लीनियर ब्राइटनेस कर्व के साथ असतत अल्टरनेटिंग एनालॉग एलईडी फेडर: 6 चरण (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

एक एलईडी को फीका/मंद करने के लिए अधिकांश सर्किट एक माइक्रोकंट्रोलर के पीडब्लूएम आउटपुट का उपयोग करते हुए डिजिटल सर्किट होते हैं। पीडब्लूएम सिग्नल के कर्तव्य चक्र को बदलकर एलईडी की चमक को नियंत्रित किया जाता है। जल्द ही आपको पता चलता है कि कर्तव्य चक्र को रैखिक रूप से बदलते समय, एलईडी चमक रैखिक रूप से नहीं बदलती है। चमक एक लघुगणकीय वक्र का अनुसरण करेगी, जिसका अर्थ है कि कर्तव्य चक्र को ० से बढ़ाकर ७०% करने पर तीव्रता तेजी से बदलती है और कर्तव्य चक्र को ७०% से १००% तक बढ़ाते समय बहुत धीमी गति से बदलती है। ठीक वैसा ही प्रभाव भी है एक निरंतर वर्तमान स्रोत का उपयोग करते समय और वर्तमान रैखिक फी को बढ़ाते समय दिखाई देता है एक संधारित्र को एक स्थिर धारा के साथ चार्ज करके।

इस निर्देश में मैं आपको यह दिखाने की कोशिश करूंगा कि आप एक एनालॉग एलईडी फैडर कैसे बना सकते हैं जिसमें एक चमक परिवर्तन होता है जो मानव आंख के लिए रैखिक प्रतीत होता है। इसके परिणामस्वरूप एक अच्छा रैखिक लुप्त होती प्रभाव होता है।

चरण 1: सर्किट के पीछे का सिद्धांत

आकृति में, आप देख सकते हैं कि वेबर-फेचनर कानून के कारण एक एलईडी की चमक धारणा में एक लॉगरिदमिक वक्र है, यह कहते हुए कि मानव आंख, अन्य इंद्रियों की तरह, एक लॉगरिदमिक वक्र है। जब एलईडी बस "संचालन" शुरू करता है, तो वर्तमान में वृद्धि के साथ कथित चमक तेजी से बढ़ती है। लेकिन एक बार "संचालन" करने के बाद, वर्तमान में वृद्धि के साथ कथित चमक धीमी हो जाती है। इसलिए हमें एलईडी के माध्यम से एक घातीय परिवर्तनशील धारा (चित्र देखें) भेजने की आवश्यकता है ताकि मानव आंख (लॉगरिदमिक धारणा के साथ) चमक परिवर्तन को रैखिक होने के रूप में मान सके।

ऐसा करने के 2 तरीके हैं:

• बंद लूप दृष्टिकोण
• ओपन लूप अप्रोच

बंद लूप दृष्टिकोण:

एलडीआर (कैडमियम सल्फाइड) सेल विनिर्देशों पर करीब से नज़र डालने पर, आप देखेंगे कि एलडीआर प्रतिरोध एक लघुगणकीय पैमाने पर एक सीधी रेखा के रूप में खींचा गया है। तो LDR प्रतिरोध प्रकाश की तीव्रता के साथ लघुगणक को बदलता है। इसके अलावा, LDR का लघुगणक प्रतिरोध वक्र मानव आँख की लघुगणकीय चमक धारणा से काफी करीब से मेल खाता प्रतीत होता है। यही कारण है कि एलडीआर एलईडी की चमक धारणा को रैखिक बनाने के लिए एक आदर्श उम्मीदवार है। इसलिए लॉगरिदमिक धारणा की क्षतिपूर्ति के लिए एलडीआर का उपयोग करते समय, मानव आंख अच्छी रैखिक चमक भिन्नता से प्रसन्न होगी। बंद लूप में, हम उपयोग करते हैं एलईडी चमक को प्रतिक्रिया और नियंत्रित करने के लिए एक एलडीआर, इसलिए यह एलडीआर वक्र का अनुसरण करता है। इस तरह हमें एक घातीय बदलती चमक मिलती है जो मानव आंखों के लिए रैखिक प्रतीत होती है।

ओपन लूप दृष्टिकोण:

जब हम एलडीआर का उपयोग नहीं करना चाहते हैं और फैडर के लिए एक रैखिक चमक परिवर्तन प्राप्त करना चाहते हैं, तो हमें मानव आंख की लॉगरिदमिक चमक धारणा की भरपाई के लिए एलईडी घातीय के माध्यम से वर्तमान बनाने की आवश्यकता है। इसलिए हमें एक ऐसे सर्किट की आवश्यकता है जो एक घातीय परिवर्तनशील धारा उत्पन्न करे। यह OPAMP के साथ किया जा सकता है, लेकिन मैंने एक सरल सर्किट की खोज की, जो एक अनुकूलित करंट मिरर का उपयोग करता है, जिसे "करंट स्क्वेयर" भी कहा जाता है क्योंकि जनरेट करंट एक स्क्वायर कर्व (अर्ध-घातीय) का अनुसरण करता है। इस निर्देश में, हम दोनों को जोड़ते हैं एक वैकल्पिक लुप्त होती एलईडी प्राप्त करने के लिए बंद लूप और ओपन लूप दृष्टिकोण। जिसका अर्थ है कि एक एलईडी अंदर और बाहर फीकी पड़ती है जबकि दूसरी एलईडी विपरीत लुप्त होती वक्र के साथ अंदर और बाहर फीकी पड़ती है।

चरण 2: योजनाबद्ध 1 - त्रिकोणीय तरंग जनरेटर

हमारे एलईडी फैडर के लिए, हमें एक वोल्टेज स्रोत की आवश्यकता होती है जो एक रैखिक बढ़ते और घटते वोल्टेज को उत्पन्न करता है। हम व्यक्तिगत रूप से फ़ेड इन और फ़ेड आउट अवधि को बदलने में सक्षम होना चाहते हैं। इस उद्देश्य के लिए हम एक सममित त्रिकोणीय तरंग जनरेटर का उपयोग करते हैं जो एक पुराने वर्कहॉर्स के 2 OPAMPs का उपयोग करके बनाया गया है: LM324. U1A सकारात्मक प्रतिक्रिया का उपयोग करके एक schmitt ट्रिगर के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है और U1B को एक इंटीग्रेटर के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है। त्रिकोणीय तरंग की आवृत्ति C1, P1 और R6 द्वारा निर्धारित की जाती है। क्योंकि LM324 पर्याप्त करंट देने में सक्षम नहीं है, Q1 और Q2 से मिलकर एक बफर जोड़ा जाता है। यह बफर वर्तमान लाभ प्रदान करता है जिसे हमें एलईडी सर्किट में पर्याप्त करंट चलाने की आवश्यकता होती है। U1B के चारों ओर फीडबैक लूप OPAMP के आउटपुट के बजाय बफर के आउटपुट से लिया जाता है। क्योंकि OPAMP को कैपेसिटिव लोड (जैसे C1) पसंद नहीं है। स्थिरता कारणों से OPAMP के आउटपुट में R8 जोड़ा जाता है, क्योंकि एमिटर फॉलोअर्स, जैसे कि बफर (Q1, Q2) में उपयोग किया जाता है, कम प्रतिबाधा आउटपुट से संचालित होने पर भी दोलन का कारण बन सकता है। अब तक, बहुत अच्छा, ऑसिलोस्कोप चित्र दिखाता है Q1 और Q2 द्वारा गठित बफर के आउटपुट पर वोल्टेज।

चरण 3: योजनाबद्ध 2 - बंद लूप एलईडी फैडर सर्किट

एक एलईडी की चमक को रैखिक करने के लिए, एक बंद लूप व्यवस्था में एक एलडीआर का उपयोग फीडबैक तत्व के रूप में किया जाता है। चूंकि एलडीआर प्रतिरोध बनाम प्रकाश तीव्रता लॉगरिदमिक है, यह काम करने के लिए एक उपयुक्त उम्मीदवार है। क्यू 1 और क्यू 2 एक वर्तमान दर्पण बनाते हैं जो त्रिकोणीय तरंग जनरेटर के आउटपुट वोल्टेज को आर 1 के माध्यम से वर्तमान में परिवर्तित करता है, जो "संदर्भ लेग" में है "वर्तमान दर्पण का। Q1 के माध्यम से धारा Q2 के लिए प्रतिबिंबित होती है, इसलिए समान त्रिकोणीय धारा Q2. D1 के माध्यम से प्रवाहित होती है क्योंकि त्रिकोणीय तरंग जनरेटर का आउटपुट पूरी तरह से शून्य पर स्विंग नहीं होता है, क्योंकि मैं रेल-टू-रेल का उपयोग नहीं कर रहा हूं, लेकिन एक त्रिकोणीय तरंग जनरेटर में आसान प्राप्य सामान्य उद्देश्य OPAMP। एलईडी Q2 से जुड़ा है, लेकिन Q3 भी है, जो एक दूसरे वर्तमान दर्पण का हिस्सा है। Q3 और Q4 एक वर्तमान सोर्सिंग दर्पण बनाते हैं। (देखें: करंट मिरर) LDR को इस करंट सोर्सिंग मिरर के "रेफरेंस लेग" में रखा जाता है, इसलिए LDR का प्रतिरोध इस मिरर द्वारा उत्पन्न करंट को निर्धारित करता है। LDR पर जितना अधिक प्रकाश पड़ता है, उसका प्रतिरोध उतना ही कम होता है और Q4 के माध्यम से करंट जितना अधिक होगा। Q4 के माध्यम से धारा Q3 से प्रतिबिंबित होती है, जो Q2 से जुड़ी होती है। तो अब हमें धाराओं में सोचना होगा और वोल्टेज में नहीं। Q2 एक त्रिकोणीय धारा I1 को डुबोता है और Q3 एक वर्तमान I2 को स्रोत करता है, जो सीधे LDR पर पड़ने वाले प्रकाश की मात्रा से संबंधित होता है और एक लघुगणकीय वक्र का अनुसरण करता है। I3 एलईडी के माध्यम से करंट है और यह रैखिक त्रिकोणीय करंट I1 माइनस लॉगरिदमिक LDR करंट I2 का परिणाम है, जो एक घातीय धारा है। और ठीक यही हमें एक एलईडी की चमक को रैखिक करने की आवश्यकता है। क्योंकि एक घातीय धारा एलईडी के माध्यम से संचालित होती है, कथित चमक एक रैखिक तरीके से बदल जाएगी, जिसका एलईडी के माध्यम से एक रैखिक प्रवाह चलाने की तुलना में बहुत बेहतर लुप्त होती/मंद प्रभाव पड़ता है। आस्टसीलस्कप चित्र R6 (= 10E) पर वोल्टेज दिखाता है), जो एलईडी के माध्यम से करंट का प्रतिनिधित्व करता है।

चरण 4: योजनाबद्ध ३ - करंट स्क्वेयर का उपयोग करके ओपन लूप एलईडी फैडर सर्किट

चूंकि एलईडी/एलडीआर संयोजन मानक घटक नहीं हैं, इसलिए मैंने एक खुले लूप कॉन्फ़िगरेशन में एक एलईडी के माध्यम से एक घातीय या स्क्वायरिंग वर्तमान उत्पन्न करने के अन्य तरीकों की खोज की। परिणाम इस चरण में दिखाया गया ओपन लूप सर्किट है। Q1 और Q2 एक करंट स्क्वेरिंग सर्किट बनाते हैं जो करंट सिंकिंग मिरर पर आधारित होता है। R1 त्रिकोणीय आउटपुट वोल्टेज को परिवर्तित करता है, जिसे पहले P1 का उपयोग करके विभाजित किया जाता है, Q1 के माध्यम से बहने वाली धारा में। लेकिन Q1 का उत्सर्जक एक रोकनेवाला के माध्यम से नहीं, बल्कि 2 डायोड के माध्यम से जमीन से जुड़ा है। Q1 के माध्यम से 2 डायोड का करंट पर एक वर्ग प्रभाव होगा। यह धारा Q2 में प्रतिबिंबित होती है, इसलिए I2 में समान वर्ग वक्र होता है। Q3 और Q4 एक निरंतर वर्तमान डूबने वाला स्रोत बनाते हैं। एलईडी इस निरंतर चालू स्रोत से जुड़ा है, लेकिन वर्तमान डूबते दर्पण Q1 और Q2 से भी जुड़ा है। तो एलईडी के माध्यम से करंट निरंतर चालू I1 माइनस स्क्वेरिंग करंट I2 का परिणाम है, जो एक अर्ध-घातीय धारा I3 है। एलईडी के माध्यम से यह घातीय धारा एलईडी की कथित चमक की एक अच्छी रैखिक लुप्त होती है। P1 को ट्रिम किया जाना चाहिए ताकि बाहर निकलते समय एलईडी बंद हो जाए। आस्टसीलस्कप चित्र R2 (= 180E) से अधिक वोल्टेज दिखाता है, जो वर्तमान I2 का प्रतिनिधित्व करता है, जिसे निरंतर वर्तमान I1 से घटाया जाता है।

चरण 5: योजनाबद्ध ४ - दोनों सर्किटों को मिलाकर एलईडी फैडर को वैकल्पिक करना

चूंकि बंद लूप सर्किट में एलईडी करंट की तुलना में ओपन लूप सर्किट में एलईडी करंट उलटा होता है, इसलिए हम एक वैकल्पिक एलईडी फैडर बनाने के लिए दोनों सर्किटों को मिला सकते हैं, जिसमें एक एलईडी फीकी पड़ जाती है जबकि दूसरी फीकी पड़ जाती है और इसके विपरीत।

चरण 6: सर्किट बनाएँ

• मैं केवल ब्रेडबोर्ड पर सर्किट का निर्माण करता हूं, इसलिए मेरे पास सर्किट के लिए पीसीबी लेआउट नहीं है
• उच्च दक्षता वाली एलईडी का उपयोग करें क्योंकि पुराने एलईडी की तुलना में इनकी समान धारा में बहुत अधिक तीव्रता होती है
• LDR/LED संयोजन बनाने के लिए, LDR (चित्र देखें) और LED को एक सिकुड़ती नली में आमने-सामने रखें (चित्र देखें)।
• सर्किट को +9V से +12V तक आपूर्ति वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किया गया है।