Stromgeregelter LED-Tester - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:23

Viele Leute gehen davon aus, dass alle LEDs mit einer konstanten 3V-Stromquelle betrieben werden können. LEDs haben tatsächlich eine nichtlineare Strom-Spannungs-Beziehung. Der Strom wächst exponentiell mit der zugeführten Spannung. Es gibt auch das Missverständnis, dass alle LEDs einer bestimmten Farbe eine bestimmte Durchlassspannung haben. Die Durchlassspannung einer LED hängt nicht nur von der Farbe ab und wird von anderen Faktoren wie der Größe der LED und ihrem Hersteller beeinflusst. Der Punkt ist, dass sich die Lebenserwartung Ihrer LED verschlechtern kann, wenn sie nicht richtig mit Strom versorgt wird. Es gibt zwar Taschenrechner, die Ihnen den Widerstandswert angeben, der mit Ihrer LED in Reihe geschaltet werden muss, Sie müssen jedoch immer noch die Betriebsspannung erraten und aktuell. LEDs werden normalerweise nicht mit einem Datenblatt geliefert und die Spezifikationen, mit denen sie geliefert werden, können sehr wohl ungenau sein. Mit dieser kleinen Schaltung können Sie die genaue Spannung und den Strom bestimmen, die an Ihre LED geliefert werden. Der LED-Tester ist nicht meine ursprüngliche Idee. Ich bin hier darauf gestoßen. Ich habe meine LEDs so ziemlich getestet, wie er es getan hat, bevor er den Tester gemacht hat; Anschließen einer LED, eines Potentiometers, eines Netzteils und eines Multimeters. Nicht die eleganteste Methode und oft sehr mühsam. Eine Stromreglerschaltung war mir nicht neu, aber es kam mir nie in den Sinn, sie als LED-Tester zu verwenden. Ich halte mein Board jedoch für übersichtlicher, da die Testpads/Loops intuitiver angeordnet sind. Und obwohl es kein Hexenwerk ist, das PCB-Layout aus den Schaltplänen zu erstellen, stelle ich Ihnen mein Layout zur Verfügung. Wenn Sie sich die Website des ursprünglichen Autors ansehen, werden Sie feststellen, dass ich etwas zusätzliches in meinem Tester habe. Er hat eine doppelseitige Platine verwendet, daher kann er es sich leisten, die Komponenten auf einer Seite zu verlöten und auf der anderen Seite die großen flachen Pads zu haben. Mir gingen zu der Zeit, als ich meine machte, die doppelseitigen Bretter aus. Zuerst dachte ich daran, nur ein zusätzliches kleines Stück Platine Rücken an Rücken mit der Hauptplatine zu haben und die beiden zusammenzulöten, um eine teilweise doppelseitige Platine zu erhalten. Dann dachte ich, ich könnte vielleicht eine Steckdose machen, damit die großen Testpads abnehmbar sind und für andere Zwecke in ein Steckbrett eingesteckt werden können. Als ich mir vorstellte, wie es aussehen würde, stellte ich fest, dass es ein ziemlich hohes Profil haben würde und dachte an eine Lösung, um die Höhe zu reduzieren. Dann kam mir, dass ich wahrscheinlich den Platz darunter nutzen und einen Magneten hinzufügen könnte, damit die LEDs (sowohl Durchgangsloch als auch SMD) an den Pads haften, ohne dass ich sie dort festhalte. Ich teste die Idee schnell mit einem Magneten und einigen Komponenten aus und es schien zu funktionieren. Es fiel mir nur ein, ein Instructable auf dem LED-Tester zu schreiben, als ich das Get The LED Out sah! Wettbewerb. Ich habe den LED-Tester bereits einige Zeit verwendet, daher wurde dies nach seiner Fertigstellung dokumentiert und möglicherweise fehlen Fotos des laufenden Projekts. Wenn es etwas gibt, das geklärt oder erklärt werden muss, zögern Sie bitte nicht, einen Kommentar zu posten. Ich gehe davon aus, dass der Leser mindestens über grundlegende Elektronikkenntnisse und ausreichende Fähigkeiten im Löten und in der Leiterplattenherstellung verfügt glaube, dass jedes Teil seine eigene Anleitung verdient: - Eine weitere schnelle PCB-Prototyping-Methode - SMD-Adapter (Magnetic Surface Mount Device) - Trimpot Knob Drehwerkzeug

