Huidige gereguleerde LED-tester: 4 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:20

Veel mensen gaan ervan uit dat alle LED's kunnen worden gevoed met een constante 3V-stroombron. LED's hebben in feite een niet-lineaire stroom-spanningsrelatie. De stroom groeit exponentieel met de geleverde spanning. Er is ook de misvatting dat alle LED's van een bepaalde kleur een specifieke voorwaartse spanning hebben. De voorwaartse spanning van een LED is niet alleen afhankelijk van de kleur en wordt beïnvloed door andere factoren, zoals de grootte van de LED en de fabrikant. Het punt is dat de levensduur van uw LED kan afnemen als deze niet goed wordt gevoed. Hoewel er rekenmachines zijn die u de hoeveelheid weerstand vertellen die u in serie met uw LED moet verbinden, moet u nog steeds de bedrijfsspanning raden en huidig. LED's worden normaal gesproken niet geleverd met een gegevensblad en de specificaties waarmee ze worden geleverd, kunnen heel goed onnauwkeurig zijn. Met dit kleine circuit kunt u de exacte spanning en stroom bepalen die aan uw LED moet worden geleverd. De LED-tester is niet mijn oorspronkelijke idee. Ik kwam het hier tegen. Ik was min of meer mijn LED's aan het testen zoals hij deed voordat hij de tester maakte; aansluiten van een LED, een potentiometer, een voeding en een multimeter. Niet de meest elegante methode en vaak erg lastig. Een stroomregelaarcircuit was niet nieuw voor mij, maar het kwam nooit in me op om het als LED-tester te gebruiken. Ik vind mijn bord echter netter met de testpads/loops op een meer intuïtieve manier gerangschikt. En hoewel het geen raketwetenschap is om de PCB-lay-out van de schema's te maken, lever ik mijn lay-out voor uw gemak. Als u de website van de oorspronkelijke auteur bekijkt, zult u merken dat ik iets extra's in mijn tester heb. Hij gebruikte een dubbelzijdig bord, dus hij kan het zich veroorloven om de componenten aan de ene kant te solderen en de grote platte pads aan de andere kant. Ik had geen dubbelzijdige borden meer op het moment dat ik de mijne maakte. In eerste instantie dacht ik eraan om gewoon een extra klein stukje bord rug aan rug met het moederbord te hebben en de twee aan elkaar te solderen om een gedeeltelijk dubbelzijdig bord te krijgen. Toen dacht ik dat ik misschien een socket kon maken zodat de grote testpads verwijderbaar zijn en voor ander gebruik op een breadboard kunnen worden aangesloten. Toen ik me voorstelde hoe het eruit zou zien, realiseerde ik me dat het een vrij hoog profiel zou hebben en dacht ik aan een oplossing om de hoogte te verkleinen. Toen bedacht ik dat ik waarschijnlijk de ruimte eronder zou kunnen gebruiken en een magneet zou kunnen toevoegen zodat de LED's (zowel doorgaande gaten als SMD) aan de pads blijven plakken zonder dat ik ze daar vasthoud. Ik testte het idee snel uit met een magneet en enkele componenten en het leek te werken. Het kwam pas in me op om een Instructable op de LED-tester te schrijven toen ik de Get The LED Out! wedstrijd. Ik gebruikte de LED-tester al geruime tijd, dus dit werd gedocumenteerd na voltooiing en het kan zijn dat er geen foto's van het lopende project zijn. Als er iets is dat moet worden opgehelderd of uitgelegd, aarzel dan niet om een opmerking te plaatsen. vind dat elk onderdeel zijn eigen gids verdient: - Nog een snelle PCB-prototypingmethode - Magnetische SMD-adapter (Surface Mount Device) - Trimpot-draaigereedschap

