Плавное зажигание освещения

Содержание

Сообщества › Кулибин Club › Блог › Электрика: плавное включение света фар

Это будет ещё один вариант схемы плавного включения фар.

Для начала немножко теории.

Многие, наверное, замечали, что перегорание ламп накаливания в подавляющем большинстве случаев приходится на момент их включения. Отчего же это происходит?

Виноват в этом, разумеется, Георг Ом со своим законом. Дело в том, что сопротивление холодной нити лампы в 10-12 раз ниже, чем в разогретом состоянии. По закону Ома, ток в цепи обратно пропорционален сопротивлению: I = U / R. Значит ток в цепи каждой лампы тоже в момент включения в 10-12 раз выше номинального, то есть, для стандартной лампы 55Ватт он может достигать 60 Ампер! Но в течение каких-то сотых долей секунды нить нагревается, сопротивление увеличивается и ток падает до номинального уровня. Обычно этот момент проходит так быстро, что ничуть не вредит ни реле, ни предохранителю, которые подводят ток к двум лампам и рассчитаны на ток куда ниже 120 Ампер.
Рассмотрим чуточку подробнее, что же страшного может случиться в этот краткий миг включения. Для этого рассмотрим нить лампы под электронным микроскопом:

Спиралька не идеальная, какие-то участки её оказываются потоньше, какие-то потолще.

Очевидно, теплоёмкость тонких участков оказывается меньше, а значит, при таком же протекающем токе, они быстрее нагреваются.

Как было упомянуто ранее, сопротивление нагретой спирали больше сопротивления холодной. Ток, как мы знаем, одинаков во всех участках цепи, а по тому же закону того же Георга, падение напряжения на участке цепи равно произведению значений силы тока и сопротивления этого участка. U = I * R. Это значит, что падение напряжения на втором, “тонком” участке будет больше чем на других.
Мощность высчитывается как произведение тока на напряжение: P = I * U. А это значит что на этом самом тоненьком участке цепи будет рассеиваться самая большая мощность.
В результате, пока соседние участки не спешa нагреваются, тоненький отрезок спирали успеет немного выгореть и стать ещё тоньше к следующему включению лампы. А значит при следующем включении различие в нагреве разных участков спирали будет ещё более выраженным. Ситуация будет ухудшаться с каждым включением, пока не произойдёт:

Выход прост: ограничить рассеиваемую мощность, уменьшив ток в цепи. Существует несколько разных вариантов как этого добиться, и самые распространённые из них это:

1. Использование NTC термистора и реле. Термистор около 2-5 Ом (при 25 градусах) включается последовательно с лампой, и часть мощности рассеивается на нём, нагреваясь он уменьшает своё сопротивление, в то время как лампа — плавно разгорается и увеличивает сопротивление. Через некоторое время падение напряжения на лампе окажется достаточным, чтобы замкнуть обмотку включенного параллельно с ней реле. Контакты реле замыкают термистор, исключая его из цепи и передавая тем самым всю мощность лампе.

2. Использование мощного полевого транзистора с конденсатором на затворе. Принцип аналогичен предыдущему. Но вместо термистора ток ограничивается полевым транзистором, затвор которого медленно заряжается, и ток в цепи плавно повышается. При этом на транзисторе в момент включения рассеивается значительное количество тепла, что требует его охлаждения. Однако в полностью открытом состоянии, за счёт низкого сопротивления сток-исток, почти вся мощность идёт на лампу, в результате дополнительное реле не требуется.

3. Широтно-импульсная модуляция. Этот вариант отличается от предыдущих тем, что управляющая схема не ограничивает ток, что уменьшает рассеиваемую на ней мощность, а значит и требования к охлаждению. Вместо этого схема при помощи того же полевого транзистора подаёт ток краткими импульсами, длительностью в несколько десятков микросекунд. За такое короткое время участки нити не успевают нагреться до опасных значений, а в те моменты когда ток через цепь не идёт, тепло с более нагретых участков нити успевает перераспределиться на менее нагретые участки, в результате чего сопротивление разных участков цепи выравнивается.

Именно этот вариант я выбрал для реализации.

Вот что мне хотелось добиться от своей схемы плавного включения света:

1) Распознавание первого включения после включения зажигания. У меня на машине лампы H4 — ближний и дальний в одной колбе. Если зажигание только включено, то свет должен разгораться плавно, чтобы плавно разогреть холодные спираль и колбу. Зато, если зажигание не выключалось, а ближний свет был выключен и включен снова — а такое происходит при включении дальнего света — разогрев должен происходить быстрее, дабы дорога была освещена.

