LED-Schild aufleuchten (Helligkeit aktiviert) - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

In dieser Anleitung habe ich dokumentiert, wie man ein LED-Schild mit einem Dunkelheits- / Lichtsensor und einer eingebauten PWM-Dimmerschaltung baut.

Ich habe mich über Weihnachten gelangweilt und habe ein schnelles Projekt zusammengelötet, das von den Youtube-Intro-Video-Intros für "GreatScott!" inspiriert wurde. Ich hatte Lust, meinen eigenen Namen in Lichter zu setzen, aber ich dachte, das parallele Löten von mehr als 150 LEDs ist nicht so herausfordernd, also dachte ich, ich würde es etwas interessanter machen.

Meine LED-Schilder haben eine Dunkel-/Hell-Erkennungsschaltung, um nachts ein- und tagsüber auszuschalten. Später fügte ich auch eine PWM-Schaltung hinzu, um die LED-Helligkeit einzustellen (die LEDs, die ich in meinem Mülleimer hatte, waren superhell:-S). Der größte Teil dieses Builds stammt aus Sachen, die ich bereits hatte, anstatt neue Dinge zu beschaffen, um Geld zu sparen. Bevor Sie also fragen, warum ich die X-Komponente anstelle von Y verwendet habe …

Schritt 1: Schaltungskonzepte

Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, wie Hell-Dunkel-Schaltungen aufgebaut werden können. Die gängigsten Methoden verwenden eine der folgenden Schaltungen (alle drei verwenden einen LDR- oder lichtabhängigen Widerstand an ihrem Eingang):

• Ein 555-Timer mit einem Transistor an Pin 3
• Ein LDR als Teil eines Spannungsteilers, der einen NPN-Transistor ansteuert
• Ein Spannungskomparator (Operationsverstärker / Komparator-IC)

Da ich soooo viele verschiedene Operationsverstärker und Komparatoren in meinem Teilebehälter hatte, entschied ich mich für einen LM311. Der Komparator vergleicht einfach die Eingangsspannungen an seinen Eingängen. Der Ausgang ist hoch, wenn die Eingänge gleich/größer sind, und/oder niedrig, wenn ein Eingang niedriger ist als der andere. In meinem Fall, wenn die LDR-Spannung höher ist als die vom Potentiometer eingestellte Referenzspannung, wird der Ausgang hochgezogen, wodurch ein kleines Relais aktiviert wird, das die helligkeitsgesteuerten LEDs aktiviert. Ein Kondensator ist im Stromkreis platziert, um ein schnelles Schalten des Relais zu verhindern, wenn die Eingangsspannung über und unter die Referenzspannung schwingt. Hier könnte ein MOSFET verwendet werden, aber ich hatte wieder viele kleine Relais zu verwenden, also habe ich stattdessen eines davon verwendet.

Für die PWM-Schaltung habe ich den klassischen 555-Timer verwendet, um die Spannung an den LEDs zu variieren (siehe beigefügten Schaltplan).

Hinweis: Im PWM-Schema ist Rload die LED-Matrix, die Sie steuern möchten, im Helligkeitsschema ist Rload technisch in diesem Fall die PWM-Schaltung, aber Sie können die Last direkt schalten, wenn Sie möchten.

Schritt 2: Erstellen Sie eine Testschaltung

Aus den Schaltplänen habe ich Testschaltungen auf zwei separaten Steckbrettern gebaut und zunächst mit einer einzigen LED getestet. Die rechte Seite ist der Dunkel-/Hell-Detektor und die linke Seite ist die PWM-Schaltung. Die Helligkeitsdetektorschaltung schaltet die gesamte Schaltung ein/aus und die PWM-Schaltung passt die Versorgungsspannung an die LED-Matrix an.

Meine Absicht war es, ein 5V, 1A Handyladegerät über einen Micro-USB-Breakout-Anschluss auszuschalten. Die Schaltung war anfällig für schnelles Schalten in der Nähe ihres Schaltpunkts (insbesondere in der Dämmerung, wenn die Lichtverhältnisse eine mittlere Helligkeit aufweisen), daher habe ich einen unnötig großen 2200uF-Kondensator über den Transistor gelegt, um die Schaltspannung bei Spannungseinbrüchen zu halten. Abhängig von der Stromstärke bestimmt Ihre Last den effektiven Lastwiderstand und bildet somit mit dem Kondensator Teil eines RC-Netzwerks. Die Zeit, die der Kondensator die Ladespannung hält, kann mit der Zeitkonstantenformel t = R x C ermittelt werden. Mit dieser Formel sollten Sie in der Lage sein, einen geeigneten Wert zu berechnen. In Wirklichkeit sollten Sie Energiespeicherkomponenten wie Kondensatoren so gering wie möglich halten, um unnötigen Stromverbrauch zu minimieren.

Ich benutzte Loch-Master, um einen Namen zu verteilen, an den ich meine 5mm-LEDs löten wollte. Ich verwende gerne Längsstreifenbretter mit 2,54 mm Rastermaß (auch bekannt als Veroboard). Alle LEDs werden parallel gelötet (das ist keine gute Praxis, wenn möglich sollten Sie den Strom zu jeder einzelnen LED mit einem separaten Widerstand begrenzen).

Schritt 3: Montage

Der folgende Schritt beinhaltet eine unnötige Menge an Heißkleber. Es ist perfekt für faule Leute wie mich, die einfach nur schnell mitmachen wollen.

Nachdem ich den Namen mit Loch-Master ausgeplottet hatte, lötete ich alle LEDs parallel. Sowohl PWM- als auch Helligkeitsschaltungen wurden auf einem Stück Stripboard gelötet. Der LDR wurde an freien Kabeln vom Hauptstromkreis getrennt, so dass der Sensor selbst in ein Loch an der Vorderseite der Blende eingeklebt werden konnte. Diese wurden dann auf ein Stück isolierendes PVC montiert, das dann selbst auf die Rückseite der LED-Matrix geklebt wurde.

Da ich die Abmessungen der LED-Matrix von Loch-Master kenne, habe ich eine schwarze PVC-Einfassung gemacht, um die LED-Matrix zu umgeben und sie hübsch aussehen zu lassen. Ich habe eine Vorlage erstellt, die auf eine A4-Seite passt, damit diese auf Papier gedruckt und über 5 mm schwarzem Schaumstoff gelegt werden kann. Dann habe ich die Schablone mit Kreppband abgeklebt und die Mitte und die Kanten vorsichtig mit einem Cuttermesser ausgeschnitten. Ich habe auch einen passenden ohne den Ausschnitt in der Mitte für den Rücken gemacht. Die Umrandung wurde dann bis zur LED-Matrix angeboten und einfach aufgeklebt. Beide Schaltkreise wurden dann auf die Rückseite des LED-Stripboards geklebt (beachten Sie, dass diese mit etwas PVC getrennt wurden).

Schließlich wurde eine Rückwand hinzugefügt, indem M3-Schrauben von vorne eingesetzt und schwarze Abstandshalter (Abstandshalter) darin befestigt wurden. Dadurch konnte die Rückwand oben aufgeschraubt und von sechs M3-Muttern und Unterlegscheiben gehalten werden.

Schritt 4: Viel Spaß

Ich hoffe, Ihnen hat dieses sporadische Wochenendprojekt gefallen. Es gibt viel Raum für Verbesserungen, da es nur ein bisschen Spaß gemacht hat, aber ich hoffe, ich habe Sie dazu inspiriert, Ihre eigenen zu machen. Sie können nur die PWM-Schaltung allein verwenden und die Helligkeit der LEDs je nach Lichtstärke je nach Tageszeit variieren.

Die Schaltungsprinzipien können für andere coole Dinge wie Thermostate (tauschen Sie den LDR mit einem Thermistor) oder Motordrehzahlregelungen mit der PWM-Schaltung verwendet werden.