Schritt 1: Liste der Komponenten

Komponenten für den Hauptstromkreis: 1x 9V Batterie1x 9V Batterieklemme1x 2-pol. Buchsenleiste (Stifte & Gehäuse)3x 1-pol. SIL-Buchse1x 2-pol. Stiftleiste1x 2-pol. Winkelstecker1x Kurzschlussblock1x 100nF Kondensator1x 1N4148 Diode1x LM317LZ positiv einstellbar Regler1x 39 Ohm Widerstand1x 500 Ohm quadratischer horizontaler Trimpoti1x Buchsenleiste1x 8-poliger IC-Sockel (wird nur benötigt, wenn Sie den Adapter herstellen)1x 50mm x 27mm kupferplattierte PlatineMaterialien für den magnetischen SMD-Adapter (optional): 1x Magnet2x 4-poliger Stiftleiste1x 12 mm x 27 mm kupferplattierte Platine Der Kondensator und die Diode sind für den Betrieb dieser Schaltung nicht entscheidend. Ich habe sie verwendet, um mein Board bevölkerter aussehen zu lassen. Ich habe den Wert des Widerstands auf 39 Ohm (kann schwerer zu finden sein) anstelle von 47 Ohm reduziert, damit mein Tester maximal etwa 32 mA ausgeben kann. Die Version von David Cook kann bis zu 25 mA ausgeben. Ich verwende einige Hochleistungs-LEDs und 25 mA sind nicht genug, aber 32 mA für kurze Zeit sollten für schwächere LEDs relativ harmlos sein. Sie können einen 47-Ohm-Widerstand verwenden, wenn Sie mit max. 25 mA zufrieden sind. Sie können den maximalen und minimalen Ausgangsstrom bestimmen, indem Sie den Wert der Referenzspannung am LM317LZ (1,25 V basierend auf meinem Datenblatt) durch den Wert Ihres Messwiderstands teilen (Trimmpotentiometer + Widerstand müssen korrekt sein). Min. Ausgangsstrom (Trimmpotentiometer auf max. 500 Ohm eingestellt): 1,25V / (500 Ohm + 39 Ohm) = 0,0023A = 2,3mAMax. Ausgangsstrom (Trimpotis auf min. 0 Ohm): 1,25/(0 Ohm + 39 Ohm) = 0,0321A = 32,1 mAVerwenden Sie die obigen Gleichungen, um einen LED-Tester mit einem anderen Stromausgangsbereich zu erstellen, wenn Sie dies wünschen. Denken Sie daran, dass der LM317LZ auf einen maximalen Ausgangsstrom von 100 mA begrenzt ist. Sie benötigen außerdem Lötausrüstung, etwas doppelseitiges Klebeband (zum Befestigen der Platine an der Batterie) und Werkzeuge und Materialien zur Platinenherstellung (abhängig von der verwendeten Methode)). Sie sollten all dies bereits zur Verfügung haben, wenn Sie jemals Elektronik für das Heimbrauen gemacht haben.

Schritt 2: Schaltplan und Layout

Schauen Sie sich die Bilder für den Schaltplan und das Layout an. Anweisungen zur Herstellung der Leiterplatte finden Sie in diesem Instructable. Das Instructable verwendet diese Schaltung als Beispiel, damit Sie ihr direkt folgen können. Denken Sie daran, die Pinbelegung Ihres Reglers zu überprüfen. Ich habe auch ein PDF des Layouts enthalten, das Sie drucken können. Skalieren Sie beim Drucken NICHT, wenn Sie das Layout als Maske für die Fotolithografie oder den Tonertransfer verwenden möchten.