2) Удержание в пол-накала в течение секунды после выключения. В моменты мигания дальним светом, ближний также выключается. Такой алгоритм поможет нити лишний раз не остывать и быстро вернуть свет на прежний уровень.

3) Максимальное снижение энергопотребления схемой при отключении зажигания. Токи утечки должны быть минимальными.

4) Схема должна быть собрана в корпусе штатного реле. Схема не должна требовать вмешательства в проводку, дополнительных проводочков-подключений и полностью заменять штатное реле, а при необходимости — быть заменённой обратно простой перестановкой реле.

Схема подключения штатного реле

Определившись с требованиями, я стал изучать, как подключено штатное реле

Оказалось, в моей машинке выключатель света замыкает минусовой провод обмотки, а реле зажигания — плюсовой.

Очевидно, что при выключении света, будет отключен также и “минус” для питания схемы. Однако, согласно моим хотелкам, схема должна продолжать работать в этой ситуации, мало того — даже держать фары включенными в пол-накала! Идея заключается в том, чтобы брать “минус” для питания схемы с фар.

Схема электронного реле

В итоге родилась такая схема:

Логика управления реализуется микроконтроллером ATtiny13A. Для питания используется линейный стабилизатор 79L05 отрицательного напряжения -5 Вольт, то есть у всей схемы общим является “плюс”.

VD3 и VD4 обеспечивают схему “минусом”. Это “быстрые” диоды. Пока выключатель света замкнут, минус идёт с него. Когда он разомкнут, микроконтроллер управляет фарами в режиме широтно-импульсной модуляции. В моменты, пока транзистор закрыт, “минус” появляется через лампы фар.

VT4 — силовой pMOSFET, который и подаёт ток на фары. IRF9310 хоть мал и невзрачен на вид, но сопротивление сток-исток у него в открытом состоянии максимум 6,8 миллиОма. Он легко тянет 20 Ампер, а импульсами и все 160.

VT1 — этот друг обесточивает схему, когда зажигание выключено. Благодаря ему потребление тока в выключенном состоянии меньше микроампера.

C1 — конденсатор питает схему в те моменты когда выключатель света разомкнут, а транзистор VT4 открыт. Схема уверено работает и при 15 микрофарадах.

R4 — нужен чтобы снизить ток, который хлынет в разряженный C1 при первом включении. Это снизит нагрузку на транзистор и на сам конденсатор. R6 — позволяет ещё дополнительно снизить ток через выключатель.

VT2 — нужен для информирования МК о том что зажигание выключено и конденсатор вот-вот разрядится. В открытом состоянии он замыкает вывод PB4 микроконтроллера на линию -5 Вольт. В закрытом, вывод PB4 микроконтроллера подтягивается к “питанию” встроенным резистором. На его месте можно было бы использовать простой диод, катодом идущий на вход микроконтроллера, а сам вход подтянуть к “GND” резистором. Однако возможна ситуация когда на линиях зажигания и питания фар окажется значительная разность потенциалов — например, при повреждении реле фар. В этом случае такое подключение убило бы микроконтроллер. Использование транзистора немного усложняет схему, но зато исключает подобные казусы.

VT3 — точно также информирует МК, но о том, что замкнут выключатель света. Он, наоборот, притягивает вход PB3 к “питанию”, а в закрытом состоянии этот вход притянут резисторм R7 к “GND”. Когда выключатель разомкнут, микроконтроллер должен как можно быстрее перейти к ШИМ-управлению лампами, чтобы давать возможность конденсатору подзарядится в моменты, когда VT4 закрыт.

Читайте также:  Соединение гофры электрической

Пару слов об отводе тепла

Здесь используется один силовой транзистор. По расчётам, при токе 11 Ампер (взято с запасом) и его сопротивлении 6,8мОм (максимум) на нём будет рассеиваться 0,822 Ватта. Что достаточно немного. Однако в тесном корпусе реле негде разместить радиатор. Для эффективного отвода тепла, сток транзистора припаивается как можно ближе, под обильным припоем, к ножке корпуса, которая обладает хорошей теплопроводностью и отводит тепло наружу, в массивную колодку реле и далее в корпус машины. Эксперимент показал, что даже в неподключенном к колодке реле, транзистор нагревается всего на 30-35 градусов.

К слову, штатное реле потребляет ток около 150 миллиампер, и рассеивает почти 2 Ватта тепла.

