Light Up LED-teken (helderheid geactiveerd) - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

In deze instructable heb ik gedocumenteerd hoe je een LED-bord bouwt met een duisternis / lichtsensor en een PWM-dimmercircuit ingebouwd.

Ik verveelde me met Kerstmis en soldeerde een snel project aan elkaar, geïnspireerd door de YouTube-introvideo-intro's voor "GreatScott!". Ik had zin om mijn eigen naam in licht te zetten, maar ik dacht dat het parallel solderen van 150+ LED's niet zo'n uitdaging is, dus ik dacht dat ik het een beetje interessanter zou maken.

Mijn LED-borden hebben een donker/licht-detectiecircuit om 's nachts in te schakelen en overdag uit te schakelen. Ik heb later ook een PWM-circuit toegevoegd om de LED-helderheid aan te passen (de LED's die ik in mijn prullenbak had, waren uiteindelijk superhelder:-S). Het grootste deel van deze build is van dingen die ik al had in plaats van nieuwe dingen te zoeken om geld te besparen, dus voordat je vraagt waarom ik X-component heb gebruikt in plaats van Y … nu weet je het:-)

Stap 1: Circuitconcepten

Er zijn veel verschillende manieren waarop licht/donker circuits kunnen worden gebouwd, de meest gebruikelijke methoden gebruiken een van de volgende circuits (alle drie gebruiken een LDR of lichtafhankelijke weerstand op de ingang):

• Een 555 timer met een transistor op pin 3
• Een LDR als onderdeel van een spanningsdeler die een NPN-transistor activeert
• Een spanningsvergelijker (op-amp / vergelijker IC)

Omdat ik zoooo veel verschillende op-amp's en comparatoren in mijn onderdelenbak had, besloot ik een LM311 te gebruiken. De comparator vergelijkt eenvoudig de ingangsspanningen op zijn ingangen. De output is hoog wanneer de inputs gelijk/groter zijn, en of laag wanneer de ene input lager is dan de andere. In mijn geval, wanneer de LDR-spanning hoger is dan de referentiespanning die is ingesteld door de potentiometer, wordt de uitgang hoog getrokken, waardoor een klein relais wordt geactiveerd dat de helderheidsgestuurde LED's activeert. Er is een condensator in het circuit geplaatst om te voorkomen dat het relais snel wordt geschakeld wanneer de ingangsspanning boven en onder de referentiespanning oscilleert. Hier zou een MOSFET kunnen worden gebruikt, maar nogmaals, ik had nog heel veel kleine relais over om te gebruiken, dus in plaats daarvan gebruikte ik er een.

Voor het PWM-circuit heb ik de klassieke 555-timer gebruikt om de spanning naar de LED's te variëren (zie bijgevoegd schema).

Opmerking: in het PWM-schema is Rload de LED-matrix die u wilt regelen, in het helderheidsschema is Rload in dit geval technisch het PWM-circuit, maar u kunt de belasting desgewenst direct omschakelen.

Stap 2: Bouw een testcircuit

Van de schema's bouwde ik testcircuits op twee afzonderlijke breadboards en testte aanvankelijk met een enkele LED. De rechterkant is de donker/licht-detector en de linkerkant is het PWM-circuit. Het helderheidsdetectorcircuit schakelt het hele circuit aan/uit en het PWM-circuit past de voedingsspanning naar de LED-matrix aan.

Het was mijn bedoeling om een 5V, 1A oplader voor mobiele telefoons uit te schakelen via een micro-usb breakout-connector. Het circuit was gevoelig voor snel schakelen dicht bij het schakelpunt (vooral in de schemering wanneer de lichtniveaus een gemiddelde helderheid hebben), dus plaatste ik een onnodig grote 2200uF-condensator over de transistor om de schakelspanning vast te houden tijdens spanningsdips. Afhankelijk van de hoeveelheid stroom bepaalt uw belasting de effectieve belastingsweerstand en maakt dus deel uit van een RC-netwerk met de condensator. De hoeveelheid tijd dat de condensator de laadspanning vasthoudt, kan worden gevonden met behulp van de tijdconstante formule t = R x C. Met deze formule zou u een geschikte waarde moeten kunnen berekenen. In werkelijkheid moet u componenten voor energieopslag, zoals condensatoren, zo laag mogelijk houden om onnodig stroomverbruik te minimaliseren.

Ik gebruikte Loch-Master om een naam te plaatsen waar ik mijn 5 mm LED's aan wilde solderen. Ik gebruik graag longitudinale stripboard van 2,54 mm (ook bekend als veroboard). Alle LED's zijn parallel gesoldeerd (dit is geen goede gewoonte, waar mogelijk moet u de stroom tot elke individuele LED beperken met een aparte weerstand).

Stap 3: Montage

De volgende stap omvat een onnodige hoeveelheid hete lijm. Het is perfect voor luie mensen zoals ik die gewoon snel willen meedoen.

Nadat ik de naam met Loch-master had uitgezet, heb ik alle LED's parallel gesoldeerd. Zowel PWM- als helderheidscircuits werden op één stuk stripboard gesoldeerd. De LDR werd op losse kabels van het hoofdcircuit gescheiden, zodat de sensor zelf in een gat aan de voorkant van de ring kon worden gelijmd. Deze werden vervolgens op een stuk isolerend PVC gemonteerd, dat vervolgens zelf op de achterkant van de LED-matrix werd gelijmd.

Omdat ik de afmetingen van de LED-matrix van Loch-Master kende, heb ik een zwarte PVC-rand gemaakt om de LED-matrix te omringen en het er mooi uit te laten zien. Ik heb een sjabloon gemaakt dat op een A4-pagina past, zodat dit op papier kan worden afgedrukt en over 5 mm zwart foamboard kan worden geplaatst. Vervolgens heb ik de sjabloon met plakband afgeplakt en voorzichtig het midden en de randen uitgesneden met een hobbymes. Ik heb ook een bijpassende gemaakt zonder de uitsparing in het midden voor de achterkant. De rand werd vervolgens aangeboden tot aan de LED-matrix en eenvoudig vastgelijmd. Beide circuits werden vervolgens aan de achterkant van het LED-stripboard gelijmd (merk op dat deze zijn gescheiden met behulp van wat PVC).

Ten slotte werd een achterpaneel toegevoegd met behulp van M3-schroeven die vanaf de voorkant werden ingebracht en zwarte afstandhouders (stand-off's) erin bevestigd. Hierdoor kon het achterpaneel bovenop worden geschroefd en op zijn plaats worden gehouden door zes M3-moeren en ringen.

Stap 4: Geniet

Ik hoop dat je genoten hebt van dit sporadische weekendproject. Er is veel ruimte voor verbetering hierin, want het was gewoon een beetje leuk, maar ik hoop dat ik je heb geïnspireerd om er zelf een te maken. U kunt alleen het PWM-circuit op zichzelf gebruiken en de helderheid van de LED's variëren, afhankelijk van de lichtniveaus, afhankelijk van het tijdstip van de dag.

De circuitprincipes kunnen worden gebruikt voor andere coole dingen zoals thermostaten (verwissel de LDR met een thermistor) of motorvariabele snelheidsregelingen met het PWM-circuit.