Luminaria regulable. Atenuar los LED en general y en detalle

Rich Rosen, semiconductor nacional

Introducción

El crecimiento exponencial en el número de fuentes de luz LED va acompañado de una expansión igualmente rápida de la gama de circuitos integrados diseñados para controlar la potencia de los LED. Los controladores LED de conmutación han reemplazado durante mucho tiempo a los voraces reguladores lineales inaceptables en el mundo consciente de la energía, convirtiéndose en el estándar de facto para la industria. Cualquier aplicación, desde una linterna hasta la señalización del estadio, requiere un control preciso y constante de la corriente. En este caso, a menudo es necesario cambiar la intensidad de radiación de los LED en tiempo real. El control del brillo de las fuentes de luz, y en particular de los LED, se denomina atenuación. Este artículo describe los conceptos básicos de la teoría LED y describe los métodos de atenuación más populares que utilizan controladores de pulso.

Brillo y temperatura de color de los LED

Brillo LED

El concepto de brillo del conjunto visible emitido por un LED es bastante fácil de entender. El valor numérico del brillo percibido de la radiación LED se puede medir fácilmente en términos de densidad de flujo luminoso de superficie, llamado candela (cd). La salida de luz total de un LED se expresa en lúmenes (lm). También es importante comprender que el brillo de un LED depende de la corriente directa promedio.

La figura 1 muestra un gráfico de la dependencia del flujo luminoso de un determinado LED de la corriente directa. En el rango de valores usados \u200b\u200bde corrientes directas (I F), el gráfico es extremadamente lineal. La no linealidad comienza a aparecer a medida que aumenta I F. Cuando la corriente supera la sección lineal, la eficiencia del LED disminuye.

Foto 1.

Cuando se opera fuera de la región lineal, gran parte de la energía suministrada al LED se disipa en forma de calor. Este calor desperdiciado sobrecarga el controlador LED y complica el diseño térmico del diseño.

Temperatura de color del LED

La temperatura de color es un parámetro que caracteriza el color de un LED y se indica en la hoja de datos. La temperatura de color de un LED específico se describe mediante un rango de valores y cambios con los cambios en la corriente directa, la temperatura de unión y a medida que el dispositivo envejece. Cuanto menor sea la temperatura de color de un LED, más se acercará a un color amarillo rojizo llamado "cálido". Las temperaturas de color más altas corresponden a colores azul verdosos llamados "fríos". A menudo, para los LED de color, en lugar de la temperatura del color, se indica la longitud de onda dominante, que puede cambiar al igual que la temperatura del color.

Formas de controlar el brillo del LED

Hay dos métodos comunes para atenuar (atenuar) los LED en los circuitos impulsores: modulación de ancho de pulso (PWM) y atenuación analógica. En última instancia, ambos métodos se reducen a mantener un cierto nivel de corriente promedio a través de un LED o una cadena de LED. A continuación discutiremos las diferencias entre estos métodos, evaluaremos sus ventajas y desventajas.

La Figura 2 muestra un controlador LED pulsado en una configuración de convertidor reductor. El voltaje V IN en dicho circuito siempre debe ser mayor que la suma de los voltajes a través del LED y R SNS. La corriente del inductor fluye completamente a través del LED y la resistencia R SNS, y está controlada por el voltaje aplicado desde la resistencia al pin CS. Si el voltaje en el pin CS comienza a caer por debajo del nivel establecido, el ciclo de trabajo de la corriente que fluye a través de L1, el LED y R SNS aumenta, aumentando así la corriente promedio del LED.

Atenuación analógica

La atenuación analógica es un control ciclo por ciclo de la corriente directa del LED. En pocas palabras, mantiene la corriente del LED a un nivel constante. La atenuación analógica se realiza ajustando la resistencia del sensor de corriente R SNS o cambiando el nivel de voltaje de CC aplicado al pin DIM (o pin similar) del controlador LED. Ambos ejemplos de control analógico se muestran en la Figura 2.

Regulación analógica con control R SNS

En la Figura 2, puede ver que con un voltaje de referencia CS fijo, un cambio en R SNS provoca un cambio correspondiente en la corriente del LED. Si fuera posible encontrar un potenciómetro con una resistencia de menos de un Ohm, capaz de soportar grandes corrientes del LED, este método de atenuación tendría derecho a existir.

Regulación analógica con control de tensión de alimentación CS

Un método más complejo implica el control directo ciclo por ciclo de la corriente del LED utilizando el pin CS. Para esto, en un caso típico, se incluye una fuente de voltaje en el circuito de retroalimentación, tomada del sensor de corriente LED y amortiguada por un amplificador (Figura 2). La ganancia del amplificador se puede controlar para ajustar la corriente del LED. Es fácil introducir funciones adicionales en este circuito de retroalimentación, como protección contra sobrecorriente y temperatura.

