Site Loader

Применение светодиодов в электронных схемах — Меандр — занимательная электроника

Со светодиодами сейчас знакомы все. Без них просто немыслима современная техника. Это светодиодные фонари и лампы, индикация режимов работы различной бытовой техники, подсветка экранов компьютерных мониторов, телевизоров и много еще всяких вещей, о которых так сразу и не вспомнить. Все перечисленные устройства содержат светодиоды видимого диапазона излучения различных цветов: красного, зеленого, синего (RGB), желтого, белого. Современные технологии позволяют получить практически любой цвет.

Кроме светодиодов видимого диапазона излучения существуют светодиоды инфракрасного и ультрафиолетового свечения. Основная область применения таких светодиодов это устройства автоматики и управления. Достаточно вспомнить ПДУ различной бытовой техники. Если первые модели ПДУ применялись исключительно для управления телевизорами, то теперь с их помощью управляются настенные обогреватели, кондиционеры, вентиляторы и даже кухонная техника, например, кастрюли-мультиварки и хлебопечки.

Так что же такое светодиод?

По сути, светодиод мало чем отличается от обычного выпрямительного диода, — все тот же p-n переход, и все то же основное свойство односторонняя проводимость. По мере изучения p-n перехода выяснилось, что кроме односторонней проводимости он, этот самый переход, обладает еще несколькими дополнительными свойствами. В процессе эволюции полупроводниковой техники эти свойства изучались, развивались и совершенствовались.

Большой вклад в разработку полупроводников внес советский радиофизик Олег Владимирович Лосев (1903 — 1942). В 1919 году он поступил в знаменитую и известную до сих пор Нижегородскую радиолабораторию, а с 1929 году работал в Ленинградском физико-техническом институте. Одним из направлений деятельности ученого было исследование слабого, чуть заметного, свечения кристаллов полупроводников. Именно на этом эффекте и работают все современные светодиоды.

Это слабое свечение возникает при пропускании через p-n переход тока в прямом направлении. Но в настоящее время это явление изучено и усовершенствовано настолько, что яркость некоторых светодиодов такая, что можно просто ослепнуть.

Цветовая гамма светодиодов очень широка, практически все цвета радуги. Но цвет получается вовсе не изменением цвета корпуса светодиода. Это достигается тем, что в p-n переход добавляются легирующие примеси. Например, введение незначительного количества фосфора или алюминия позволяет получить цвета красного и желтого оттенков, а галлий и индий излучают свет от зеленого до голубого цвета. Корпус светодиода может быть прозрачным или матовым, если корпус цветной, то это просто светофильтр соответствующий цвету свечения p-n перехода.

Другим способом получения нужного цвета является введение люминофора. Люминофор – это вещество, дающее видимый свет при воздействии на него другим излучением, даже инфракрасным. Классический тому пример – лампы дневного света. В случае со светодиодами – белый цвет получается, если добавить люминофор в кристалл голубого свечения.

Для увеличения интенсивности излучения почти все светодиоды имеют фокусирующую линзу. Часто в качестве линзы используется торец прозрачного корпуса, имеющий сферическую форму. У светодиодов инфракрасного диапазона излучения иногда линза бывает на вид непрозрачная, дымчато-серого цвета. Хотя в последнее время инфракрасные светодиоды выпускаются просто в прозрачном корпусе, именно такие применяются в различных ПДУ.

Двухцветные светодиоды

Тоже известны практически всем. Например, зарядник для мобильного телефона: пока идет зарядка индикатор светится красным цветом, а по окончании зарядки зеленым. Такая индикация возможна благодаря существованию двухцветных светодиодов, которые могут быть разных типов. Первый тип это трехвыводные светодиоды. В одном корпусе содержатся два светодиода, например, зеленый и красный, как показано на рисунке 1.

 Рисунок 1. Схема подключения двухцветного светодиода

На рисунке показан фрагмент схемы с двухцветным светодиодом. В данном случае показан трехвыводный светодиод с общим катодом (бывают и с общим анодом) и его подключение к микроконтроллеру. В этом случае можно включить либо один, либо другой светодиод, либо сразу оба. Например, это будет красный или зеленый цвет, а при включении сразу двух светодиодов получится желтый. Если при этом с помощью ШИМ модуляции регулировать яркость каждого светодиода, то можно получить несколько промежуточных оттенков.

В этой схеме следует обратить внимание на то, что ограничительные резисторы включены отдельно для каждого светодиода, хотя, казалось бы, можно обойтись и одним, включив его в общий вывод. Но при таком включении яркость светодиодов будет изменяться при включении одного или двух светодиодов.