Schritt 3: Beschreibung und Details

Crimpen Sie die weiblichen Steckerstifte mit den Drähten des 9V-Batterieclips. Sie können stattdessen polarisierte Header verwenden, wenn Sie vermeiden möchten, dass die Stromversorgung falsch angeschlossen wird. Ich habe keine polarisierten Header verwendet, weil ich keine zur Hand hatte und die Diode zum Verpolungsschutz da ist. Die Testschleifen sind eine großartige Idee, die ich schamlos aus dem Roboterraum gesteckt habe. Diese sind einfach eine Schleife aus Kupferdraht zwischen zwei nahe gelegenen Löchern. Beachten Sie, dass meine Testschleifen etwas hässlich sind, weil ich vergessen habe, sie vor dem Löten auf die Platine vorzuverzinnen. Als ich merkte, dass ich es vergessen hatte, hatte ich die Platine bereits auf die Batterie geklebt und wollte sie nicht entfernen, daher die hässliche Verzinnung. Denken Sie daran, Ihre vorzuverzinnen! Die Testschlaufen eignen sich hervorragend zum Anklipsen mit Krokodilklemmen oder zum Einhaken mit Testhaken / -clips. Ich habe eine einseitige Kupferplatte verwendet, daher gab es keine Möglichkeit, Testpads auf der Oberseite zu haben. Selbst wenn ich eine doppelseitige Kupferplatte verwenden würde, bräuchte ich eine Möglichkeit, die untere Schicht mit der oberen Schicht zu verbinden. Das Problem ist, ich mag keine Durchkontaktierungen, die mit dem Löten eines Drahtes zwischen den beiden Schichten hergestellt werden, es ist hässlich. Meine Lösung bestand darin, SIL-Sockel zu verwenden. SIL steht für Single In-Line für diejenigen unter Ihnen, die es nicht wissen. Diese ähneln maschinenbearbeiteten IC-Sockeln, aber anstelle von zwei Reihen gibt es nur eine. Die Sockel sind wie normale Stiftleisten, da Sie eine Reihe mit so vielen Stiften abbrechen oder abschneiden können, wie Sie möchten. Einfach 3 1-polige Buchsen (eine für jedes Testpad) abbrechen/abschneiden. Dann brechen / schneiden Sie den Kunststoffhalter ab, um den leitfähigen Teil freizulegen. Beachten Sie, dass der Stift vier Durchmesser hat. Schneiden Sie das schmalste Ende ab. Das nächstschmalste Ende wird in Ihre Leiterplatte eingeführt, sodass Ihr Loch und das Kupferpad vergrößert werden müssen. Die Buchsen bieten eine schöne Grube, in die Sie die spitzen Spitzen Ihrer Multimeter-Sonden stecken können. Es soll nicht passen, aber verhindert, dass die Sonden herumrutschen. Sie können auch Drähte einstecken und möglicherweise an den ADC-Port Ihres Mikrocontrollers anschließen. Der magnetische SMD-Adapter wird über eine IC-Buchse mit dem Tester verbunden. Sie müssen dafür die IC-Sockel der normalen Version verwenden, da Stiftleisten nicht in maschinell bearbeitete IC-Sockel passen. Teilen Sie einfach einen 8-poligen IC-Sockel auf und löten Sie ihn auf die Platine. Sie können wie ich noch einen Schritt weiter gehen und alle kleinen Vorsprünge vor dem Löten wegfeilen, damit alles schön flach sitzt. Wenn Sie dies tun, werden Sie unweigerlich einen winzigen Teil des leitfähigen Teils wegfeilen, der nicht viel Schaden anrichtet. Die Header-Pins des Adapters wurden bewusst gekürzt, damit er vollständig in die Buchse passt. Dadurch liegt der Header ohne Zwischenraum bündig an der Buchse an, was zu einem schöneren Aussehen und einem niedrigeren Gesamtprofil führt. Überprüfen Sie diese Anleitung für eine Anleitung zur Herstellung des magnetischen SMD-Adapters.

Schritt 4: So verwenden Sie den Tester

Es gibt zwei Möglichkeiten, eine LED zu testen. Zuerst können Sie es in die Buchsenleiste stecken. Basierend auf dem 1. Bild ist die Anode das obere Loch und die Kathode das untere Loch. Zweitens können Sie den magnetischen SMD-Adapter verwenden. Platzieren Sie einfach die LED-Anschlüsse auf dem Adapter und er wird dort kleben. Ähnlich ist die Anode das obere Pad und die Kathode ist das untere Pad. Der magnetische SMD-Adapter soll, wie der Name schon sagt, zum Testen von SMD-LEDs verwendet werden. Ich habe keine SMD-LEDs zur Hand, aber der magnetische SMD-Adapter funktioniert, wie man sehen kann, als ich ihn mit einer normalen Diode getestet habe. Die Pads eignen sich auch hervorragend zum schnellen Berühren der Leitungen Ihrer LED, um Polarität, Farbe und Helligkeit zu überprüfen. Sie müssen sich keine Sorgen machen, die Pads kurzzuschließen, da der Strom auf maximal 32 mA begrenzt ist. Es wird weder dem Stromkreis noch der Batterie Schaden zugefügt. Dieser Tester wurde für die bequeme Messung von Spannung und Strom entwickelt. Sie können entweder die Testpads oder die Testschleifen verwenden. Die mittlere Testfläche/Schleife ist üblich. Das obere Testpad/die Schleife (siehe 1. Bild) dient zum Messen der Spannung und das untere Testpad/die Schleife zum Messen des Stroms. Bei der Strommessung müssen Sie den Kurzschlussblock entfernen. Aus intuitiven Gründen wurde der Jumper zwischen den mittleren und unteren Testpads / -schleifen platziert. Vorausgesetzt, Ihre LED hat keine Spezifikationen, möchten Sie wissen, wie viel Strom und Spannung sie liefern müssen, um die gewünschte Helligkeit zu erzielen. Schließen Sie zuerst Ihr Multimeter an, um den Strom zu messen und den Kurzschlussblock zu entfernen. Legen Sie Ihre LED auf den Tester und stellen Sie den Trimmpotentiometer ein (Sie können dieses einfache Werkzeug zum Drehen des Knopfes verwenden), bis Sie mit der Helligkeit zufrieden sind. Wenn Sie sich über den maximalen Strom, den Sie Ihrer LED liefern können, nicht sicher sind, können Sie normalerweise einen optimalen Arbeitsstrom von 20 mA annehmen. Notieren Sie, wie viel Strom durch die LED fließt (nehmen wir 25 mA an). Als nächstes ersetzen Sie den Kurzschlussblock und messen die Spannung. Notieren Sie es (angenommen, es sind 1,8 V). Nehmen wir nun an, Sie möchten diese LED von einer 5V-Versorgung mit Strom versorgen. Sie müssten dann 3,2 V von den 5 V absenken, um die 1,8 V zu erreichen, die für die Stromversorgung Ihrer LED (5 V - 1,8 V = 3,2 V) erforderlich sind. Da wir wissen, dass Ihre LED 25 mA verbraucht, können wir den zum Abfall von 3,2 V erforderlichen Widerstand aus der Gleichung V / I = R 3,2 V / 0,025 A = 128 Ohm berechnen es mit 5V, um die gewünschte Helligkeit zu erhalten. Meistens werden Sie keinen Widerstand mit dem genauen Widerstandswert finden, den Sie berechnet haben. In diesem Fall sollten Sie sicherheitshalber den nächsthöheren Widerstandswert erreichen. Viel Spaß beim Testen!