La desventaja de la atenuación analógica es que la temperatura de color de la luz emitida puede verse afectada por la corriente directa del LED. En los casos en que un cambio en el color del brillo sea inaceptable, no se puede usar la atenuación del LED controlando la corriente directa.

Atenuación con PWM

La atenuación PWM consiste en controlar los momentos de encendido y apagado de la corriente a través del LED, repetidos a una frecuencia suficientemente alta, que, teniendo en cuenta la fisiología del ojo humano, no debe ser inferior a 200 Hz. De lo contrario, puede aparecer un efecto de parpadeo.

La corriente promedio a través del LED ahora se vuelve proporcional al ciclo de trabajo y se expresa mediante la fórmula:

I DIM-LED \u003d D DIM × I LED

I DIM-LED - corriente media a través del LED,
D DIM - ciclo de trabajo de pulsos PWM,
I LED - Corriente nominal del LED, configurada seleccionando el valor de resistencia R SNS (ver Figura 3).

Figura 3.

Modulación del controlador LED

Muchos controladores LED modernos tienen una entrada DIM dedicada que acepta señales PWM en una amplia gama de frecuencias y amplitudes. La entrada proporciona una interfaz simple con circuitos lógicos externos, lo que le permite encender y apagar la salida del convertidor sin demora para reiniciar el controlador, sin afectar el funcionamiento del resto de los nodos del microcircuito. Se pueden implementar una serie de funciones adicionales utilizando los pines de habilitación de salida y la lógica auxiliar.

Regulación PWM de dos hilos

La atenuación PWM de dos cables se ha vuelto popular en la iluminación interior de automóviles. Si el voltaje en VINS se vuelve un 70% menor que el VIN (Figura 3), el MOSFET de alimentación interno se desactiva y la corriente a través del LED se apaga. La desventaja de este método es la necesidad de tener un circuito controlador de señal PWM en la fuente de alimentación del convertidor.

Atenuación rápida PWM con dispositivo de derivación

El retraso en los momentos de encendido y apagado de la salida del convertidor limita la frecuencia PWM y el rango del ciclo de trabajo. Para resolver este problema, se puede conectar un dispositivo de derivación, como el MOSFET que se muestra en la Figura 4a, en paralelo con el LED, o una cadena de LED, para desviar rápidamente la corriente de salida del convertidor sin pasar por los LED.

y)
b)
Figura 4.	Atenuación rápida PWM (a), formas de onda de corrientes y voltajes (b).

La corriente del inductor permanece continua durante el tiempo que se apaga el LED, por lo que la subida y bajada de la corriente dejan de retrasarse. Ahora, los tiempos de subida y bajada están limitados solo por las características del transistor MOSFET. La Figura 4a muestra la conexión del transistor de derivación al LED controlado por el controlador LM3406, y la Figura 4b muestra los oscilogramas que muestran la diferencia entre los resultados obtenidos al atenuar con el pin DIM (arriba) y al conectar el transistor de derivación (abajo). En ambos casos, la capacitancia de salida fue de 10 nF. Tipo de derivación MOSFET.

Al derivar la corriente de los LED controlados por convertidores con estabilización de corriente, se debe tener en cuenta la posibilidad de corrientes de entrada cuando el transistor MOSFET está encendido. La familia de controladores LED LM340x está diseñada para controlar el tiempo de encendido de los convertidores para resolver el problema de las emisiones. Para mantener la velocidad máxima de encendido / apagado, la capacitancia entre los terminales LED debe ser mínima.

Una desventaja significativa de la atenuación rápida PWM, en comparación con el método de modular la salida del convertidor, es una disminución en la eficiencia. Cuando la derivación está abierta, disipa energía en forma de calor. Para reducir tales pérdidas, debe elegir transistores MOSFET con una resistencia mínima en el canal R DS-ON.

Atenuador multimodo LM3409

• La "herramienta" del ojo es buena, pero no hay valores "numéricos". Solo un espectrómetro puede mostrar algo concreto. Link pliz. ¿Y cree seriamente que se está haciendo algo fuera de "China" (países asiáticos)?
• Un enlace, por favor.
• \u003d Vlad-Perm; 111436] [B] Vladimir_007 [B] "Para extender la vida útil, colocaron varios LED más al lado (en la culata),"? - Tengo muchos LED cerca para aumentar el brillo total ... Lo siento, accidentalmente llegué a esta rama nuevamente. Números 6 - 8 en el piloto de radio había un artículo donde también inserté mi comentario. No es modesto mencionar la calidad de los productos LED, hace un par de revistas un automovilista publicó un artículo sobre los faros delanteros, sobre el sobrecalentamiento del LED. Entonces, de 6 a 8 números en el artículo, había un circuito de controlador, que es un interruptor de guirnaldas para 4 canales. "gracias al driver aumentamos 4 veces la vida del LED debido a que trabaja 4 veces menos a menudo, también 2_th +, la duración del cristal de diodo con un gráfico exponencial aumenta la vida útil al reducir la temperatura del cristal "- sobre la memoria literal ... En cuanto a la fotografía de los faros, un LED es un estroboscopio para el ojo humano, pero con una velocidad de conmutación muy alta y hasta ahora nadie se ha jactado de un aumento (resplandor) del LED tras una caída de tensión.
• Estimado [b] Vladimir_666, hola. ¿Cómo decidiste esto? Cuando el LED se alimenta con una corriente constante, se forma una corriente continua de radiación de luz. Cuando se alimenta con una corriente pulsada, se forman pulsos de luz. El LED [B] está libre de inercia. Esta notable propiedad se usa ampliamente cuando se transmite información digital a través de fibra óptica a una velocidad de decenas de Gigabytes por segundo o más. Para él y un fósforo, necesita uno apropiado que no cree un resplandor. Supongo que lo entiendes perfectamente. Hablando de un estroboscopio, obviamente te refieres a cuantos de luz individuales. Pero aún no han aprendido a utilizarlos por separado. ¿No está claro quién y para qué puso el "menos"?
• [b] SATIR, eres una especie de hierba en el hecho de que [I] El LED no tiene inercia. Esto es cierto para los LED de cristal desnudo. Los LED blancos diseñados para iluminación tienen una capa de fósforo. Y tiene un cierto tiempo de resplandor (varios milisegundos), que es suficiente cuando se alimenta con pulsos con una frecuencia de kilohercios. Además, se instala un condensador de filtro en los controladores.
• Estimado [b] lllll, hola. Absolutamente contigo, absolutamente. De acuerdo, porque el fósforo es solo un accesorio del propio LED para darle las propiedades necesarias.
• Buen día. Con la palabra estroboscopio de alta frecuencia, me refería exactamente al estroboscopio. Si toma el brillo de una bombilla ordinaria con un voltaje máximo de 220 V y un mínimo de 0 y esto con una frecuencia de 50 Hz, la temperatura del filamento a 220 V es de 2200 grados, pero cuando el voltaje baja a 0 y aumenta de nuevo a 220V, la temperatura del filamento no baja a 0, sino que desciende a 1500 - 1800 grados, lo que vemos a simple vista. En cuanto al LED, su principio de funcionamiento es un estroboscopio, con una alta velocidad de conmutación, que no es visible para el ojo humano, pero esto no quiere decir que no afecte a la visión. En cuanto a la transferencia de datos, gigabytes por segundo, generalmente la transferencia de datos se transmite (en código Morse, una luz parpadeante), entiendo que una persona pondría (-), puede ser estúpido, si se considera igual de inteligente de acuerdo con las reseñas de las personas, decida usted mismo dónde tiene una bombilla encendida constantemente y cuál de nosotros necesita instalar.
• Bueno, como 50 Hz. estas son dos medias ondas sinusoidales y realmente parpadean a 100 Hz. y el voltaje de amplitud es de aproximadamente 300 V. ¿Quién te dijo eso? ¿O dónde lo leíste? Lea sobre el principio de trabajo en "Vika", y el tema parece ser sobre la alimentación de LED. El controlador normal alimenta el LED constante de esta manera. Los reguladores PWM se utilizan solo si necesita reducir BARATAMENTE el brillo del brillo. Un buen controlador, nuevamente, es capaz de reducir la corriente al LED sin usar PWM. PWM se usa en linternas multimodo, y si el controlador es al menos ligeramente adecuado, la frecuencia PWM es de varios kHz. Completamente invisible en cualquier uso. Sí, para mí también, cuando el disco duro transmite datos, la "luz" (LED) parpadea, ¡parpadea rápidamente! ¡Es ella quien transmite los datos!
• No toques a Vladimir 666. No entiende cómo funciona el LED. Y, obviamente, no lo entenderá. Se le ocurrió una explicación incorrecta para sí mismo y lo empuja hacia la izquierda y hacia la derecha.
• Todo lo anterior es exactamente lo contrario.
• ctc655 Creo que le he escrito de manera comprensible que una bombilla encendida constantemente no puede transmitir información si intenta proteger a los fabricantes de LED con sus menos mediante sus acciones [B] no es profesional
• Gracias Vladimir666. Mi opinión sobre ti no ha mejorado. Pobre de mí. Incluso cuando eran niños, hace 38 años, hicieron un teléfono ligero con una BULBO. Fue alimentado por corriente continua. Funcionó. Información transferida. Otra cosa es con qué rapidez, si se me permite decirlo. Pero tu idea del funcionamiento del LED es una tontería. Ahora es un fogonazo, luego un estroboscopio. Los jóvenes leen y luego empiezan a decir tonterías. Si es difícil de entender, no se moleste. Por esto obtuvieron -1. Esta es una evaluación del contenido de información del mensaje. Tus mensajes no solo no son informativos, sino que también dan una idea errónea del tema. Donde no hay tanta tontería, no pongo nada.
• Vea el tema en el mismo sábado, ¡quedaría claro por qué otra vez! http: //www..php? p \u003d 199007 # post199007 Discusión: Los dispositivos de iluminación basados \u200b\u200ben LED AC están encontrando su nicho y, quizás, van más allá. Tampoco tengo 10 o 30 años, pero será útil para que leas. Aumente el conocimiento además de un dispositivo de alta tecnología con un empalme pn. Me pregunto cómo transmitiste información con una bombilla encendida en corriente continua hace 30 años. Todos los dispositivos de iluminación, no importa: un optoacoplador, un optotiristor, etc. todo funciona interrumpiendo el flujo de luz. ¿Probablemente una patente creada especialmente para esto?
• Justificar o confirmar. Soy un "ingeniero electrónico", no tienes que estar limitado en terminología. El hecho de que el controlador (alimentado desde 220 V) funcione de acuerdo con el circuito de CA (220 V) - CC (300 V) - CA PWM - CC (corriente CC estable requerida) - CC en el LED no lo hace Regulador PWM. (¡Podría simplemente llamarlo rectificador de voltaje!) Feedback PWM es solo una forma de mantener estable el brillo (corriente) del LED. Pero puede ajustar el brillo de dos maneras: en la cadena especificada en el "AC PWM", ingrese adicionalmente el ajuste de "llenado" (el LED será alimentado por una corriente estable ajustable) o ajuste el PWM directamente [B] la corriente promedio por luz. En el primer caso, está alimentado por una corriente estable (¡no hay rizado!) En el segundo caso, el LED está alimentado por "pulsos" y son básicamente visibles. (no necesariamente con mis ojos - en linternas encontré la frecuencia de 200 Hz y 9 kHz.) ¿No es una transmisión de información con el código Morse?
• Para ser honesto, no sé por qué confirmar la verdad conocida. Quizás, por supuesto, haya algunos matices en el desarrollo de controladores regulados (y deberían serlo). Aún no he hecho esto. Por tanto, los métodos de regulación propuestos por usted tienen derecho a la vida. Pero cada uno se aplica a su manera. Sobre el código Morse. Sí, esta es la transmisión de información, pero con una interrupción en el flujo luminoso. Y ese teléfono ligero funcionó en cambiar el brillo de la bombilla sin apagar. En ausencia de habla, las estrellas estaban constantemente. No encontré el esquema. Lo hacían en círculo y todavía no tenían la costumbre de dibujar diagramas. Además, algunos optoacopladores cerrados, por ejemplo, la resistencia, pueden funcionar sin interrumpir el flujo de luz.
• Estimado [b] ctc655, hola. [B] Tienes toda la razón. En el cine todavía se utiliza un método similar de transmisión de sonido. A lo largo del borde de la película hay un camino de luz que modula el flujo luminoso, que se convierte en una señal eléctrica. ¡El método existe desde la invención de las películas sonoras! Fue él quien mató a los recolectores.
• Me habia olvidado de eso. Aunque ahora puede ser diferente. Sinceramente, no me interesa el cine desde hace mucho tiempo.
• No argumento que sin apagar la bombilla y los circuitos pueden ser diferentes, desde la lógica ordinaria hasta el 554CA .. (3) comparadores, simplemente puedes encender la bombilla y tirar de la "bandera" frente a la luz, pero el La transmisión de la señal siempre funcionaba cambiando el "1" y el "0".
• En dispositivos digitales, sí. ¿Los sensores de nivel de luz también funcionan por la extinción de una bombilla o el sol? Además, el nivel de iluminación está regulado ...
• El tema o disputa anterior, si lo leíste, fue sobre la transferencia de datos por una "luz supuestamente encendida constantemente" desde una fuente de CC, es decir, una batería o una fuente de alimentación estabilizada. (No quiero plantear el tema - dónde termina la tensión alterna y comienza la constante, ya que hay mucha controversia sobre este tema ahora, comenzando por la propia batería .....) En cuanto al nivel de Iluminación, ¿está permitido utilizar sensores de movimiento o iluminación nocturna alrededor de los escaparates? Parece que en 1_x luz en el sentido habitual no se corresponde un poco con el tema, ¡pero el principio es prácticamente el mismo!

Anteriormente, la iluminación de la habitación se controlaba mediante un reóstato. Un inconveniente importante de estos dispositivos fue su alto consumo de energía, independientemente del brillo. A la potencia mínima de la lámpara, la electricidad se consumía en la misma cantidad que a la máxima, ya que la mayor parte calentaba el reóstato.

Control de iluminación de la habitación

Ventajas y desventajas

Ahora puede comprar un regulador de carga eléctrica (atenuador) en una tienda de electricidad. Se utiliza principalmente para cambiar el brillo de diferentes tipos de lámparas y tiene las siguientes ventajas:

• cambiando la intensidad del resplandor de las lámparas;
• configuración del cambio automático de brillo Atenuador automático del brillo mediante un temporizador;
• control remoto;
• se utiliza como interruptor y para configurar los modos de brillo de la lámpara: cambio suave, creación de imágenes de luz, parpadeo;
• aumento de la durabilidad de la lámpara debido al arranque suave;
• ahorro de electricidad consumida.

Los reguladores tienen desventajas:

• interferencia extraña interfiere con el funcionamiento de dispositivos que no tienen filtros;
• generación de interferencias para otros dispositivos que reciben señales de radio;
• no todos los dispositivos ahorran energía;

Tipos de atenuador

El dispositivo ajustable más simple tiene un interruptor y un botón giratorio. El brillo del regulador depende de la posición del potenciómetro. El atenuador es adecuado para controlar lámparas incandescentes y halógenas. En términos de potencia, se selecciona al menos un 15% más que la carga máxima conectada. Debe tener una protección contra cortocircuitos incorporada. La opción más sencilla es un fusible.

El atenuador es de los siguientes tipos:

1. Gastos generales. La mayoría de las veces contiene un reóstato auxiliar y se usa para tiras de LED.
2. Puesto de control: para grandes áreas de instalaciones.
3. Dos y multicanal: seleccionados por el número de lámparas y modos de control.

¿Dónde no es necesario instalar reguladores?

1. En lugares públicos donde el uso frecuente no permita realizar sus funciones básicas. En todas partes es posible instalar dispositivos para el encendido suave de las lámparas integradas en los interruptores, lo que permite aumentar su vida útil.
2. En lugares donde no hay certeza sobre la instalación de lámparas.

Métodos de regulación

1. Mecánico: girando la manija. Primero, el atenuador se enciende hasta que hace clic y luego se configura el brillo. El dispositivo de empuje giratorio es más conveniente, ya que puede usar un interruptor con un ajuste constante del regulador.
2. Electrónico: pulsador, teclado. Se puede utilizar como interruptor y regulador.
3. Toque: el panel de control proporciona muchas funciones diferentes.
4. Remoto - control por señal de radio o usando el control remoto por infrarrojos.

Tipos de lámpara de atenuación

• Lámparas incandescentes y halógenas para 220V. Se puede usar cualquier atenuador para cambiar la intensidad de la luz, ya que la carga solo está activa (no tiene inductancia ni capacitancia). La desventaja es el desplazamiento del espectro hacia el rojo cuando se reduce el voltaje. La limitación de potencia para los atenuadores existe en el rango de 60-600 W.
• Lámparas halógenas de bajo voltaje. Para ellos, es aplicable un transformador de devanado reductor, que requiere un regulador que pueda manejar una carga inductiva. Está marcado como RL. Cuando se usa un transformador electrónico, se instalan cargas capacitivas.

Las lámparas halógenas requieren un cambio de voltaje suave, lo que aumenta su vida útil. Los últimos modelos determinan el tipo de carga y se adaptan a él, cambiando el algoritmo de control. Es posible regular simultáneamente diferentes grupos de lámparas: incandescentes y halógenas.

• Lámparas fluorescentes. Si se activan mediante un interruptor, un arrancador incandescente y un estrangulador electromagnético, un atenuador y reóstato convencionales no funcionarán con ellos. Aquí necesita equipo de control electrónico (ECG).
• Bombillas led. Para ellos, la regulación de voltaje conduce a un cambio de espectro. Por tanto, los LED se regulan cambiando la duración de los pulsos suministrados. Al mismo tiempo, no se nota el parpadeo, ya que su frecuencia de repetición alcanza los 300 kHz.

Conexión de reguladores a la carga

La conexión a la carga se realiza en serie (Fig. A). El regulador funciona de la misma manera que un interruptor, pero es recomendable instalar este último por separado, ya que en caso de falla debido a cambios frecuentes, tendrá que cambiar un atenuador costoso por uno nuevo.

Diagramas de conexión del atenuador

El principal requisito es la polaridad. La fase siempre está conectada al terminal de entrada del atenuador, marcado con la letra L, y desde la salida, el cable va a la lámpara. La fase se puede detectar con un indicador de voltaje.

A menudo se instala un disyuntor en la rotura del cable de fase (Fig. B). Está ubicado más cerca de la puerta y el atenuador está cerca de la cama para un control conveniente.

Puede instalar otro regulador y conectarlos en paralelo entre sí (Fig. C). Para hacer esto, lleve 3 cables de cada dispositivo a la caja de conexiones. Tal conmutación, similar a los conmutadores de paso, se realiza en pasillos largos.

El uso de atenuadores difiere en el número de cargas. El método único consiste en conectar un dispositivo o combinarlos en un grupo común. El siguiente método de control se basa en luces de acento para resaltar áreas individuales.

Iluminación ambiental ajustable

Conexión de atenuador

El regulador está montado en una caja de instalación como un interruptor convencional. Primero, se conecta en ausencia de voltaje en los cables de suministro y luego se instala en la caja. Luego se colocan el marco y la perilla de control de brillo.

El esquema básico para regular la intensidad de luz de las lámparas es el mismo para la mayoría de los dispositivos convencionales. La única diferencia está en los detalles adicionales para un manejo más suave y estabilidad en límites más bajos.

Para suministrar voltaje a la lámpara, abra el triac (Fig. A). Para hacer esto, se debe crear un voltaje entre los electrodos.

Circuitos con regulación triac para lámparas incandescentes: a - el más simple; b - mejorado

Al comienzo de la media onda positiva, el condensador C se carga a través de la resistencia variable R. Cuando se alcanza un cierto valor, el triac se abre. La lámpara se enciende. Entonces el triac se cierra y ocurre una situación similar en la media onda negativa, ya que los semiconductores pasan corriente en ambas direcciones.

Por lo tanto, se alimentan "tocones" de medias ondas con una frecuencia de 100 Hz a la bombilla, lo que no era el caso cuando se utilizó el reóstato. A medida que disminuye el brillo, el parpadeo de la luz se vuelve cada vez más evidente. Para evitar esto, se agregan detalles al diagrama, como se muestra en la Fig. B. Los triacs se instalan de acuerdo con la carga real y el voltaje permitido es de 400 V.

Al seleccionar los valores de resistencias y condensadores, puede cambiar los momentos inicial y final de encendido y la estabilidad del brillo de la lámpara.

Para lámparas LED

A pesar de la eficiencia de las lámparas LED, las cuerdas y las cintas, también se les aplican problemas de ahorro de energía. A menudo es necesario reducir el brillo del resplandor. Las lámparas LED con atenuadores convencionales no funcionan y se descomponen rápidamente durante la regulación. Para esto, se utilizan reguladores especiales de dos tipos: cambiando el voltaje de suministro, controlando por el método de modulación de ancho de pulso - PWM (intervalos de conmutación de carga).

Los dispositivos que se atenúan cambiando el voltaje son costosos y voluminosos (reóstato o potenciómetro). Al mismo tiempo, no encajan bien con lámparas de bajo voltaje y se encienden solo a 9V y 18V.

Un regulador moderno es un dispositivo complejo que proporciona un encendido suave de las lámparas, control de brillo y configuración de los modos de conmutación de luz por temporizador.

La lámpara LED se diferencia de las cintas y conjuntos convencionales, que solo se pueden conectar mediante dispositivos adicionales. Sus principales características son las siguientes:

1. Disponibilidad de zócalos estándar tipos E, G, MR para conexión.
2. La capacidad de trabajar con la red sin dispositivos adicionales. Si la lámpara se alimenta con un voltaje de 12V, los dispositivos auxiliares se especifican en sus características.
3. El flujo luminoso generado no debe diferir significativamente de los valores estándar.

Para garantizar el modo de operación requerido, se construye un controlador dentro de la lámpara, que realiza funciones útiles. Si prevé la atenuación, se dice en el pasaporte y en el embalaje. En este caso, el brillo de dichas lámparas se puede ajustar mediante controles convencionales.

Si no se proporciona atenuación, debe comprar dispositivos de control especiales con control PWM. Se diferencian en los tipos de instalación:

• modular (en cuadros de distribución) controlado por reguladores externos, controles remotos o por buses especiales;
• ubicado en una caja de instalación, a modo de interruptor, con control giratorio o pulsador;
• bloques remotos montados en estructuras de techo (para focos y tiras de LED).

Los reguladores basados \u200b\u200ben PWM operan en costosos microcontroladores que no se pueden reparar. Es más fácil hacer un dispositivo casero basado en un simple microcircuito. El atenuador realizado sobre la base del temporizador NE555 funciona de manera estable a un voltaje de 3-18 V con una corriente de salida de hasta 0,2 A.

Circuito de atenuación para lámparas LED

La frecuencia de oscilación la proporciona un generador que consta de una resistencia y un condensador. Por el valor de la resistencia variable, puede establecer el intervalo para encender y apagar la carga en la salida 3 del microcircuito. El transistor de efecto de campo aquí sirve como amplificador de potencia, ya que el microcircuito no puede hacer frente a la carga de las lámparas LED. Si la corriente a través de ellos excede 1A, se requiere un radiador de enfriamiento para el transistor.

Para lámparas fluorescentes

El brillo de las lámparas se puede controlar mediante balastos electrónicos, que realizan la función principal de encenderlas. Un diagrama simple se muestra en la Fig. debajo.

Controlar una lámpara fluorescente mediante un balasto electrónico

El voltaje se suministra a la lámpara desde un generador de frecuencia de 20-50 kHz. El circuito formado por el condensador y el estrangulador entra en resonancia y enciende la lámpara. Para cambiar la fuerza de la corriente y por lo tanto la intensidad de la luz, debe cambiar la frecuencia. La atenuación se realiza solo después de que la lámpara alcanza su máxima potencia.

El balasto electrónico ajustable se crea sobre la base del controlador IRS2530D con 8 salidas. El dispositivo es un controlador de medio puente de 600 V con funciones de arranque, atenuación y seguridad. El circuito integrado le permite implementar todos los métodos de control necesarios a través de 8 pines y se usa de muchas formas para cambiar el brillo de las lámparas.

Diagrama de bloques de control electrónico de lámparas fluorescentes.

Elección. Video

Es mejor averiguar de antemano la elección correcta de atenuadores del video.

Al comprar un atenuador, debe estudiar cuidadosamente sus características técnicas y determinar para qué tipo de lámparas está destinado. La elección correcta del dispositivo facilita la conexión usted mismo sin la ayuda de especialistas.

¡NOTA!

Hemos conectado la tierra del LED y la resistencia variable (potenciómetro) al riel largo “-” del tablero, y ya lo hemos conectado a la entrada GND del microcontrolador. De esta manera usamos menos entradas y menos cables se extienden desde la placa de pruebas hasta el controlador.

Los signos "+" y "-" en el diseño no lo obligan a usarlos estrictamente para la fuente de alimentación, es solo que la mayoría de las veces se usan de esta manera y el marcado nos ayuda.

No importa cuál de las patas extremas del potenciómetro se conectará a 5 V y cuál a GND, solo cambiará la dirección en la que necesita girar la perilla para aumentar el voltaje. Recuerda que leemos la señal de la pierna del medio.

Para leer una señal analógica que acepta una amplia gama de valores, y no solo 0 o 1, como digital, solo son adecuados los puertos marcados en la placa como "ANALOG IN" y numerados con el prefijo A. Para Arduino Uno, este es A0-A5.

BOSQUEJO

COMENTARIOS SOBRE EL CÓDIGO

Usando la directiva #define, le dijimos al compilador que reemplazara el identificador POT_PIN con A0, el número de la entrada analógica. Puede encontrar un código en el que un puerto analógico se direccionará mediante un número sin un índice A. Este código funcionará, pero use un índice para evitar confusiones con los puertos digitales.

A las variables se les suele dar nombres que comienzan con una letra minúscula. Para usar una variable, debe declararla, lo que hacemos con la instrucción:

Para declarar una variable, debe especificar su tipo, aquí - int (del entero en inglés) - un valor entero en el rango de -32 768 a 32 767, nos familiarizaremos con otros tipos más adelante.

Las variables del mismo tipo se pueden declarar en una declaración, enumerándolas separadas por comas, que es lo que hicimos.

La función analogRead (pinA) devuelve un valor entero en el rango de 0 a 1023, proporcional a la tensión aplicada a la entrada analógica, cuyo número pasamos a la función como parámetro pinA.

Observe cómo obtuvimos el valor devuelto por analogRead (): simplemente lo ponemos en rotación con el operador de asignación \u003d, que escribe lo que está a la derecha de la variable a la izquierda.

PREGUNTAS PARA LA AUTOEVALUACIÓN

1. Al montar el circuito, ¿podemos conectar el LED y el potenciómetro directamente a diferentes entradas GND del microcontrolador?

2. ¿En qué dirección necesita girar la resistencia variable para aumentar el brillo del LED?

3. ¿Qué sucede si borra la línea pinMode (LED_PIN, OUTPUT) del programa? línea pinMode (POT_PIN, INPUT)?

4. ¿Por qué dividimos el valor recibido de la entrada analógica antes de configurar el brillo del LED? ¿Qué pasará si esto no se hace?

TAREAS

1. Apague la placa, conecte otro LED al puerto 5. Cambie el código para que el segundo LED se ilumine a 1/8 del brillo del primero.

Dimming (del inglés dimming - dimming) es un proceso de control de la intensidad de la luz, con sus raíces en el siglo XIX. Por primera vez, se utilizó la atenuación en los teatros, cuando, según el plan del director, el escenario debía oscurecerse e iluminarse según la acción que se desarrollara en él. Para ello, los proyectores de lámpara de arco que se utilizaban en ese momento estaban cubiertos con cortinas opacas. Cuanto más bloqueaban estas cortinas el flujo de luz, más atenuaban la iluminación. Los atenuadores de hoy se han alejado mucho de su predecesor sin complicaciones, sin embargo, en general, su propósito sigue siendo el mismo.

El control de brillo se usa ampliamente en los sistemas modernos. Por lo tanto, mediante la atenuación, puede crear una iluminación suave en la cámara de la sala de estar o el dormitorio, cambiar rápidamente la atmósfera en una cafetería o restaurante y mejorar los "imanes" visuales en el comercio minorista.

Beneficios de atenuación

• Posibilidad de crear y cambiar rápidamente escenarios de iluminación inalcanzables con interruptores estándar de dos posiciones.
• La atenuación le permite operar dispositivos de iluminación en un modo de ahorro, lo que prolonga su vida útil.
• La atenuación da como resultado un menor consumo de energía y una menor disipación de calor.

Las posibilidades más amplias para controlar el entorno de iluminación se abren cuando la atenuación se combina con la división de dispositivos de iluminación en grupos. Este enfoque le permite controlar la luz general y los acentos de forma independiente entre sí, realizando los escenarios más interesantes y complejos.

Beneficios de atenuar los LED

Ajustar el brillo de los LED le permite revelar completamente todo su potencial. Las características del LED hacen de este elemento de iluminación un candidato ideal para la atenuación.

• El brillo de un LED se puede cambiar en un rango muy amplio, a diferencia de las lámparas fluorescentes.
• Los cambios de brillo no tienen ningún efecto sobre la temperatura y la reproducción del color, a diferencia de las lámparas incandescentes.
• Una disminución de brillo conduce a un aumento de la vida útil, y no al revés, como es el caso de las lámparas halógenas.
• La atenuación de las luminarias LED se realiza sin demora, lo que permite su uso incluso en los escenarios de iluminación más dinámicos.

Características de la atenuación LED

El atenuador más simple que regula la atenuación de las lámparas incandescentes lo hace "cortando" la sinusoide de CA. Pero a diferencia de las lámparas incandescentes, las luminarias LED tienen un dispositivo más complejo y funcionan bajo el control de un circuito electrónico: un controlador. Así, el correcto funcionamiento del equipo de iluminación depende directamente del conductor que lo controla. Al mismo tiempo, al elegir el controlador adecuado, puede atenuar absolutamente cualquier lámpara, independientemente de su potencia y tipo.

Estándares y protocolos de atenuación

TRIAC

Regulador triac con corte de fase. Sus principales ventajas son su bajo precio y la posibilidad de integrarse en un circuito sin conmutaciones innecesarias (como un interruptor). Para una correcta atenuación de los LED, es importante comprobar la compatibilidad del equipo (paquetes dimmer-driver). Esto evitará zumbidos y parpadeos no deseados durante el funcionamiento.

1-10V

El estándar que ganó gran popularidad en la era del uso generalizado de lámparas fluorescentes. Su esencia radica en enviar una señal de 1 a 10 V a través de un par de cables separados. Es decir, el atenuador en este caso se implementa como un potenciómetro ordinario. La principal ventaja de este enfoque es la total insensibilidad a la carga. Las desventajas incluyen la incapacidad de controlar la fuente de luz desde múltiples ubicaciones y el escaso soporte de los fabricantes de LED.

DALI

Un protocolo digital compatible con la mayoría de los fabricantes de iluminación profesionales. Su principal ventaja es el bus digital que integra todas las luminarias LED regulables en un solo sistema. El encendido, el apagado y la regulación se realizan mediante comandos de señales y no abriendo el circuito de alimentación. Este enfoque le permite reasignar en cualquier momento qué interruptor es responsable de qué luminaria.

Pero la ventaja más importante del protocolo digital DALI es la capacidad de programar escenas y almacenarlas en la memoria. Esto redefine completamente el control de la iluminación. Una llave de interruptor convencional ahora no solo puede controlar la luminaria, sino también establecer el modo de funcionamiento para todo el grupo.

Entre las desventajas del protocolo DALI, se puede destacar solo el alto costo y la necesidad de una configuración preliminar del sistema de control.

Presione DIM

Un tipo interesante de atenuación en la implementación, que le permite usar solo dos cables para la conexión. Los botones con contactos normalmente abiertos se utilizan como elementos de control. Mientras mantenga presionado el botón, hay una señal, liberada, sin señal. Los dispositivos de iluminación percibirán dichos clics de la siguiente manera:

• corto: encendido / apagado;
• largo: ajusta el brillo.

El método es simple de implementar, no requiere configuraciones adicionales y se puede implementar con casi cualquier accesorio eléctrico. Pero también hay desventajas: la baja prevalencia de controladores con tal estándar y un número limitado de lámparas conectadas a un botón.

Selección de controlador

La elección del controlador y el tipo de atenuación está determinada por muchos factores. Son los más flexibles en este sentido, ya que su conductor se saca del estuche. En el caso de, hay que tener en cuenta una gran cantidad de matices. Sin embargo, no existen problemas irresolubles. Con el apoyo de especialistas calificados, incluso puede atenuar aquellas lámparas que no fueron diseñadas originalmente para esto.