Схема с управляющим плюсом:
В этот раз изготавливать схему решил методом ЛУТ (лазерно-утюжная технология). Делал я это первый раз в жизни, сразу скажу, что ничего сложного нет. Для работы нам понадобится: лазерный принтер, глянцевая фотобумага (или страница глянцевого журнала) и утюг.
К О М П О Н Е Н Т Ы:
■ Транзистор IRF9540N
■ Транзистор KT503
■ Выпрямительный диод 1N4148
■ Конденсатор 25V100µF
■ Резисторы:
— R1: 4.7 кОм 0.25 Вт
— R2: 68 кОм 0.25 Вт
— R3: 51 кОм 0.25 Вт
— R4: 10 кОм 0.25 Вт
■ Односторонний стеклотекстолит и хлорное железо
■ Клеммники винтовые, 2-х и 3-х контактные, 5 мм
═════════════════════════════════════════
Р А Б О Т А:
═════════════════════════════════════════
【1】В этой записи подробно покажу, как изготавливать плату с управляющим плюсом. Плата с управляющим минусом делается аналогично, даже чуть проще из-за меньшего количества элементов. Отмечаем на текстолите границы будущей платы. Края делаем чуть больше, чем рисунок дорожек, а затем вырезаем. Существует много способов резки текстолита: ножовкой по металлу, ножницами по металлу, с помощью гравера и так далее.
Я с помощью канцелярского ножа сделал бороздки по намеченным линиям, далее выпилил ножовкой и обточил края напильником. Также пробовал использовать ножницы по металлу – оказалось гораздо проще, удобнее и без пыли.
Далее прошкуриваем заготовку под водой наждачной бумагой с зернистостью P800-1000. Затем сушим и обезжириваем поверхность платы 646 растворителем с помощью безворсовой салфетки. После этого нельзя руками прикасаться к поверхности платы.
【2】Далее с помощью программы SprintLayot открываем и печатаем на лазерном принтере схему. Печатать необходимо только слой с дорожками без обозначений. Для этого в программе при печати слева вверху в разделе “слои” снимаем ненужные галочки. Также при печати в настройках принтера выставляем высокую четкость и максимальное качество изображения. Программу и чуть доработанные мной схемы залил для Вас на Яндекс.Диск.
С помощью малярного скотча приклеиваем на обычный лист А4 страницу глянцевого журнала/глянцевую фотобумагу (если их размеры меньше А4) и печатаем на ней нашу схему.
Я пробовал использовать кальку, страницы глянцевого журнала и фотобумагу. Удобнее всего, конечно, работать с фотобумагой, но в отсутствии последней и страницы журнала вполне сгодятся. Калькой же пользоваться не советую – рисунок на плате очень плохо пропечатался и получится нечётким.
【3】Теперь прогреваем текстолит и прикладываем нашу распечатку. Затем утюгом с хорошим прижимом проутюживаем плату в течение нескольких минут.
Теперь даем плате полностью остыть, после чего опускаем в ёмкость с холодной водой на несколько минут и аккуратно избавляемся от бумаги на плате. Если целиком не отдирается, то скатываем потихоньку пальцами.
Затем проверяем качество пропечатанных дорожек, и плохие места подкрашиваем тонким перманентным маркером.
【4】С помощью двустороннего скотча приклеиваем плату на кусочек пенопласта и помещаем в раствор хлорного железа на несколько минут. Время вытравливания зависит от многих параметров, поэтому периодически достаем и проверяем нашу плату. Хлорное железо используем безводное, разводим в теплой воде согласно пропорциям, указанным на упаковке. Чтобы ускорить процесс травления можно периодически покачивать ёмкость с раствором.
После того, как ненужная медь стравилась – отмываем плату в воде. Затем с помощью растворителя или наждачки счищаем тонер с дорожек.
【5】Затем необходимо просверлить дырочки для монтажа элементов платы. Для этого я использовал бормашинку (гравер) и сверла диаметром 0.6 мм и 0.8 мм (из-за разной толщины ножек элементов).
【6】Далее нужно облудить плату. Есть множество различных способов, я решил воспользоваться одним из самых простых и доступных. С помощью кисточки смазываем плату флюсом (например ЛТИ-120) и паяльником лудим дорожки. Главное не держать жало паяльника на одном месте, иначе возможен отрыв дорожек при перегреве. Берем на жало больше припоя и ведем им вдоль дорожки.
【7】Теперь напаиваем необходимые элементы согласно схеме. Для удобства в SprintLayot распечатал на простой бумаге схему с обозначениями и при пайке сверял правильность расположения элементов.
【8】После пайки очень важно полностью смыть флюс, в противном случае могут быть коротыши между проводниками (зависит от применяемого флюса). Сначала рекомендую тщательно протереть плату 646 растворителем, а потом хорошо промыть щеткой с мылом и высушить.
После сушки подключаем «постоянный плюс» и «минус» платы к питанию («управляющий плюс» не трогаем), затем вместо светодиодной ленты подсоединяем мультиметр и проверяем, нет ли напряжения. Если хоть какое-то напряжение все-таки присутствует, значит где-то коротит, возможно плохо смыли флюс.
Ф О Т О Г Р А Ф И И:
═════════════════════════════════════════
И Т О Г:
═════════════════════════════════════════
Проделанной работой я доволен, хоть и потратил достаточно много времени. Процесс изготовления плат методом ЛУТ показался мне интересным, и несложным. Но, не смотря на это, в процессе работы допустил, наверное, все ошибки, какие только возможно. Но на ошибках, как говориться, учатся.
Подобная плата плавного розжига светодиодов имеет достаточно широкое применение и может использоваться, как в автомобиле (плавный розжиг ангельских глазок, панели приборов, подсветки салона и т.п.), так и в любом другом месте, где есть светодиоды и питание от 12В. Например, в подсветке системного блока компьютера или декорировании подвесных потолков.
Всем спасибо за внимание! С удовольствием отвечу на все Ваши вопросы!