Stap 1: Lijst met componenten

Componenten voor het hoofdcircuit:1x 9V batterij1x 9v batterijclip1x 2-pins vrouwelijke header connector (pinnen & behuizing)3x 1-pin SIL socket1x 2-pins mannelijke header1x 2-pins haakse mannelijke header1x Kortsluitblok1x 100nF condensator1x 1N4148 diode1x LM317LZ positief verstelbaar regulator1x 39 ohm weerstand1x 500 ohm vierkante horizontale trimpot1x vrouwelijke header1x 8-pins IC-socket (alleen nodig als u de adapter maakt)1x 50 mm x 27 mm met koper beklede plaatMaterialen voor de magnetische SMD-adapter (optioneel): 1x magneet2x 4-pins mannelijke header1x 12 mm x 27 mm met koper bekleed bord De condensator en diode zijn niet cruciaal voor de werking van dit circuit. Ik heb ze gebruikt om mijn bord er voller uit te laten zien. Ik heb de waarde van de weerstand verlaagd tot 39 ohm (kan moeilijker te vinden zijn) in plaats van 47 ohm, zodat mijn tester een maximum van ongeveer 32mA kan leveren. De versie van David Cook kan tot ongeveer 25mA leveren. Ik gebruik wel enkele high power LED's en 25mA is nog niet genoeg 32mA voor korte duur zou relatief onschadelijk moeten zijn voor zwakkere LED's. Je kunt een weerstand van 47 ohm gebruiken als je tevreden bent met 25mA max. Je kunt de max en min uitgangsstroom bepalen door de waarde van de referentiespanning op de LM317LZ (1,25V op basis van mijn datasheet) te delen over de waarde van je sense-weerstand (trimpot + weerstand om correct te zijn). Min uitgangsstroom (trimpot ingesteld op max van 500 ohm): 1,25V / (500 ohm + 39 ohm) = 0,0023A = 2,3mAMax uitgangsstroom (trimpot ingesteld op min van 0 ohm): 1,25 / (0 ohm + 39 ohm) = 0,0321A = 32,1m. Gebruik de bovenstaande vergelijkingen om een LED-tester te maken met een ander stroomuitgangsbereik als u dat wenst. Houd er rekening mee dat de LM317LZ beperkt is tot een maximale uitgangsstroom van 100mA. U hebt ook soldeerapparatuur nodig, wat dubbelzijdig plakband (voor het bevestigen van de PCB aan de batterij) en PCB-fabricagetools en -materialen (afhankelijk van de gebruikte methode). Je zou dit allemaal al beschikbaar moeten hebben als je ooit thuisbrouwelektronica had gedaan.

Stap 2: Schakelschema en lay-out

Kijk naar de afbeeldingen voor het schema en de indeling. U kunt dit Instructable raadplegen voor aanwijzingen over het vervaardigen van de PCB. De Instructable gebruikt dit circuit als voorbeeld, zodat u het direct kunt volgen. Vergeet niet om de pin-out van uw regelaar te controleren. Ik heb ook een PDF van de lay-out bijgevoegd die u kunt afdrukken. NIET schalen tijdens het afdrukken als u de lay-out wilt gebruiken als masker voor fotolithografie of toneroverdracht.

Stap 3: Beschrijving en details

Krimp de vrouwelijke connectorpinnen met de draden van de 9V batterijclip. U kunt in plaats daarvan gepolariseerde headers gebruiken als u wilt voorkomen dat de stroom op de verkeerde manier wordt aangesloten. Ik heb geen gepolariseerde headers gebruikt omdat ik er geen bij de hand had en de diode is er voor bescherming tegen omgekeerde spanning. De testlussen zijn een geweldig idee dat ik schaamteloos heb aangesloten vanuit de Robot Room. Dit zijn gewoon een lus van koperdraad tussen twee nabijgelegen gaten. Merk op dat mijn testlussen een beetje lelijk zijn omdat ik vergat ze voor te vertinnen voordat ik ze op de print soldeer. Tegen de tijd dat ik me realiseerde dat ik het vergeten was, had ik de printplaat al op de batterij geplakt en wilde ik hem niet verwijderen, vandaar het lelijke vertinnen. Vergeet niet om de jouwe voor te vertinnen! De testlussen zijn geweldig om aan te knippen met krokodillenklemmen of vast te haken met testhaken/clips. Ik gebruikte een enkelzijdig koperen bord, dus er was geen manier om testpads aan de bovenkant te hebben. Zelfs als ik een dubbelzijdig koperen bord zou gebruiken, zou ik een manier nodig hebben om de onderste laag met de bovenste laag te verbinden. Het probleem is dat ik niet van via's houd die gemaakt zijn met het solderen van een draad tussen de twee lagen, het is lelijk. Mijn oplossing was om SIL-sockets te gebruiken. SIL staat voor Single In-Line voor degenen onder u die het niet weten. Deze zijn vergelijkbaar met machinaal bewerkte IC-sockets, maar in plaats van twee rijen is er maar één. De sockets zijn als normale headers, omdat je een rij met zoveel pinnen kunt breken of afsnijden als je wilt. Breek/knip eenvoudig 3 1-pins stopcontacten af (één voor elke testpad). Breek/knip vervolgens de plastic houder af om het geleidende deel te onthullen. Merk op dat de pin vier diameters heeft. Snijd het smalste uiteinde weg. Het volgende smalste uiteinde wordt in uw PCB gestoken, dus uw gat en koperen pad moeten worden vergroot. De sockets bieden een mooie put om de puntige uiteinden van uw multimeter-sondes in te steken. Het hoort niet te passen, maar helpt voorkomen dat de sondes gaan schuiven. Je kunt er ook draden insteken en misschien aansluiten op de ADC-poort van je microcontroller. De magnetische SMD-adapter wordt via een IC-socket op de tester aangesloten. U moet hiervoor de normale versie IC-sockets gebruiken, omdat mannelijke headers niet passen in met machine bewerkte IC-sockets. Splits gewoon een 8-pins IC-socket en soldeer op de printplaat. Je kunt net als ik nog een stap verder gaan en alle kleine uitsteeksels wegvijlen voordat je gaat solderen, zodat alles mooi plat zit. Als u dit doet, vijlt u onvermijdelijk een klein deel van het geleidende deel weg dat niet veel schade aanricht. De header-pinnen op de adapter zijn opzettelijk ingekort zodat deze volledig in de socket past. Hierdoor ligt de header vlak tegen de socket zonder tussenruimte, wat een mooier uiterlijk en een lager algemeen profiel oplevert. Raadpleeg deze Instructable voor een handleiding over het maken van de magnetische SMD-adapter.

Stap 4: Hoe de tester te gebruiken?

Er zijn twee manieren om een LED te testen. Ten eerste kun je hem aansluiten op de vrouwelijke header. Op basis van de eerste afbeelding is de anode het bovenste gat en de kathode het onderste gat. Ten tweede kunt u de magnetische SMD-adapter gebruiken. Plaats gewoon de LED-aansluitingen op de adapter en hij blijft daar plakken. Evenzo is de anode het bovenste kussen en de kathode het onderste kussen. De magnetische SMD-adapter is, zoals de naam al doet vermoeden, bedoeld voor het testen van SMD-LED's. Ik heb geen SMD-LED's bij de hand, maar de magnetische SMD-adapter werkt zoals te zien is toen ik hem testte met een gewone diode. De pads zijn ook geweldig om snel de draden van uw LED aan te raken om te controleren op polariteit, kleur en helderheid. U hoeft zich geen zorgen te maken over het kortsluiten van de pads, aangezien de stroom beperkt is tot maximaal 32mA. Er wordt geen schade aan het circuit of de batterij toegebracht. Deze tester is ontworpen voor het gemak van het meten van de spanning en stroom. U kunt de testpads of de testlussen gebruiken. De middelste testpad/-lus is gebruikelijk. Het bovenste testkussen/lus (zie 1e afbeelding) is voor het meten van spanning en het onderste testkussen/lus is voor het meten van stroom. Bij het meten van stroom moet u het kortsluitblok verwijderen. Voor intuïtieve doeleinden is de jumper tussen de middelste en onderste testpads/loops geplaatst. Ervan uitgaande dat uw LED geen specificaties heeft, zou u willen weten hoeveel stroom en spanning deze moet leveren om de gewenste helderheid te krijgen. Sluit eerst je multimeter aan om de stroom te meten en verwijder het kortsluitblok. Plaats uw LED op de tester en stel de trimpot in (u kunt dit eenvoudig hulpmiddel maken door aan de knop te draaien) totdat u tevreden bent met de helderheid. Als u niet zeker bent van de maximale stroom die u aan uw LED kunt leveren, is het meestal veilig om uit te gaan van een optimale werkstroom van 20 mA. Noteer hoeveel stroom er door de LED vloeit (laten we aannemen dat het 25mA is). Vervang vervolgens het kortsluitblok en meet de spanning. Noteer het (laten we aannemen dat het 1,8 V is). Stel nu dat u deze led wilt voeden met een 5V-voeding. Je zou dan 3,2V moeten laten vallen van de 5V om de 1,8V te bereiken die nodig is om je LED van stroom te voorzien (5V - 1,8V = 3,2V). Omdat we weten dat je LED 25mA verbruikt, kunnen we daarom de weerstand berekenen die nodig is om 3,2V te laten vallen uit de vergelijking V / I = R.3.2V / 0,025A = 128 Ohm. Je kunt nu een weerstand van 128 ohm in serie schakelen met je LED en voeding het met 5V om de exacte helderheid te krijgen die je wilt. Meestal kunt u geen weerstand vinden met de exacte weerstandswaarde die u hebt berekend. In dat geval wilt u misschien voor de zekerheid de volgende hoogste weerstandswaarde krijgen. Veel plezier met testen!