Какое напряжение нужно для светодиода Такой вопрос можно услышать достаточно часто, задают его те, кто не знаком со спецификой работы светодиода или просто люди весьма далекие от электричества. При этом приходится объяснять, что светодиод является прибором управляемым током, а не напряжением. Можно включить светодиод хоть на 220В, но при этом ток через него не должен превышать предельно допустимый. Это достигается включением последовательно со светодиодом балластного резистора.

Но все-таки, вспомнив о напряжении, следует заметить, что оно тоже играет большую роль, ведь светодиоды имеют большое прямое напряжение. Если для обычного кремниевого диода это напряжение порядка 0,6…0,7В, то для светодиода этот порог начинается от двух вольт и выше. Поэтому от одного гальванического элемента с напряжением 1,5В светодиод не зажечь.

Но при таком включении, имеется в виду 220В, не следует забывать о том, что обратное напряжение светодиода достаточно мало, не более нескольких десятков вольт. Поэтому, чтобы защитить светодиод от высокого обратного напряжения, принимаются специальные меры. Самый простой способ это встречно – параллельное подключение защитного диода, который может быть тоже не особо высоковольтным, например КД521. Под воздействием переменного напряжения диоды открываются поочередно, тем самым защищая друг друга от высокого обратного напряжения. Схема включения защитного диода показана на рисунке 2.

Рисунок 2.  Схема подключения параллельно светодиоду защитного диода

Двухцветные светодиоды выпускаются также в корпусе с двумя выводами. Изменение цвета свечения в этом случае происходит при изменении направления тока. Классический пример — индикация направления вращения двигателя постоянного тока. При этом не следует забывать, что последовательно со светодиодом обязательно включается ограничительный резистор.

В последнее время ограничительный резистор просто встраивается в светодиод, и тогда, например, на ценниках в магазине просто пишут, что этот светодиод на напряжение 12В. Также по напряжению маркируются мигающие светодиоды: 3В, 6В, 12В. Внутри таких светодиодов имеется микроконтроллер (его даже можно рассмотреть сквозь прозрачный корпус), поэтому всякие попытки изменить частоту миганий результатов не дают. При такой маркировке можно включать светодиод напрямую к блоку питания на указанное напряжение.

Разработки японских радиолюбителей

Радиолюбительством, оказывается, занимаются не только в странах бывшего СССР, но и в такой «электронной стране», как Япония. Конечно, даже японскому рядовому радиолюбителю не под силу создание очень сложных устройств, а вот отдельные схемотехнические решения заслуживают внимания. Мало ли в какой схеме эти решения могут пригодиться.

Приведем обзор относительно несложных устройств, в которых используются светодиоды. В большинстве случаев управление осуществляется от микроконтроллеров, и от этого никуда не денешься. Даже для несложной схемы проще написать коротенькую программу и запаять контроллер в корпусе DIP-8, чем паять несколько микросхем, конденсаторов и транзисторов. Привлекательно в этом еще и то, что некоторые микроконтроллеры могут работать совсем без навесных деталей.

Схема управления двухцветным светодиодом

Интересную схему для управления мощным двухцветным светодиодом предлагают японские радиолюбители. Точнее, здесь используются два мощных светодиода с током до 1А. Но, надо полагать, что существуют и мощные двухцветные светодиоды. Схема показана на рисунке 3.

Рисунок 3. Схема управления мощным двухцветным светодиодом

Микросхема TA7291P предназначена для управления двигателями постоянного тока небольшой мощности. Она обеспечивает несколько режимов, а именно: вращение вперед, назад, стоп и торможение. Выходной каскад микросхемы собран по мостовой схеме, что и позволяет выполнять все перечисленные выше операции. Но стоило приложить некоторую фантазию и вот, пожалуйста, у микросхемы появилась новая профессия.

Логика работы микросхемы достаточно проста. Как видно на рисунке 3 микросхема имеет 2 входа (IN1, IN2) и два выхода (OUT1, OUT2), к которым подключены два мощных светодиода. Когда логические уровни на входах 1 и 2 одинаковы (безразлично 00 или 11), то потенциалы выходов равны, оба светодиода погашены.

При разных логических уровнях на входах микросхема работает следующим образом. Если на одном из входов, например, IN1 имеется низкий логический уровень, то выход OUT1, соединяется с общим проводом. Катод светодиода HL2 через резистор R2 тоже соединяется с общим проводом. Напряжение на выходе OUT2 (при наличии на входе IN2 логической единицы) в этом случае зависит от напряжения на входе V_ref, что позволяет регулировать яркость свечения светодиода HL2.

В данном случае напряжение V_ref получается из ШИМ импульсов от микроконтроллера с помощью интегрирующей цепочки R1C1, что регулирует яркость светодиода, подключенного к выходу. Микроконтроллер управляет также и входами IN1 и IN2, что позволяет получить самые разнообразные оттенки свечения и алгоритмы управления светодиодами. Сопротивление резистора R2 рассчитывается исходя из предельно допустимого тока светодиодов. Как это сделать будет рассказано ниже.

На рисунке 4 показано внутреннее устройство микросхемы TA7291P, ее структурная схема. Схема взята непосредственно из даташита, поэтому в качестве нагрузки на ней изображен электромотор.

Рисунок 4. Внутреннее устройство микросхемы TA7291P

По структурной схеме легко проследить пути тока через нагрузку и способы управления выходными транзисторами. Транзисторы включаются попарно, по диагонали: (верхний левый + нижний правый) или (верхний правый + нижний левый), что позволяет изменять направление и частоту вращения двигателя. В нашем случае зажигать один из светодиодов и управлять его яркостью.

Нижние транзисторы управляются сигналами IN1, IN2 и предназначены просто для включения-выключения диагоналей моста. Верхние транзисторы управляются сигналом Vref, именно они регулируют выходной ток. Схема управления, показанная просто квадратом, содержит также схему защиты от короткого замыкания и других непредвиденных обстоятельств.

Как рассчитать ограничительный резистор

В этих расчетах как всегда поможет закон Ома. Исходные данные для расчета пусть будут следующие: напряжение питания (U) 12В, ток через светодиод (I_HL) 10мА, светодиод подключен к источнику напряжения без всяких транзисторов и микросхем в качестве индикатора включения. Падение напряжения на светодиоде (U_HL) 2В.

Тогда совершенно очевидно, что на ограничительный резистор придется напряжение (U-U_HL), — два вольта «съел» сам светодиод. Тогда сопротивление ограничивающего резистора составит

R_o = (U-U_HL) / I_HL = (12 — 2) / 0,010 = 1000(Ω) или 1КОм.

Не забываем про систему СИ: напряжение в вольтах, ток в амперах, результат в Омах. Если светодиод включается транзистором, то в первой скобке из напряжения питания следует вычесть напряжение участка коллектор – эмиттер открытого транзистора. Но этого, как правило, никто никогда не делает, точность до сотых долей процента здесь не нужна, да и не получится ввиду разброса параметров деталей. Все расчеты в электронных схемах дают результаты приблизительные, остальное приходится достигать отладкой и настройкой.

Трехцветные светодиоды

Кроме двухцветных в последнее время широкое распространение получили трехцветные (RGB) светодиоды. Основное их назначение это декоративное освещение на сценах, на вечеринках, на Новогодних торжествах или на дискотеках. Такие светодиоды имеют корпус с четырьмя выводами, один из которых является общим анодом или катодом, в зависимости от конкретной модели.

Но от одного или двух светодиодов, даже трехцветных, толку мало, поэтому приходится объединять их в гирлянды, а для управления гирляндами использовать всевозможные устройства управления, которые чаще всего называют контроллерами.

Сборка гирлянд из отдельных светодиодов дело скучное и малоинтересное. Поэтому в последние годы промышленность стала выпускать светодиодные ленты разных цветов, а также ленты на базе трехцветных (RGB) светодиодов. Если одноцветные ленты выпускаются на напряжение 12В, то рабочее напряжение трехцветных лент чаще бывает 24В.

Светодиодные ленты маркируются по напряжению, поскольку уже содержат ограничительные резисторы, поэтому их можно подключать напрямую к источнику напряжения. Источники для питания светодиодных лент продаются там же, где и ленты.

Для управления трехцветными светодиодами и лентами, для создания различных световых эффектов используются специальные контроллеры. С их помощью возможно простое переключение светодиодов, регулирование яркости, создание различных динамических эффектов, а также рисование узоров и даже картин. Создание подобных контроллеров привлекает многих радиолюбителей, естественно тех, кто умеет писать программы для микроконтроллеров.

С помощью трехцветного светодиода можно получить практически любой цвет, ведь цвет на экране телевизора получается также смешением всего трех цветов. Здесь уместно вспомнить еще одну разработку японских радиолюбителей. Ее принципиальная схема показана на рисунке 5.

Рисунок 5. Схема подключения трехцветного светодиода

Мощный 1Вт трехцветный светодиод содержит три излучателя. При номиналах резисторов, указанных на схеме, цвет свечения белый. Подбором номиналов резисторов возможно некоторое изменение оттенка: от белого холодного до белого теплого. В авторской конструкции светильник предназначен для освещения салона автомобиля. Уж им ли (японцам) быть в печали! Чтобы не заботиться о соблюдении полярности на входе устройства предусмотрен диодный мост. Монтаж устройства выполнен на макетной плате и показан на рисунке 6.

Рисунок 6. Макетная плата

Следующая разработка японских радиолюбителей также автомобильного толка. Это устройство для подсветки номера, естественно, на белых светодиодах показано на рисунке 7.

Рисунок 7. Схема устройства для подсветки номера на белых светодиодах

В конструкции применены 6 мощных сверхъярких светодиодов с предельным током 35мА и световым потоком 4лм. Чтобы повысить надежность светодиодов, ток через них ограничен на уровне 27мА с помощью микросхемы стабилизатора напряжения, включенного по схеме стабилизатора тока.

Светодиоды EL1…EL3, резистор R1 вместе с микросхемой DA1 образуют стабилизатор тока. Стабильный ток через резистор R1, поддерживает на нем падение напряжения 1,25В. Вторая группа светодиодов подключена к стабилизатору через точно такой же резистор R2, поэтому ток через группу светодиодов EL4…EL6 также будет стабилизирован на том же уровне.

На рисунке 8 показана схема преобразователя для питания белого светодиода от одного гальванического элемента с напряжением 1,5В, что явно недостаточно для зажигания светодиода. Схема преобразователя очень проста и управляется микроконтроллером. По сути дела микроконтроллер представляет собой обычный мультивибратор с частотой импульсов около 40КГц. Для повышения нагрузочной способности выводы микроконтроллера соединены попарно в параллель.

Рисунок 8. Схема преобразователя для питания белого светодиода

Работает схема следующим образом. Когда на выводах PB1, PB2 низкий уровень, на выходах PB0, PB4 высокий. В это время конденсаторы C1, C2 через диоды VD1,VD2 заряжаются примерно до 1,4В. Когда состояние выходов контроллера меняется на противоположное, то к светодиоду будет приложена сумма напряжений двух заряженных конденсаторов плюс напряжение батареи питания. Таким образом к светодиоду в прямом направлении будет приложено почти 4,5В, что вполне достаточно для зажигания светодиода.

Подобный преобразователь можно собрать и без микроконтроллера, просто на логической микросхеме. Такая схема показана на рисунке 9.

Рисунок 9.

На элементе DD1.1 собран генератор прямоугольных колебаний, частота которого определяется номиналами R1,C1. Именно с этой частотой будет вспыхивать светодиод.

Когда на выходе элемента DD1.1 высокий уровень на выходе DD1.2 естественно высокий. В это время конденсатор C2 заряжается через диод VD1 от источника питания. Путь заряда следующий: плюс источника питания — DD1.1 – С2 — VD1 — DD1.2 – минус источника питания. В это время к белому светодиоду приложено только напряжение батареи, которого недостаточно для зажигания светодиода.

Когда на выходе элемента DD1.1 уровень становится низким, на выходе DD1.2 появляется высокий уровень, что приводит к запиранию диода VD1. Поэтому напряжение на конденсаторе С2 суммируется с напряжением батареи и эта сумма прикладывается к резистору R1 и светодиоду HL1. Этой суммы напряжений вполне достаточно для включения светодиода HL1. Далее цикл повторяется.

Как проверить светодиод

Если светодиод новый, то тут все просто: тот вывод, который чуть длиннее является плюсовым или анодом. Именно его и надо включать к плюсу источника питания, естественно не забывая про ограничительный резистор. Но в некоторых случаях, например, светодиод был выпаян из старой платы и выводы у него одинаковой длины, требуется прозвонка.

Мультиметры в такой ситуации ведут себя несколько непонятно. Например, мультиметр DT838 в режиме проверки полупроводников может просто незначительно подсветить проверяемый светодиод, но при этом на индикаторе показывается обрыв.

Поэтому в ряде случаев лучше проверять светодиоды, подсоединяя их через ограничительный резистор к источнику питания, как показано на рисунке 10. Номинал резистора 200…500Ом.

Рисунок 10. Схема проверки светодиода

Последовательное включение светодиодов

Рисунок 11. Последовательное включение светодиодов

Рассчитать сопротивление ограничительного резистора несложно. Для этого надо сложить прямое напряжение на всех светодиодах, вычесть его из напряжения источника питания, а полученный остаток разделить на заданный ток.

R = (U – (U_HL_1 + U_HL_2 + U_HL_3)) / I

Предположим, что напряжение источника питания 12В, а падение напряжения на светодиодах 2В, 2,5В и 1,8В. Даже если светодиоды взяты из одной коробочки все равно может быть вот такой разброс!

По условию задачи задан ток 20мА. Осталось подставить все значения в формулу и поучить ответ.

R = (12– (2 + 2,5 + 1,8)) / 0,02 = 285Ω

Параллельное включение светодиодов

Рисунок 12. Параллельное включение светодиодов

На левом фрагменте все три светодиода подключены через один токоограничивающий резистор. Но почему эта схема перечеркнута, в чем ее недостатки?

Здесь сказывается разброс параметров светодиодов. Наибольший ток пойдет через тот светодиод, у которого падение напряжения меньше, то есть меньше и внутреннее сопротивление. Поэтому при таком включении никак не удастся добиться равномерного свечения светодиодов. Поэтому правильной схемой следует признать схему, показанную на рисунке 12 справа.

Борис Аладышкин, electrik.info


Светодиоды


Описание самодельной велосипедной фары на мощном 30-ти ваттном светодиоде.

06.12.2019 Читали: 1903


Индикатор уровня сигнала на одном светодиоде — схема на двухцветном LED, меняющего яркость и цветность в зависимости от звука.

25.09.2019 Читали: 1603


Светодиодная небольшая подсветка для фото и видео съемки своими руками — схема принципиальная накамерного LED прожектора.

25.06.2019 Читали: 1960


Делаем разноцветную декоративную подсветку серванта или шкафа, на базе светодиодной ленты с контроллером.

28.02.2017 Читали: 3937



  Светодиоды с каждым годом всё более вытесняют традиционные источники освещения. Если посмотреть динамику роста покупок и использования светодиодных ламп, то видна тенденция к переходу на них как в дизайнерской сфере, так и сфере устройств освещения. Если ещё год назад о такой штуке, как светодиодная лента почти никто не слышал, то теперь LED-лента устанавливается в освещении салонов автомобилей, витрин магазинов, декоративной подсветки стен и потолков. Особенно незаменимыми и востребованными оказались разноцветные RGB гибкие ленты, позволяющие создавать поистине шедевры. Естественно в интернете ещё слишком мало информации про такие новинки. В данном разделе представлен цикл статей про светодиодные лампы и фонари — от самодельных, собранных с использованием новых мощных LED элементов, и до промышленных, выпускаемых многими зарубежными фирмами. Имеется справочная информация по характеристикам светодиодов — внешний вид, напряжение питания, ток потребления и мощность светоизлучающих диодов. Были специально закуплены в китайском интернет магазине образцы мощных светодиодов — на 10, 50 и 100 ватт, для снятия вольт-амперных характеристик и сравнительной оценки их свечения, по сравнению с лампами накаливания и люминесцентными энергосберегалками. Несмотря на пока ещё отсутствие в продаже мощных LED фонариков, здесь вы найдёте различные материалы и схемы, позволяющие сделать их своими руками. Достаточно купить мощный светодиод, и переделка обычного прожектора или фонаря займёт всего-лишь один вечер. Конечно мы не обошли вниманием вопросы выбора, покупки и подключения диодных лампочек. С одной стороны, что может быть проще — открутил старую и прикрутил новую лампу на светодиодах, но и здесь есть немало нюансов, на которые стоит обратить внимание перед их приобретением, почитав цикл статей про светодиоды. А если у вас всё таки возникнут вопросы — зайдите на конференцию и задайте вопрос, о интересующей проблеме.

Снижение расхода топлива в авто

Ремонт зарядного 6-12 В

Солнечная министанция

Самодельный ламповый

Фонарики Police

Генератор ВЧ и НЧ

Светодиод реагирующий на свет

Такую схемку со светодиодом, реагирующим на свет, можно собрать буквально за 10 минут и нужно иметь минимум комплектующих радиодеталей, и конечно навыки работы с паяльником))

Для схемы понадобятся:

— один LTR-4206E фототранзистор
— одна литиевая CR2032 батарейка (3 V)
— 2N3904 транзистор
— резистор сопротивлением в 1кОм
— паяльник

Итак, все компоненты в сборе, приступим к монтажу:


Ход сборки самоделки:

Сначала возьмем Транзистор и резистор и припаяем их как показано на рисунке:



Далее припаяем к этой конструкции фототранзистор:



Далее припаяем светодиод:


А потом уже и источник питания для светодиода:



В итоге у нас получилось следующее:



Принцип работы: при свете в фотодиоде протекает ток, который подается на базу транзистора — цепь размыкается. Но тут есть один нюанс — нужно продумать размещение элементов так, чтобы свет от светодиода не попадал на фотодиод, а иначе будет наблюдаться не ровный, мигающий свет.

Фотодиод можно заменить солнечной батареей (панелью), а в качестве источника — батарейку от сотового. я всё это проделал, и посмотрите что у меня получилось:

Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Светодиодный шар своими руками


Надоели светодиодные кубы? Давайте сделаем светодиодный шар. А как его сделать нам расскажет мастер-самодельщик.
Итак, для изготовления такого шара нужны следующие

Инструменты и материалы:
-Плоскогубцы;
-Кусачки;
-Паяльная станций;
-Пинцет;
-3D-принтер;
-Латунная проволока 0,8 мм;
-Паяльные принадлежности;
-Плата ESP32 с поддержкой батареи;
-Светодиоды WS2812b RGB — 200 шт.;
-LiPo аккумулятор 1000 мАч;


Шаг первый: шаблон
Шаблон мастер напечатал на 3D-принтере. Одна полусфера состоит из шести частей. Причем три части идентичны другим трем частям. Ниже приведены ссылки на файлы. Файлов всего три, печатать нужно по две одинаковых детали.
ring.stl
templateA.stl
templateB.stl


Шаг второй: кольца
Сфера состоит из 11 светодиодных колец, каждое кольцо состоит из двух проволочных колец и некоторого количества светодиодов. Для полной сферы понадобится 22 проволочных кольца. Кольца имеют разный размер. Мастер сделал шаблон на листе бумаги. Размеры приблизительны и будут зависеть от точности сгибания колец. Мастер для этой цели использовал специальный гибочный станок, но можно воспользоваться любым подходящим по диаметру предметом.
rings.svg

Шаг третий: сборка полусферы
Соберите полусферу и поместите внутрь металлическое кольцо. Дальше нужно припаять к кольцу светодиоды. На нижнем кольце размещается восемь светодиодов. Мастер сначала наметил черным маркером все выводы GND. Разместите все светодиоды таким образом, чтобы вывод GND были размещены снизу, а VCC сверху.

Так нужно смонтировать шесть колец.
8 светодиодов
14 светодиодов
18 светодиодов
20 светодиодов
24 светодиода
26 светодиодов

Обратите внимание, что нужно только одно шестое кольцо для всей сферы — это среднее кольцо. Вторая полусфера будет иметь пять колец.
Светодиод WS2812b LED — это индивидуально адресуемый светодиод RGB. Проще говоря, нужен только один провод, чтобы зажечь его любым цветом радуги. В отличие от классических светодиодов, в которых яркость светодиодов регулируется по величине протекающего тока, WS2812b получает постоянное питание, а управление светом осуществляется с помощью цифрового сигнала. Светодиод имеет четыре вывода, два для питания и два для управления светодиода (один DIN вход сигнального провода, второй DOUT выход к следующему светодиоду).


Шаг четвертый: монтаж DIN и DOUT
Теперь нужно также подключить 2 других провода светодиодов — DIN и DOUT. DIN расположен рядом с выводом GND, а DOUT — рядом с выводом VCC. Мастер использовал провода длиной 5 мм для соединения. Это также очень важно сделать правильно. Убедитесь, что провода данных не касаются заземления или силовых колец. Следите за тем, чтобы не припаивать контакты данных к кольцам питания.

Производите монтаж одного кольца за другим, начните с самого нижнего. Верхнее и нижнее кольца соединяются с помощью полукруглых перемычек. Такие перемычки придадут прочность конструкции.


Шаг пятый: тестирование
Теперь можно вынуть полусферу из формы и приступить к монтажу второй половинки.

После изготовления второй полусферы мастер производит тестирование.
Сначала проверяет мультиметром наличие короткого замыкания между проводом питания и проводом заземления. Затем припаивает два коротких провода к каждой из полусфер заземления и силового провода. Подключите провода питания к контакту 3.3В платы ESP32 и заземления.

В итоге все светодиоды подключаются к одной длинной цепи. Дальше нужно меньшее кольцо (5 штук) и подключить его DIN к выводу IO21 платы ESP32, DOUT к DIN второй полусферы. Дальше нужно включить плату ESP32 и загрузите код.

Если некоторые из светодиодов не горят, то нужно исправить монтаж.


Шаг пятый: установка микроконтроллера и батареи
С платы нужно выпаять переключатель и припаять на место контактов два провода.
В углах платы имеется 3 или 4 отверстия для винтов, мастер залуживает их припоем.

Дальше нужно в меньшую полусферу поместить плату так, чтобы разъем USB и батареи был направлен наружу из сферы через самое маленькое кольцо. Припаивает между углом и нижним кольцом кусочек проволоки. Протягивает два провода выключателя через отверстие и припаивает на них ранее распаянный выключатель. Переключатель имеет металлический корпус, припаивает его к маленькому кольцу так, чтобы к нему был доступ, но он не мешал шару катится. Следите за тем, чтобы не закорачивать провода.

Дальше нужно взять кусок прямой проволоки и припаять его к контакту 3,3 В на плате ESP32. Затем припаяйте другой конец к последнему (плюсовому) кольцу сферы. Мастер также усилил внутреннюю структуру, припаяв несколько кусков проволоки между кольцами заземления и выводами GND платы. Дальше нужно подключить главный DIN-контакт к IO21-контакту ESP32, подсоединить аккумулятор и проверьте работу устройства.
Если все работает можно прикрепить аккумулятор с помощью клея к задней части платы ESP32.


Шаг шестой: окончательная сборка
Теперь нужно заземлить добавить короткий провод между монтажными отверстиям платы ESP32 и ближайшим контактом GND платы — это обеспечит заземление для второй полусферы.

Дальше припаивает перемычки, соединяющие DOUT первой полусферы с DIN второй полусферы. Отрежьте провода длиной 2 мм и припаяйте их к верхнему кольцу второй полусферы.


Шаг седьмой: код
Теперь нужно загрузите файл. ino для проекта Arduino IDE. Мастер использует библиотеку https://github.com/Makuna/NeoPixelBus для управления светодиодной «полосой». У нее приятный интерфейс и поддержка анимации.

Чтобы иметь возможность управлять анимацией, он сделал таблицу из 11 строк и 26 столбцов. Таким образом, точно известно, как расположены светодиоды на сфере, и можно зажечь именно тот светодиод, который нужен.

На данный момент есть несколько анимаций:
вертикальный круг
горизонтальный круг
вертикальная радуга
горизонтальная радуга
радуга
случайная картина

Мастеру пришлось ограничить яркость светодиодов примерно до 20% от полной мощности. Светодиодов 194, и при полной мощности они потребляют 10А.


Все готово.

Весь процесс по изготовлению такой светодиодной сферы можно посмотреть на видео.


Источник Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Беспроводной светодиод | Мастер-класс своими руками

Беспроводной светодиод
Я покажу вам способ как заставить светодиод светиться без подключения к нему проводов. Для это нужно будет собрать несложное устройство на одном транзисторе. И вы сможете разыграть друзей, продемонстрировав им свои магические возможности.

Схема


Беспроводной светодиод
Принципиальная схема на одном транзисторе. Это почти классический высокочастотный генератор с индуктором и обратной связью.
Индуктор представляет собой проволоку, выполненную в виде круглой петли. Светодиод так же имеет приемную петлю. При совмещении этих петель вместе на некотором расстоянии — энергия передается светодиоду и он начинает светиться.
Питается вся схема от пальчиковых батареек.
Возможно у вас закрадется вопрос — где обратна связь в этом генераторе? Генератор работает на очень высокой радио частоте. И конденсатора для обратный связи не требуется, так к сам корпус транзистора имеет небольшую емкость. Плюс ко всему индуктивности расположены очень близко между собой.

Детали для схемы


Беспроводной светодиод
Список деталей:
1. Батарейки — 6 шт.
2. Один красный светодиод.
3. Транзистор, типа BF494 или аналогичный.
4. Конденсатор 0,1 мкФ.
5. Резистор 33 кОм.
6. Индуктивность 330 мкГ.
Провода, припой и т. д. по мере необходимости.
Для петли индуктора — любой кусочек одножильного провода, не сильно тонкого.

Сам светодиод


Беспроводной светодиод
Светодиод потребует доработки. Его вывода нужно согнуть в кольцо и запаять. Все. Приемный индикатор высокочастотного излучения готов.

Делаем генератор


Беспроводной светодиод
Очень желательно спаять все так как у меня на рисунке.
Я так же собрал два колечка со светодиодом. Один красный, другой синий. Так, на всякий случай.
Беспроводной светодиод
Подключите генератор к источнику питания. И подносим светодиод, если светится — все работает.
Беспроводной светодиод
Далее проверяем расстояние, но котором работает светодиод. Оно будет порядка нескольких сантиметров.
Теперь остается закрепить схему и элементы питания под столом и удивлять своих друзей, веселым и необычным даром. Всего доброго!

Смотрите видео


Оригинальная гирлянда на адресных светодиодах

Приветствую, Самоделкины!
Из этой статьи вы узнаете, как сделать крутейшую гирлянду на окно. Она настолько крутая, что вы такую точно нигде не купите, даже у китайцев. Но делать мы ее будем из китайских компонентов. Вот ирония, правда? Автором данной самоделки является AlexGyver.

Основной компонент гирлянды адресная светодиодная модульная лента. Маленькие модули со светодиодами спаяны проводами в длинные ленты по 50 штук. Расстояние между модулями 12 см.


Кстати, гораздо дешевле можно купить голые светодиодные модули и спаять их самому. Но вы конечно понимаете, сколько тут придется паять.

Управляет лентой будет микроконтроллер, в нашем случае платформа arduino nano, то есть ее китайская версия.

И это собственно все, что нам понадобится для создания крутейшей матрицы-гирлянды. Ну и еще нужен резистор для защиты вывода микроконтроллера и мощный блок питания на 5В. Хотя, если не использовать полноэкранный режим, то будет достаточно usb зарядника для смартфона с током 1, а лучше 2А.


Также есть дополнительная возможность управлять матрицей со смартфона. Для этого нужно купить вот такой bluetooth модуль.

Автор купил много светодиодных модулей и как оказалось они соединяются вот таким образом:


Вот так выглядит одна связка на 50 диодов:

Давайте начнем приделывать ее на окно, но для начала немного теории. Монтировать ленту будем по схеме зигзаг. Сразу определите где у связки на краю пин DI, это будет начало ленты, к которому подключается микроконтроллер. Одной связки хватило только на одно окно, соответственно берем следующую и соединяем. Они снабжены разъемами.

Автор монтирует ленту светодиодами вовнутрь помещения, чтобы максимально крупным планом показать матрицу в кадре, так как он живет на высоком этаже и при нормальном монтаже светодиодами на улицу снять демонстрацию не получится.

Ну а вот кадры с монтажом ленты диодами на улицу:


Инструкция такая: моем окна изнутри, желательно даже обезжирить стёкла, размечаем по вертикали сетку с шагом 12 см, ну и само собой крепим ленту. Закрепить можно просто скотчем, кусочками или полосками в ширину окна. Самый главный пункт: окна снаружи должны быть грязными. Чем грязнее — тем лучше, тем больше будет пятно от одного светодиода и тем лучше смотреться эффект.

Далее заходим на страницу проекта и качаем архив с прошивками и библиотеками. Если это ваш первый раз, прочитайте подробную инструкцию по установке и настройке программы там все очень просто (инструкция есть на странице проекта).

Затем подключаем arduino к компьютеру, открываем файл прошивки GyverMatrixOS_v1.0.ino и глядим на стройки.


В главной вкладке нужно первым делом настроить размер своей матрицы и указать точку и направление подключения.

Рекомендуется также установить лимит по току, если используется слабый блок питания. Система сама ограничит яркость чтобы не насиловать блок питания, вот такая умная штука.

Далее есть настройки скоростей разных режимов. Тут есть режим ожидания, в котором крутится настроенный список эффектов. Также здесь можно настроить время между сменой эффектов из списка и время, спустя которое включается эта смена эффектов. Система поддерживает внешние кнопки для управления в играх, а также для экономии памяти, можно отключать целые куски прошивки, но это вам вряд ли пригодится.

Далее нас интересует вкладка «custom», здесь содержится настраиваемый список эффектов, которые будут сами переключаться. Вот они, все перечислены.

В оригинальной скаченной прошивке выводятся все доступные эффекты, их 15 штук, это: бегущий текст 3-ех типов, 3 игры и просто различные анимации. Также система умеет выводить изображения и гифки (.gif), но об этом как-нибудь в другой раз. В общем данный список можно редактировать по аналогии с тем, как он сейчас сделан, удалять режимы и менять их местами, а также добавлять новые бегущие строки с текстом. Главное не забыть указать суммарное количество режимов — вот здесь:

Некоторые эффекты можно настроить во вкладке «эффекты» (effects), там по ковыряйтесь, есть что-то интересное.

В общем жмем кнопку «загрузка» и прошивка загружается в arduino. После этого можно подключить все по схеме и наслаждаться эффектом.

Первый эффект — радужный вывод текста. Цвет букв сменяется в зависимости от их положения на матрице.


Далее самый новогодний эффект – «снег». Если вам мало снега зимой, сделайте себе такую гирлянду и наслаждайтесь снегопадом.

Следующий режим не менее новогодний, его можно трактовать как «конфетти» или «салют».

Далее классический эффект матрицы, как в фильме с Киану Ривзом.

Звездопад:

Бегающий квадратик:

Бегающие шарики или кометы:

Синусоиды. В этом примере параметры сгенерировались не очень удачно, каждый раз все будет по-разному.

Следующий эффект – «плывущая радуга», самый жрущий ток эффект из всех.

Далее «огонь», вот такой вот камин размером с окно. Главное, чтобы кто-нибудь пожарных не вызвал.

Игра «змейка». В режиме переключения эффектов змейка играет сама в себя, но можно перехватить управление с кнопок и продолжить играть.


Тетрис. Аналогично играет сам в себя и можно перехватить кнопок.

Лабиринт. Тоже сам себя проходит, правда без возможности проиграть.

Больше эффектов, а также подробно об изготовлении такой гирлянды в этом видеоролике:


А также можно подключиться к гирлянде-матрице при помощи приложения GyverMatrixBT, которое доступно для бесплатного скачивания в Play Маркете и перехватить управление лентой. Просто делаем любое действие и управление переходит телефону. Если в течение определённого времени с телефона не поступает никаких команд, то снова включается циклический список режимов.

С помощью приложения можно рисовать в режиме рисования, а можно загружать картинки прямо с телефона, и они будут отображаться на матрице.


Благодарю за внимание. До новых встреч!
Источник Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *