Плавне включення і вимикання світлодіодів

Є випадки, коли необхідно забезпечити плавне включення світлодіодів, що застосовуються для освітлення або підсвічування, а в деяких випадках і вимикання. Плавний розпал може знадобитися з різних причин.

По-перше, при миттєвому включенні світло сильно «б’є по очах» і змушує нас мружитися і примружуватись, вичікуючи, поки очі звикнуть до нового рівня яскравості. Цей ефект пов’язаний з інерційністю процесу акомодації ока і звичайно має місце не тільки при включенні світлодіодів, але і будь-яких інших джерел світла.

Просто у випадку зі світлодіодами він ускладнюється тим, що випромінююча поверхня дуже мала. Якщо говорити науковою мовою – джерело світла має дуже велику габаритну яскравість.

По-друге, можуть переслідуватися чисто естетичні цілі: погодьтеся плавно загоряється або згасаючий світло – це красиво. Схема живлення світлодіодів повинна бути вдосконалена належним чином. Розглянемо два різних способу плавного включення і виключення світлодіодів.

Затримка RC-ланцюгом

Перше, що повинно прийти в голову людині, знайомому з електротехнікою – введення затримки з допомогою включення в схему живлення світлодіодів RC-ланцюжка: резистора і конденсатора. Схема наведена на рис.1. При подачі напруги на вхід – напруга на конденсаторі, по мірі його заряду, буде наростати за час приблизно рівна 5?, де ?=RC – постійна часу. Тобто, говорячи простою мовою, час включення світла буде визначатися добутком ємності конденсатора і опору резистора. Відповідно, чим більше ємність і опір, тим довше буде відбуватися розпал світлодіодів. При відключенні живлення конденсатор буде розряджатися на світлодіоди. Час, протягом якого буде відбуватися плавне загасання, також буде визначатися ?, але в цьому випадку замість R твір увійде динамічний опір світлодіодів. 38241122d4c28aebd79f51fcf4b3e9f5 Плавне включення і вимикання світлодіодів Наприклад, конденсатор на 2200 мкФ і резистор на 1 кОм теоретично «розтягнутий» час включення на 2,2 секунди. Природно на практиці це значення буде відрізнятися від розрахункового як за рахунок розкиду параметрів (у електролітичних конденсаторів допуски на номінал зазвичай дуже великі) RC-ланцюга, так і за рахунок параметрів самих світлодіодів. Не потрібно забувати, що p-n-перехід почне відкриватися і випромінювати світло при певному пороговому значенні. Представлена найпростіша схема добре дозволяє зрозуміти принцип дії цього методу, але для практичної реалізації вона мало придатна. Для отримання робочого рішення вдосконалюємо її введенням декількох додаткових елементів (рис.2). 22694bfe3616aa6a55a7f19c15f329d8 Плавне включення і вимикання світлодіодів Працює схема наступним чином: при включенні живлення конденсатор С1 заряджається через резистор R2, транзистор VT1, у міру зміни напруги на затворі, зменшує опір каналу, тим самим збільшуючи струм через світлодіод. Вимкнення живлення призведе до розряду конденсатора через світлодіоди і резистор R1.

Включимо мізки…

Якщо схема повинна забезпечити більшу гнучкість і функціональність, наприклад, не змінюючи «залізо» ми хочемо отримати декілька режимів роботи і задавати час розпалу і загасання більш точно, то саме час включити в схему мікроконтролер та інтегральний драйвер LED з входом керування. Мікроконтролер здатний з високою точністю визначати необхідні інтервали часу і видавати команди на керуючий вхід драйвера у вигляді ШІМ. Перемикання режимів роботи можна передбачити заздалегідь і вивести для цього відповідну кнопку. Необхідно тільки сформулювати – що ми хочемо отримати і написати відповідну програму. В якості прикладу можна навести драйвер потужних світлодіодів LDD-H, який випускається з номінальними значеннями струмів від 300 до 1000 мА і має вхід ШІМ. Схема включення конкретних драйверів зазвичай наводиться в технічному описі виробника (data sheet). На відміну від попереднього способу, час на включення і виключення не буде залежати від розкиду параметрів елементів схеми, температури навколишнього середовища або падіння напруги на світлодіодах. Але за точність потрібно буде заплатити – це рішення дорожче.