Почти одновременно с этой задумкой, я обнаружил, что если вынуть в блоке предохранителей шунт и вставить в его место нормальное реле, то включится опция дневных ходовых огней. Реле в KIA довольно занимательные, симметричные: втыкай хоть так, хоть эдак. Пара контактов по диагонали — это обмотка, а по другой диагонали — замыкаемые. Это даёт некоторые неудобства: электронное реле нельзя втыкать “абы как”.

В результате в руках у меня оказался шунт, который внешне мало отличим от реле, а кишочки у него выглядят так:

Он куда удобнее для обработки и размещения внутри всяких схем, чем обычное реле. Поработав немного ножовкой и надфилями получилось что-то такое:

Вначале по разработанной схеме был собран прототип:

Плавное зажигание освещения

Бесплатная техническая библиотека:
▪ Все статьи А-Я
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
▪ Новости науки и техники
▪ Журналы, книги, сборники
▪ Архив статей и поиск
▪ Схемы, сервис-мануалы
▪ Электронные справочники
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Голосования
▪ Ваши истории из жизни
▪ На досуге
▪ Случайные статьи
▪ Отзывы о сайте

Справочник:
▪ Большая энциклопедия для детей и взрослых
▪ Биографии великих ученых
▪ Важнейшие научные открытия
▪ Детская научная лаборатория
▪ Должностные инструкции
▪ Домашняя мастерская
▪ Жизнь замечательных физиков
▪ Заводские технологии на дому
▪ Загадки, ребусы, вопросы с подвохом
▪ Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
▪ Искусство аудио
▪ Искусство видео
▪ История техники, технологии, предметов вокруг нас
▪ И тут появился изобретатель (ТРИЗ)
▪ Конспекты лекций, шпаргалки
▪ Крылатые слова, фразеологизмы
▪ Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
▪ Любителям путешествовать – советы туристу
▪ Моделирование
▪ Нормативная документация по охране труда
▪ Опыты по физике
▪ Опыты по химии
▪ Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
▪ Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
▪ Охрана труда
▪ Радиоэлектроника и электротехника
▪ Строителю, домашнему мастеру
▪ Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
▪ Чудеса природы
▪ Шпионские штучки
▪ Электрик в доме
▪ Эффектные фокусы и их разгадки

Техническая документация:
▪ Схемы и сервис-мануалы
▪ Книги, журналы, сборники
▪ Справочники
▪ Параметры радиодеталей
▪ Прошивки
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатный архив статей
(200000 статей в Архиве)

Алфавитный указатель статей в книгах и журналах

Бонусы:
▪ Ваши истории
▪ Загадки для взрослых и детей
▪ Знаете ли Вы, что.
▪ Зрительные иллюзии
▪ Веселые задачки
▪ Каталог Вивасан
▪ Палиндромы
▪ Сборка кубика Рубика
▪ Форумы
▪ Карта сайта

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на https://www.diagram.com.ua


сделано в Украине

Плавное зажигание освещения

В принципе – эта конструкция наглядная иллюстрация по теме: лень – двигатель прогресса. Надоели походы в магазин для покупки лампочек.


(нажмите для увеличения)

При применении данного устройства срок службы ламп значительно увеличивается, некоторые экземпляры работают до 4 лет. Этот эффект обеспечивается постепенным разогревом нити накала, как известно, сгорание лампы происходит именно в момент включения. К тому же при включении в темное время суток имеется удобство в плане плавного изменения освещенности, так как глаза успевают адаптироваться и не наступает эффекта ослепления.

R5 определяет уровень начального накала лампочки. R7 определяет скорость нарастания накала, в пределах 3-5 секунд, меньшее значение не предохраняет лампу от сгорания. R1 обеспечивает необходимое напряжение питания (требует подбора при мерцании лампы при помехах в сети).

Устанавливать рекомендуется в разрыв провода около выключателя, или, если портит эстетику помещения, непосредственно около лампы (возможно в ней).

Смотрите другие статьи раздела Освещение.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Автомат плавного включения и отключения освещения

21 Мар 2017г | Раздел: Работы читателей

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Просматривая статью о регуляторе мощности паяльника, я сразу вспомнил о давно собранной и хорошо отрекомендовавшей себя схеме плавного включения и выключения освещения, которая была опубликована в журнале Радио №10 1981г., стр.54.

В приведённой конструкции при включении свет за 1,5 – 2 секунды плавно загорается до максимума, а при выключении гаснет так же плавно (как в кинотеатре) за 1,5 – 2 минуты. Эта конструкция очень здорово подходит применительно к ночнику, бра или люстре, правда применяться в светильниках должны только лампы накаливания. Очень важно, что использование предлагаемой схемы намного увеличивает срок службы ламп накаливания, поскольку у них есть характерная особенность очень часто перегорать в момент обычного включения.

Я повторил эту схему с теми же номиналами резисторов, но вместо германиевых транзисторов и диодов использовал кремниевые.

В качестве регулирующего элемента применил тиристор VD5 PCR406J от китайской ёлочной гирлянды, поэтому размеры печатной платы получились 40х30мм, что идеально подходит к размерам коробочки от управления гирляндой.

Чтобы схема работала во всём диапазоне напряжений от 0 до 220 В применён диодный мост VD6VD9, составленный из отечественных выпрямительных диодов КД105В. Диоды в развязках VD1VD3 я использовал КД522В, но можно использовать и импортный аналог 1N4148. Мощность гасящего резистора R7 уменьшена до 0,5Вт, а номинал увеличен до 68 кОм, все остальные резисторы МЛТ 0,125.

Увеличение номинала гасящего резистора R7 обеспечивает ток стабилизации стабилитрона VD4, основного нагрузочного элемента схемы, в пределах 10–15мА, что является его номинальным током стабилизации. В данном случае схема работает в нормальном режиме без какого-либо нагрева резистора R7.

Напряжение питания после гасящего резистора соответствует напряжению стабилизации стабилитрона VD4 (можно применить стабилитроны Д814 с буквенными индексами А – Д и напряжением стабилизации 7 — 12 В). У меня применён стабистор КС210Б – двуханодный стабилитрон, при использовании которого соблюдать полярность включения не требуется, а вот при применении обычного стабилитрона соблюдать полярность очень важно, так как если ошибиться, то стабилизации напряжения не будет.

При повторении схемы ставилась задача применения транзисторов на кремниевой основе, а так же хотелось максимально уменьшить габаритные размеры печатной платы. В приведенном варианте схема завелась с пол оборота, то есть хочу отметить, что при правильном монтаже и исправности применённых радиоэлементов всё должно заработать сразу.

Настройка минимальная и заключается только в подборке номиналов конденсаторов С1 и С2. Увеличение ёмкости конденсатора С1 приводит к увеличению времени плавного погасания ламп, а уменьшение ёмкости С2 к увеличению времени плавного зажигания ламп. В качестве нагрузки использовалась настольная лампа с мощностью лампы накаливания 40 Вт.

Собранную и проверенную в работе конструкцию прилагаю на фото, но это чисто проверочный вариант, так как при создании собственной конструкции Вам, возможно, придётся применить свою смекалку и адаптировать схему под свой светильник. Если плата упакована в коробочке от ёлочной гирлянды, то её можно расположить около выключателя или спрятать где-нибудь поблизости. Из коробки выходят четыре провода – два на новый выключатель и два к уже установленному.

При мощности нагрузки до 60 Вт предложенный тиристор и диоды себя вполне удовлетворяют, а вот для мощности от 200 Вт и более необходимо применять выпрямительный мост и тиристор, рассчитанные на бóльший ток в соответствии с мощностью светильника. В моём первом варианте нагрузкой схемы была люстра суммарной мощностью 360 Вт и применены диоды Д245 и тиристор КУ202Н, и при этом никаких радиаторов не потребовалось. Сейчас в продаже имеется много мощных диодов, а так же диодных мостов, например KBL406.

Читайте также:  Как рассчитать резистор для светодиода?

Чтобы задействовать установку для работы к уже подключённой люстре необходимо два контакта диодного моста, идущие на переменку (у диодного моста эти выводы обозначены значком «

»), подключить к клеммам выключателя, который должен находиться в разомкнутом состоянии, а так же установить рядом дополнительный выключатель, управляющий работой схемы.

Хочу немного сказать о применяемых транзисторах. В схеме могут работать практически любые транзисторы. Из отечественных вариантов хорошо подойдут КТ502, КТ503, КТ3102, КТ3107 с любым буквенным индексом. У меня для экономии места задействованы VT1, VT4КТ315 и VT3 КТ361. Величина коэффициента усиления транзисторов не имеет особого значения, хотя транзистор VT2 КТ3107, управляющий работой генератора импульсов, применён с немного бóльшим коэффициентом усиления h21э. Он поставлен скорее для перестраховки, но КТ502 или КТ361 то же должны работать надёжно.

При создании принципиальной электрической схемы применялась программа «sPlan 6.0», а разводка печати производилась в программе «Layout40». Файл печатной платы можно скачать по этой ссылке.

ВАЖНО! Данная конструкция имеет бестрансформаторное питание, поэтому все операции необходимо проводить при отключённой сети во избежание поражения электрическим током!

Желаю успеха в создании конструкции!
Алексей Жевлаков, г. Москва.

Регулятор освещения для лампы накаливания — принцип действия

Светодиодные лампы становятся всё более популярными, но невзирая на этот факт лампами накаливания до сих пор пользуются миллионы людей, во многом благодаря малой розничной стоимости. В данную категорию входит не только лампочка накаливания традиционной формы, но и галогенные источники освещения с цоколем типа GU4 или GU5,3.

Причины преждевременного перегорания

В подавляющем большинстве случаев лампы накаливания перегорают при включении, когда у спирали наименьшее электрическое сопротивление. Холодная нить накала обладает в 10 раз меньшим сопротивлением, нежели разогретая. В итоге при зажигании лампы показатель тока достигает отметки 8 А, что может оказаться критическим для холодной спирали.

Продлить эксплуатационный срок источника освещения поможет УПВЛ – плавное включение ламп накаливания 220 В, схема которого несложна. Задача такого прибора – постепенное повышение напряжения на нагрузке, резкие рывки тока в первые секунды после зажигания исключаются. Плавный прогрев спирали даёт возможность увеличить ресурс лампы в 2-3 раза, вместо заявленных 1000 часов.

Принцип работы

Для размеренного повышения подаваемого напряжения достаточно, чтобы фазовый угол нарастал всего за 2-3 секунды. Рывок тока сглаживается, что способствует плавному разогреву спирали.

При зажигании лампочки полуволна отрицательного типа подаётся сквозь диод, показатель питания при этом равняется лишь половине напряжения. Заряд конденсатора происходит в положительный полупериод. Когда показатель напряжения на нём повысится до показателя открывания тиристора, на источник освещения подаётся полное сетевое напряжение и он светится в полный накал.

Готовые решения

Существует масса УПВЛ от российских и зарубежных брендов, которые дают возможность реализовать плавное включение света. Стоимость таких устройств напрямую зависит от их функциональности. Одни модели взаимодействуют исключительно с лампами накаливания, другие дополнительно взаимодействуют с галогенными лампочками. Даже бюджетные модели способны долгое время переносить нагрузку до 300 Вт.

Постепенное включение лампочки можно реализовать также посредством фазового регулятора. Его конструкция схожа с УПВЛ, но система управления сложнее и регулятор способен выдерживать большую нагрузку. Размеры устройства устанавливаются габаритами радиатора, который отводит тепло от силового компонента схемы.

Каждое устройство, которое гарантирует постепенное зажигание ламп накаливания, подсоединяется к электрической цепи последовательно, в разрыв нулевого провода или фазного. Напряжение в нагрузке нарастает определённый промежуток времени, который является фиксированным и не регулируется. Это время задаётся производителем и может составлять до 3-х секунд.

Схемы подключения

Чтобы плавное зажигание лампочки было эффективным, необходима специальная электросхема. С ее помощью можно понять, как функционирует УПВЛ и каково его внутреннее строение.

Обычно при подсоединении такого прибора используют самые простые схемы на тиристорах. Несколько реже применяется специальная схема с интегрированным симистором. Кроме данных блоков можно использовать полевые транзисторы, которые функционируют аналогично устройствам постепенного включения.

Плавное включение ламп 220 В: схема на тиристоре

Тиристорная схема проста и её нетрудно сделать самостоятельно.

Цепь выпрямительного моста использует лампу в качестве нагрузки и токоограничителя. На плечи выпрямителя устанавливают цепь сдвигающегося типа и тиристор. Установка диодного моста обуславливается спецификацией функционирования тиристора.

После подачи напряжения на схему ток начинает проходить сквозь нить накала и приходит на мост, а электролит тем временем заряжается при помощи резистора. Он начинает открываться при достижении предела напряжения тиристора, после чего сквозь него проходит ток от лампы. В итоге нить из вольфрама разогревается плавно. Время её разогрева напрямую зависит от ёмкости конденсатора и встроенного в схему резистора.

Плавное включение ламп 220 В: схема на симисторе

В данной схеме меньше компонентов, благодаря применению симистора в качестве силового ключа.

Дроссель, предназначающийся для ликвидации разнообразных помех при открытии силового ключа, из общей сети можно убрать. Поступающий на главный электрод ток ограничивается посредством резистора. Задающая время цепь реализована на ёмкости и резисторе, которые питаются с помощью диода.

Функционирует представленная схема аналогично предыдущей. Конденсатор открывается когда заряжается до величины напряжения открытия симистора, а после сквозь него ток поступает на лампу.

Схема на специализированной микросхеме

Для создания регулятора плавного зажигания ламп можно использовать специальную микросхему маркировки кр1182пм1.

В такой конструкции сама микросхема выполняет регулировку напряжения на лампе с нитью накала мощностью до 150Вт. Для управления более высокой нагрузкой, большей численностью осветительных приборов синхронно в цепочку управления нужно включить вспомогательный силовой симистор.

Данные устройства способны плавно включать не только лампочки накаливания, но и галогеновые на 220 В. Фазовые регуляторы также устанавливают в электрический инструмент, они плавно запускают якорь мотора, в разы продлевая эксплуатационный срок приборов.

Регулятор освещения для лампы накаливания категорически запрещено устанавливать совместно с люминесцентными и светодиодными светильниками. Их принцип функционирования и схемотехника совершенно разные. Каждая из таких ламп обладает собственным устройством постепенного разогрева.

Подключение с использованием блока защиты

Схематическое подсоединение к сети блока защиты не вызовет труда при монтаже устройства. Подключается прибор двумя различными методами, что напрямую зависит от напряжения применяемых лампочек.

Если в осветительных приборах используются лампы на 220 В, блок защиты подсоединяется в цепь последовательным образом. Полярность проводки значения не имеет, главное – блок должен быть подключён в разрыв провода с фазой, то есть последовательно с выключателем.

Если применяемые лампы обладают меньшим напряжением (6 -24 В) и подсоединены к сети посредством понижающего трансформатора, блок защиты нужно подсоединять со стороны прихода 220 В.

Как изготовить блок защиты самостоятельно

Создать блок защиты можно по такой схеме:

Принцип функционирования блока:

  1. На старте полевой транзистор пребывает в закрытом состоянии. К нему поступает стабилизационное напряжение. Лампочка при этом не горит.
  2. Резистор (R1) и диод (VD1) передают напряжение на конденсатор (C1), вследствие чего он начинает заряжаться до 9,1 В. Это предельный показатель, ограниченный характеристиками стабилитрона.
  3. При достижении установленного напряжения транзистор начинает открываться, а сила тока повышаться. В токовом состоянии напряжение уменьшится, а спираль лампочки начнёт постепенно разогреваться.
  4. Уровень разрядки конденсатора контролируется вторым резистором. За счёт этого конденсатор продолжает разрядку после отсоединения питания.

Применение блока защиты даёт возможность выполнить постепенный пуск ламп с нитью накала. Он предохраняет их от негативного мерцания во время функционирования.

Плавное включение светодиода

Свет в нашей жизни играет очень важную роль. Даже искусственный. Светодиоды сейчас стремительно набирают популярность. У меня дома осталась одна единственная лампочка Ильича, и та в светильнике с инфракрасным датчиком в туалете. Видимо, ее дни тоже сочтены. Рыская по просторам Инета надыбал схему плавного включения диодов. В этом что то есть. Честно, сам, пока не пробовал. Но простота схемы подкупает. Решил опубликовать для начинающих (или продвинутых) радиотехников.

Цитирование с сохранением авторского изложения.

Пришла мне тут как-то в голову мысль, что некрасиво, когда такая замечательная штука, как светодиодная лента загорается сразу, как лампочка Ильича прям. И навеяна эта мысль была моим фокусом с плавным включением света в салоне 🙂

Я решил, что хочу сделать приборчик, который позволил бы мне любую светодиодную ленту (будь то в автомобиле или дома) разжигать так же плавно. И хоть я себе в машину еще и не поставил светодиодной подветки никуда, но в планах она есть, так что решил на счет приборчика заморочиться.

Читайте также:  Динамическая индикация на светодиодных 7-сегментных индикаторах с программной регулировкой яркости

Выдумывать велосипед не стал, решил поискать в интернете. При поиске почти на каждом сайте наталкивался на схемы, где светодиодная нагрузка сильно ограничивается возможностями схемы. Мне же хотелось, чтобы схема лишь плавно поднимала напряжение на выходе, чтобы диоды плавно разгорались и затухали при выключении.

Дополнительными требованиями были:

1. Наличие управляющего сигнала, который активирует схему. Например, включение тумблера на приборке, закрытие двери, активация какого-либо устройства.

2. Схема в режиме ожидания не должна потреблять заряд аккумулятора

И такую схемку я нашел 🙂 Авторские права нарушать не будем, образец взял отсюда. У исходной схемы пришлось поменять все номиналы сопротивлений, ибо время розжига около 50 (сек) меня никак не устраивало. Мне даже поначалу показалось, что схема вообще не работает, пока мультиметром не померял. Поэтому внес изменения, и вот результат:

Розжиг происходит примерно за 3 секунды, затухание — примерно столько же.

Принцип работы у нее такой:

Управляющий сигнал поступает через входной диод КД522Б от чего-нибудь (например, при открывании двери). Затем ток начинает поступать через резистор 750(Ом) на базу транзистора КТ503В. Транзистор открывается и через него и резистор 4,7(кОм) начинает заряжаться конденсатор 1000(мкФ). При этом напряжение на нем плавно возрастает и через резистор 10(кОм) поступая на вход полевого транзистора IRF9540.

Транзистор постепенно открывается, плавно увеличивая напряжение на выходе схемы.

При отключении управляющего напряжения КТ503В закрывается. Конденсатор разряжается на вход IRF9540 через резистор 4(кОм).

После разрядки конденсатора схема перестает потреблять ток и переходит в ждущий режим. Потребляемый ток в режиме ожидания незначителен.

При необходимости изменить время розжига и затухания светодиодов:

1. Для увеличения времени розжига нужно увеличить сопротивления резистора 4,7(кОм). Для уменьшения — уменьшить 🙂

2. Для увеличения времени затухания — провести те же манипуляции с резистором 4(кОм).

3. Можно еще поиграться с величиной емкости (главное не ставьте номинал напряжения ниже 16В).

Что я использовал:

1. Емкость 16В, 1000мкФ

2. Транзисторы КТ503В, IRF9540

3. Резисторы 750Ом, 10кОм, 4,7кОм, 4,0кОм.

Достоинствами данной схемы является то, что подключаемая нагрузка зависит только от возможностей блока питания (аккумулятора авто), и от полевого транзистора IRF9540, который очень надежен (дает возможность подключить через себя аж 140Вт нагрузки при токе до 23А аж! зы — не верится, но в описании такая инфа указана). Так что если у вас хороший блок питания — то вперед! Схема выдержит хоть 10 метров светодиодной ленты влегкую 🙂 (правда, возможно, полевик придется охлаждать).

Вот как все это выглядит в сборе:

Надеюсь, вам понравилась моя статья и вы примените данную схему в своем автомобиле (или квартире) и будете получать еще большее удовольствие от вождения!

Не претендую ни на какие права автора. Просто решил поделиться.

Как плавно включить и выключить светодиод, популярные схемы розжига

В некоторых случаях требуется реализовать схему плавного включения или выключения светодиода (LED). Особенно востребовано данное решение в организации дизайнерских решениях. Для осуществления задуманного есть два пути решения. Первый – покупка готового блока розжига в магазине. Второй – изготовление блока своими руками. В рамках статьи выясним, почему стоит прибегнуть ко второму варианту, а также разберем самые популярные схемы.

Покупать или делать самому?

Если нужно срочно или нет желания и времени собирать блок плавного включения светодиодов своими руками, то можно и купить готовое устройство в магазине. Единственный минус – цена. Стоимость некоторых изделий, в зависимости от параметров и производителя, может превышать в несколько раз себестоимости устройства сделанного своими руками.

Если есть время и особенно желание, то стоит обратить внимание на давно разработанные и проверенные временем схемы плавного включения и выключения светодиодов.

Что нужно

Для того, чтобы собрать схему плавного розжига светодиодов в первую очередь потребуется небольшой набор радиолюбителя, как навыков, так и инструментов:

  • паяльник и припой;
  • текстолит для платы;
  • корпус будущего устройства;
  • набор полупроводниковых приборов (резисторы, транзисторы, конденсаторы, светодиоды, диоды и т.д.);
  • желание и время;

Как видно из списка, ничего особенного и сложного не требуется.

Основа основ плавного включения

Давайте начнем с элементарных вещей и вспомним, что такое RC – цепь и как она связана с плавным розжигом и затуханием светодиода. Посмотрите на схему.

В ее состав входит всего три компонента:

  • R – резистор;
  • C – конденсатор;
  • HL1 – подсветка (светодиод).

Два первых компонента и составляют RC – цепь (произведение сопротивления и емкости). От увеличения сопротивления R и емкости конденсатора C увеличивается время розжига LED. При уменьшении, наоборот.

Мы не будем углубляться в основы электроники и рассматривать, как протекают физические процессы (точнее ток) в данной схеме. Достаточно знать, что она лежит в основе работы всех устройств плавного розжига и затухания.

Рассмотренный принцип RC – задержки лежит в основе всех решений плавного включения и выключения светодиодов.

Схемы плавного включения и выключения светодиодов

Разбирать громоздкие схемы не имеет смысла, т.к. для решения большинства задач справляются простые устройства, работающие на элементарных схемах. Рассмотрим одну из таких схем плавного включения и выключения светодиодов. Несмотря на простоту, она имеет ряд плюсов, высокую надежность и низкую себестоимость.

Состоит из следующих деталей:

  • VT1 – полевой транзистор IRF540;
  • C1 – конденсатор емкостью 220 mF и напряжением 16V;
  • R1, R2, R3 – резисторы номиналом 10, 22, 40 kOm соответственно;
  • LED – светодиод.

Работает от напряжения 12 Вольт по следующему алгоритму:

  1. При включении схемы в цепь питания через R2 протекает ток.
  2. В это время C1 набирает емкость (заряжается), что обеспечивает постепенное открытие полевика VT
  3. Возрастающий ток на затворе (вывод 1) протекает через R1, и заставляет постепенно открываться сток полевика VT
  4. Ток уходит на исток все того же полевика VT1 и далее на LED.
  5. Светодиод постепенно усиливает излучение света.

Затухание светодиода происходит при снятии питания. Принцип обратный. После отключения питания, конденсатор C1 начинает постепенно отдавать свою емкость на сопротивления R1 и R2.

Скорость разряда, а тем самым и скорость плавного затухания светодиода, может регулироваться номиналом сопротивления R3. Поэкспериментируйте, чтобы понять, как номинал влияет на быстроту розжига и затухания LED. Принцип следующий – выше сопротивление, медленнее затухание, и наоборот.

Главный элемент – это полевой n-канальный MOSFET транзистор IRF540, все остальные полупроводниковые приборы играют вспомогательную роль (обвязка). Стоит отметить его важные характеристики:

  • ток стока: до 23 Ампер;
  • полярность: n;
  • напряжение сток – исток: 100 Вольт.

Более детальную информацию, в том числе и ВАХ, можно найти на сайте производителя в datasheet.

Доработанный вариант с возможностью настройки времени

Рассмотренный выше вариант предполагает использование устройства без возможности регулировки времени розжига и затухания LED. А иногда это необходимо. Для реализации всего лишь нужно дополнить схему несколькими элементами, а именно R4, R5 – регулируемые сопротивления. Они предназначены для реализации функции подстройки времени полного включения и выключения нагрузки.

Рассмотренные схемы плавного розжига и затухания отлично подойдут для реализации дизайнерской подсветки в автомобиле (багажник, двери, область ног передних пассажиров).

Еще одна популярная схема

Вторая самая популярная схема плавного включения и выключения светодиодов очень похожа на две рассмотренные, но сильно отличаются по принципу работы. Управление включением происходит по минусу.

Широкое применение схемы нашли в тех местах, где одна часть контактов замыкается по минусу, а другая по плюсу.

Отличия схемы от рассмотренных ранее. Главное отличие – это другой транзистор. Полевик обязательно нужно заменить на p – канальный (маркировка указана на схеме ниже). Нужно «перевернуть» конденсатор, теперь плюс кондера пойдет на исток транзистора. Не забывайте, доработанный вариант имеет питание с обратной полярностью.

Видео

Для углубленного понимания всего происходящего в рассмотренных вариантах предлагаем посмотреть интересное видео, автор которого, при помощи программы проектировки электронных схем, постепенно показывает принцип работы плавного включения и выключения светодиода на разных вариантах. Внимательно посмотрев видео, Вы поймете почему обязательно нужно использовать транзистор.

Вывод

Рассмотренные решения являются самыми популярными и востребованными. В сети интернет, на формуах ведутся большие дискуссии по поводу простоты и малой функциональности данных схем, однако практика показала, что в быту их функционала хватает сполна. Большой плюс рассмотренных решений включения и выключения светодиодов – это простота изготовления и низкая себестоимость. Для разработки готового решения уйдет не более 3-7 часов.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector