Corp de iluminat reglabil. LED-uri de estompare în general și în detaliu

Rich Rosen, National Semiconductor

Introducere

Creșterea exponențială a numărului de surse de lumină LED este însoțită de o extindere la fel de rapidă a gamei de circuite integrate concepute pentru a controla puterea LED-urilor. Driverele cu LED-uri de comutare au înlocuit mult timp voratoasele regulatoare liniare inacceptabile în lumea conștientă de energie, devenind standardul de facto pentru industrie. Orice aplicație, de la o lanternă până la semnalizarea stadionului, necesită un control precis curent constant. În acest caz, este adesea necesar să se schimbe intensitatea radiației LED-urilor în timp real. Controlul luminozității surselor de lumină, și în special a LED-urilor, se numește estompare. Acest articol prezintă elementele de bază ale teoriei LED-urilor și descrie cele mai populare metode de estompare folosind driverele de impulsuri.

Luminozitatea și temperatura culorii LED-urilor

Luminozitatea LED-ului

Conceptul de luminozitate al setului vizibil emis de un LED este destul de ușor de înțeles. Valoarea numerică a luminozității percepute a radiației LED poate fi ușor măsurată în unități de densitate a fluxului luminos de suprafață numite candela (cd). Ieșirea totală a luminii unui LED este exprimată în lumeni (lm). De asemenea, este important să înțelegeți că luminozitatea unui LED depinde de curentul mediu înainte.

Figura 1 prezintă un grafic al dependenței fluxului luminos al unui anumit LED de curentul direct. În intervalul valorilor utilizate ale curenților înainte (I F), graficul este extrem de liniar. Neliniaritatea începe să apară pe măsură ce crește I F. Când curentul depășește secțiunea liniară, eficiența LED-ului scade.

Imaginea 1.

Atunci când funcționează în afara regiunii liniare, o mare parte din puterea furnizată LED-ului este disipată sub formă de căldură. Această căldură irosită suprasolicită driverul LED și complică designul termic al designului.

Temperatura culorii LED-ului

Temperatura culorii este un parametru care caracterizează culoarea unui LED și este indicat în foaia tehnică. Temperatura de culoare a unui LED specific este descrisă printr-o gamă de valori și schimbări cu modificări ale curentului înainte, a temperaturii de joncțiune și pe măsură ce dispozitivul îmbătrânește. Cu cât temperatura de culoare a unui LED este mai mică, cu atât va străluci mai aproape de o culoare galben roșiatică numită „caldă”. Temperaturile de culoare mai ridicate corespund culorilor albastru-verzui numite „reci”. Adesea, pentru LED-urile de culoare, în loc de temperatura culorii, este indicată lungimea de undă dominantă, care se poate schimba la fel ca temperatura culorii.

Modalități de a controla luminozitatea LED-ului

Există două metode comune de reglare (reglare) a LED-urilor în circuitele driverului de impulsuri: modularea lățimii pulsului (PWM) și reglarea analogică. Ambele metode se rezumă în cele din urmă la menținerea unui anumit nivel de curent mediu printr-un LED sau un șir de LED-uri. Mai jos vom discuta diferențele dintre aceste metode, vom evalua avantajele și dezavantajele acestora.

Figura 2 descrie un driver LED pulsat într-o configurație convertor buck. Tensiunea V IN într-un astfel de circuit trebuie să fie întotdeauna mai mare decât suma tensiunilor de pe LED și R SNS. Curentul inductor curge în întregime prin LED și rezistorul R SNS și este controlat de tensiunea aplicată de la rezistor la pinul CS. Dacă tensiunea la pinul CS începe să scadă sub nivelul stabilit, ciclul de funcționare al curentului care trece prin L1, LED-ul și R SNS crește, crescând astfel curentul mediu al LED-ului.

Atenuare analogică

Atenuarea analogică este un control ciclu cu ciclu al curentului direct al LED-ului. Pur și simplu, menține curentul LED la un nivel constant. Atenuarea analogică se face fie prin reglarea rezistenței senzorului de curent R SNS, fie prin modificarea nivelului de tensiune DC aplicat pinului DIM (sau pinului similar) al driverului LED. Ambele exemple de control analogic sunt prezentate în Figura 2.

Atenuare analogică cu control R SNS

Din Figura 2, puteți vedea că, cu o tensiune de referință CS fixă, o modificare a R SNS determină o modificare corespunzătoare a curentului LED. Dacă ar fi posibil să se găsească un potențiometru cu o rezistență mai mică de un Ohm, capabil să reziste la curenți mari de LED, această metodă de estompare ar avea dreptul să existe.

Atenuare analogică cu control al tensiunii de alimentare CS

O metodă mai complexă implică controlul ciclu cu ciclu direct al curentului LED folosind pinul CS. Pentru aceasta, într-un caz tipic, o sursă de tensiune este inclusă în bucla de feedback, preluată de la senzorul de curent LED și tamponată de un amplificator (Figura 2). Câștigul amplificatorului poate fi controlat pentru a regla curentul LED. Este ușor să introduceți funcționalități suplimentare în acest circuit de feedback, cum ar fi protecția la supracurent și la temperatură.

Dezavantajul estompării analogice este că temperatura culorii luminii emise poate fi afectată de curentul direct al LED-ului. În cazurile în care o schimbare a culorii strălucirii este inacceptabilă, nu poate fi folosit estomparea LED-ului prin controlul curentului direct.

Atenuarea cu PWM

Atenuarea PWM constă în controlul momentelor de pornire și oprire a curentului prin LED, repetate la o frecvență suficient de mare, care, ținând cont de fiziologia ochiului uman, nu trebuie să fie mai mică de 200 Hz. În caz contrar, poate apărea un efect pâlpâitor.

Curentul mediu prin LED devine acum proporțional cu ciclul de funcționare a impulsurilor și se exprimă prin formula:

I DIM-LED \u003d D DIM × I LED

I DIM-LED - curent mediu prin LED,
D DIM - ciclul de funcționare a impulsurilor PWM,
I LED - Curent nominal LED, setat prin selectarea valorii rezistenței R SNS (vezi Figura 3).
Figura 3.

Modulație driver LED

Multe drivere moderne LED au o intrare DIM dedicată care acceptă semnale PWM pe o gamă largă de frecvențe și amplitudini. Intrarea oferă o interfață simplă cu circuite logice externe, permițându-vă să porniți și să opriți ieșirea convertorului fără întârziere pentru repornirea driverului, fără a afecta funcționarea restului nodurilor de microcircuit. Un număr de funcții suplimentare pot fi implementate folosind pinii de activare a ieșirii și logica auxiliară.

Atenuare PWM cu două fire

Reglarea PWM cu două fire a devenit populară în iluminatul interior al automobilelor. Dacă tensiunea la VINS devine cu 70% mai mică decât VIN (Figura 3), MOSFET de alimentare internă este dezactivat și curentul prin LED este oprit. Dezavantajul acestei metode este necesitatea de a avea un circuit driver de semnal PWM în sursa de alimentare a convertorului.

Atenuare rapidă PWM cu dispozitiv de șuntare

Întârzierea momentelor de pornire și oprire a ieșirii convertorului limitează frecvența PWM și gama ciclului de funcționare. Pentru a rezolva această problemă, un dispozitiv de șunt, cum ar fi MOSFET prezentat în Figura 4a, poate fi conectat în paralel cu un LED sau un șir de LED-uri, pentru a ocoli rapid curentul de ieșire al convertorului ocolind LED-ul (LED-urile).
și)

b)
Figura 4. Atenuare rapidă PWM (a), forme de undă ale curenților și tensiunilor (b).

Curentul de sufocare rămâne continuu pentru timpul în care LED-ul este oprit, din cauza căreia creșterea și căderea opririi curente sunt întârziate. Acum, timpul de creștere și cădere este limitat doar de caracteristicile tranzistorului MOSFET. Figura 4a prezintă conexiunea tranzistorului de șunt la LED-ul controlat de driverul LM3406, iar Figura 4b prezintă oscilograme care arată diferența dintre rezultatele obținute la diminuarea cu ajutorul pinului DIM (sus) și la conectarea tranzistorului de șunt (jos). În ambele cazuri, capacitatea de ieșire a fost de 10 nF. Tranzistor MOSFET de tip șunt.

Atunci când derivați curentul LED-urilor controlate de convertoare cu stabilizare de curent, trebuie să se țină seama de posibilitatea curenților de intrare atunci când tranzistorul MOSFET este pornit. Familia de drivere LED LM340x este concepută pentru a controla timpul de pornire al convertoarelor pentru a rezolva problema emisiilor. Pentru a menține viteza maximă de pornire / oprire, capacitatea dintre terminalele LED ar trebui să fie minimă.

Un dezavantaj semnificativ al estompării rapide PWM, în comparație cu metoda de modulare a ieșirii convertorului, este scăderea eficienței. Când șuntul este deschis, disipează puterea sub formă de căldură. Pentru a reduce astfel de pierderi, ar trebui să alegeți tranzistoare MOSFET cu o rezistență minimă pe canal R DS-ON.

Dimmer multi-mod LM3409

  • „Instrumentul” ocular este bun, dar nu are valori „numerice”. Doar un spectrometru poate arăta ceva concret. Link pliz. Și credeți serios că se face ceva în afara „Chinei” (țările asiatice)?
  • Un link, vă rog.
  • \u003d Vlad-Perm; 111436] [B] Vladimir_007 [B] „Pentru a prelungi durata de viață, mai pun câteva LED-uri lângă el (în fund)”? - Am o mulțime de LED-uri care stau una lângă alta pentru a crește luminozitatea totală ........... Îmi pare rău, pur întâmplător am ajuns din nou pe această ramură. Numerele 6 - 8 înapoi în pilotul radio a fost un articol în care am inserat și observația mea. Nu este modest să menționăm calitatea produselor LED, în urmă cu câteva reviste, un automobilist a avut un articol despre faruri - despre supraîncălzirea LED-ului. Deci, 6 - 8 numere înapoi în articol exista un circuit de șofer, care este un comutator de ghirlande pentru 4 canale. „datorită șoferului, mărim durata de viață a LED-ului de 4 ori datorită faptului că acesta funcționează de 4 ori mai rar, de asemenea, 2_th +, durata cristalului diodei cu un grafic exponențial crește durata de viață prin reducerea temperaturii a cristalului "- aproximativ literal pentru amintire ... În ceea ce privește fotografierea farurilor, un LED este un stroboscop pentru ochiul uman, dar cu o viteză de comutare foarte mare și până acum nimeni nu s-a lăudat cu o creștere (afterglow) a LED-ului după o defecțiune de tensiune.
  • Dragă [b] Vladimir_666, salut. Cum ai decis asta? Când LED-ul este alimentat de un curent constant, se formează un flux continuu de radiații luminoase. Când sunt alimentate de un curent pulsat, se formează impulsuri luminoase. LED-ul [B] nu conține inerție. Această proprietate remarcabilă este utilizată pe scară largă atunci când se transmit informații digitale prin fibră optică la o viteză de zeci de Gigaocteți pe secundă sau mai mult. Pentru el și pentru un fosfor, aveți nevoie de unul adecvat, care să nu creeze o lumină ulterioară. Presupun că înțelegi perfect acest lucru. Vorbind despre un stroboscop, vă referiți, în mod evident, la cântecele individuale de lumină. Dar încă nu au învățat cum să le folosească separat. Nu este clar cine și pentru ce a pus „minusul”?
  • [b] SATIR, ești un fel de iarbă în faptul că [I] LED-ul nu conține inerție. Acest lucru este valabil pentru LED-urile cu cristale goale. LED-urile albe proiectate pentru iluminat au un strat de fosfor. Și are un timp de lumină ulterioară (câteva milisecunde), care este suficient de mare atunci când este alimentat de impulsuri cu o frecvență de kilohertz. În plus, un driver de filtru este instalat în drivere.
  • Dragă [b] lllll, salut. Absolut cu tine, absolut. De acord, deoarece fosforul este doar un accesoriu al LED-ului în sine pentru a-i conferi proprietățile necesare.
  • O zi buna. Prin cuvântul stroboscop cu o frecvență ridicată - am vrut să spun exact stroboscopul. Dacă luați strălucirea unui bec obișnuit cu o tensiune maximă de 220V și minim 0 și aceasta cu o frecvență de 50 Hz - temperatura filamentului la 220V este de 2200 de grade, dar când tensiunea scade la 0 și crește din nou la 220V, temperatura filamentului nu scade la 0, ci scade la 1500 - 1800 grade, pe care le vedem cu ochiul liber. În ceea ce privește LED-ul, principiul lor de funcționare este un stroboscop, cu o viteză mare de comutare, care nu este vizibilă pentru ochiul uman, dar acest lucru nu înseamnă că nu afectează vederea. În ceea ce privește transferul de date, gigaocteți pe secundă - de obicei se transmite transferul de date (în codul Morse, o lumină intermitentă), înțeleg că o persoană ar pune (-), poți fi prost, dacă te consideri la fel de inteligent conform recenziilor oamenilor - decideți singur unde aveți un bec aprins constant și care dintre noi trebuie să instalați -.
  • Ei bine, ca 50 Hz. acestea sunt două jumătăți de sinusoidale și clipesc cu adevărat la 100 Hz. iar tensiunea de amplitudine este de aproximativ 300 V. Cine ți-a spus asta? Sau unde l-ai citit? Citiți despre principiul de lucru în „Vika”, iar subiectul pare să fie despre alimentarea LED-urilor. Driverul normal alimentează constant LED-ul astfel. Regulatoarele PWM sunt folosite numai dacă trebuie să reduceți în mod ieftin strălucirea strălucirii. Un driver bun, din nou, este capabil să reducă curentul la LED fără a utiliza PWM. PWM este utilizat în lanterne multi-mod - și dacă șoferul este cel puțin ușor adecvat, frecvența PWM este de la câțiva kHz. Complet invizibil în orice utilizare. Da, și pentru mine, când hard diskul transmite date, „lumina” (LED) clipește, clipește repede! Ea este cea care transmite datele!
  • Nu atingeți Vladimir 666. El nu înțelege cum funcționează LED-ul. Și, evident, nu va înțelege. El a venit cu o explicație incorectă pentru el însuși și îl împinge spre stânga și spre dreapta.
  • Toate cele de mai sus sunt exact opusul.
  • ctc655 Cred că ți-am scris într-o formă de înțeles că un bec aprins constant nu poate transmite informații dacă încerci să protejezi producătorii de LED-uri cu minusul tău prin acțiunile tale [B] nu profesional
  • Mulțumesc Vladimir666. Părerea mea despre tine nu s-a îmbunătățit. Vai. Chiar și în copilărie, acum 38 de ani, au făcut un telefon ușor pe un BULB. A fost alimentat de curent continuu. A mers. Informații transferate. Un alt lucru este cu ce viteză, dacă pot spune asta. Dar ideea ta despre lucrul cu LED-uri este o prostie. Acum el este o scânteie, apoi un stroboscop. Tinerii citesc și apoi încep să vorbească prostii. Dacă este greu de înțeles, nu vă deranjați. Pentru aceasta au obținut -1. Aceasta este o evaluare a conținutului informațional al mesajului. Mesajele dvs. nu numai că nu sunt informative, ci oferă și o idee eronată a subiectului. Unde nu există prostii atât de mari, nu pun nimic.
  • Vedeți subiectul pe același sat, ar fi clar de ce din nou! http: //www..php? p \u003d 199007 # post199007 Discuție: Dispozitivele de iluminat bazate pe LED-uri AC își găsesc nișa și, probabil, depășesc aceasta. De asemenea, nu am 10 sau 30 de ani, dar va fi util pentru ca tu să citești. Sporiți cunoștințele în plus față de un dispozitiv de înaltă tehnologie cu o joncțiune pn. Mă întreb cum ai transmis informații cu un bec aprins pe curent continuu acum 30 de ani? Toate dispozitivele de iluminat, nu contează - un optocuplator, un optotiristor etc. toate funcționează prin întreruperea fluxului de lumină. Probabil un brevet special creat pentru asta?
  • Justificați sau confirmați. Sunt „inginer electronic” - nu trebuie să fiți limitat în terminologie. Faptul că șoferul (alimentat de la 220 V.) funcționează în conformitate cu curent alternativ (220 V.) - curent continuu (300 V.) - curent alternativ PWM - curent continuu (CC necesar curent stabil) - circuit CC pe LED nu îl face Regulator PWM. (l-ai putea numi doar redresor de tensiune!) PWM cu buclă închisă este doar o modalitate de a menține luminozitatea LED-ului (curent) stabilă. Dar puteți regla luminozitatea în două moduri: în lanțul specificat în „AC PWM” introduceți în plus reglajul „umplere” (LED-ul va fi alimentat de un curent stabil reglabil) sau reglați PWM direct [B] curentul mediu pe lumină. În primul caz, este alimentat de un curent stabil (nu există nici o ondulare!) În al doilea caz, LED-ul este alimentat de „impulsuri” și sunt practic vizibile. (Nu neapărat cu ochii mei - în lanterne am întâlnit frecvența de 200 Hz și 9 kHz.) Nu este o transmisie de informații cu codul Morse?
  • Pentru a fi sincer, nu știu de ce să confirm adevărul cunoscut. Poate, desigur, există unele nuanțe în dezvoltarea driverelor reglementate (și ar trebui să fie). Nu am făcut asta încă. Prin urmare, metodele de reglementare propuse de dvs. au dreptul la viață. Dar fiecare se aplică în felul său. Despre codul Morse. Da, aceasta este transmiterea informațiilor, dar cu o întrerupere a fluxului luminos. Și acel telefon luminos a funcționat la schimbarea luminozității becului fără a se stinge. În absența vorbirii, stelele erau în mod constant. Nu am găsit schema. Au făcut-o în cerc și încă nu au obiceiul să schițeze diagrame. De asemenea, unele optocuploare închise, de exemplu, rezistența, pot funcționa fără a întrerupe fluxul de lumină.
  • Stimate [b] ctc655, salut. [B] Ai absolut dreptate. O metodă similară de transmitere a sunetului este încă utilizată în cinematografie. La marginea filmului există o cale de lumină care modulează fluxul luminos, care este transformat într-un semnal electric. Metoda a existat de la inventarea filmelor sonore! El a fost cel care i-a omorât pe tapperi.
  • Am uitat de asta. Deși acum poate fi diferit. Sincer, nu mă interesează mult timp cinematografia.
  • Nu argumentez că fără a ieși becul și circuitele pot fi diferite, de la logica obișnuită la 554CA .. (3) comparatoare, puteți doar să aprindeți becul și să trageți „steagul” în fața luminii, dar transmisia semnalului a funcționat întotdeauna schimbând „1” și „0”.
  • În dispozitivele digitale, da. Senzorii de nivel de lumină funcționează și prin stingerea unui bec sau a soarelui? Mai mult, nivelul de iluminare este reglat ...
  • Subiectul sau disputa anterioară, dacă ați citit-o, a fost despre transferul de date de către o „lumină arsă în mod constant” de la o sursă de curent continuu, adică o baterie sau o sursă de alimentare stabilizată. (Nu vreau să pun subiectul - unde se termină tensiunea alternativă și începe cea constantă, deoarece există o mulțime de controverse cu privire la acest subiect acum, începând cu bateria în sine .....) În ceea ce privește nivelul de iluminare, sunteți permis în legătură cu senzorii de mișcare sau iluminatul nocturn în jurul vitrinelor? Se pare că în 1_x lumina în sensul obișnuit nu corespunde puțin subiectului, dar principiul este practic același!

Anterior, iluminarea camerei era controlată de un reostat. Un dezavantaj semnificativ al acestor dispozitive a fost consumul ridicat de energie, indiferent de luminozitate. La puterea minimă a lămpii, electricitatea a fost consumată în aceeași cantitate ca la maxim, deoarece cea mai mare parte a încălzit reostatul.

Controlul iluminatului camerei

Avantaje și dezavantaje

Acum puteți cumpăra un regulator electric de sarcină (dimmer) la un magazin electric. Este utilizat în principal pentru a schimba luminozitatea diferitelor tipuri de lămpi și are următoarele avantaje:

  • schimbarea intensității strălucirii lămpilor;
  • setarea schimbării automate a luminozității Dimmer automat al strălucirii folosind un temporizator;
  • telecomandă;
  • este folosit ca un comutator și pentru a seta modurile de strălucire a lămpii: schimbare lină, crearea de imagini luminoase, clipire;
  • durabilitate sporită a lămpii datorită pornirii ușoare;
  • economisirea energiei electrice consumate.

Regulatorii au dezavantaje:

  • interferențele străine interferează cu funcționarea dispozitivelor care nu au filtre;
  • generarea de interferențe pentru alte dispozitive care recepționează semnale radio;
  • nu toate dispozitivele economisesc energie;

Tipuri de estompare

Cel mai simplu dispozitiv reglabil are un comutator și un buton rotativ. Luminozitatea regulatorului depinde de poziția potențiometrului. Dimmerul este potrivit pentru controlul lămpilor cu incandescență și cu halogen. În ceea ce privește puterea, este selectat cu cel puțin 15% mai mare decât sarcina maximă conectată. Trebuie să aibă protecție la scurtcircuit încorporată. Cea mai ușoară opțiune este o siguranță.

Dimmerul este de următoarele tipuri:

  1. Deasupra capului. Cel mai adesea conține un reostat auxiliar și este utilizat pentru benzi LED.
  2. Punct de control - pentru suprafețe mari de spații.
  3. Două și multicanal - selectate prin numărul de lămpi și modurile de control.

Unde nu este nevoie să instalați variatoare?

  1. În locurile publice unde utilizarea frecventă nu va permite îndeplinirea funcțiilor lor de bază. Oriunde este posibil să se instaleze dispozitive pentru pornirea lină a lămpilor încorporate în întrerupătoare, permițând creșterea duratei lor de funcționare.
  2. În locurile în care nu există nicio certitudine cu privire la instalarea lămpilor.

Metode de reglementare

  1. Mecanic - rotirea mânerului. Mai întâi, regulatorul de lumină se aprinde până când dă clic, apoi luminozitatea este setată. Dispozitivul de împingere rotativ este mai convenabil, deoarece puteți utiliza un comutator cu reglaj constant.
  2. Electronic: buton, tastatură. Poate fi folosit ca întrerupător și regulator.
  3. Atingeți - panoul de control oferă multe funcții diferite.
  4. Telecomandă prin semnal radio sau folosind telecomanda IR.

Tipuri de lampi mai estompate

  • Lămpi cu incandescență și halogen pentru 220V. Orice variatoare pot fi folosite pentru a schimba intensitatea luminii, deoarece sarcina este activă doar (nu are inductanță și capacitate). Dezavantajul este deplasarea spectrului spre roșu atunci când tensiunea este redusă. Limitarea puterii pentru variatoare există în intervalul 60-600 W.
  • Lămpi cu halogen de joasă tensiune. Pentru ei este aplicabil un transformator de înfășurare treptat, care necesită un regulator care să poată suporta o sarcină inductivă. Este marcat RL. Când se utilizează un transformator electronic, sunt instalate sarcini capacitive.

Lămpile cu halogen necesită o schimbare lină a tensiunii, ceea ce le crește durata de viață. Cele mai recente modele determină tipul de încărcare și se adaptează la aceasta, schimbând algoritmul de control. Este posibil să se regleze simultan diferite grupuri de lămpi: incandescente și halogene.

  • Lampă fluorescentă. Dacă sunt declanșate de un întrerupător, un starter cu incandescență și un sufocator electromagnetic, un dimmer convențional și reostat nu vor funcționa cu ele. Aici aveți nevoie de echipament electronic de control (ECG).
  • Becuri cu LED. Pentru ei, reglarea tensiunii duce la o schimbare de spectru. Prin urmare, LED-urile sunt reglate prin schimbarea duratei impulsurilor furnizate. În același timp, pâlpâirea nu este observată, deoarece frecvența lor de repetare atinge 300 kHz.

Conectarea regulatoarelor la sarcină

Conexiunea la sarcină se face în serie (Fig. A). Regulatorul funcționează în același mod ca un comutator, dar este recomandabil să îl instalați separat, deoarece, în caz de defecțiune la comutarea frecventă, va trebui să schimbați un regulator scump cu unul nou.

Diagramele de conectare a estompatorului

Principala cerință este polaritatea. Faza este întotdeauna conectată la terminalul de intrare al dimmerului, marcat cu litera L, iar de la ieșire, firul merge la lampă. Faza poate fi detectată cu un indicator de tensiune.

Un întrerupător este adesea instalat în firul de rupere a fazei (Fig. B). Este situat mai aproape de ușă, iar regulatorul de lumină este lângă pat pentru un control convenabil.

Puteți instala un alt regulator și le puteți conecta în paralel (Fig. C). Pentru a face acest lucru, conduceți 3 fire de la fiecare dispozitiv la cutia de joncțiune. O astfel de comutare, similară cu comutatoarele de trecere, se face pe coridoare lungi.

Utilizarea variatoarelor diferă în funcție de numărul de sarcini. Metoda unică constă în conectarea unui dispozitiv sau combinate într-un grup comun. Următoarea metodă de control se bazează pe lumini de accent pentru a evidenția zone individuale.

Iluminare reglabilă a camerei

Conexiune mai slabă

Regulatorul este montat într-o cutie de instalare ca un întrerupător convențional. În primul rând, este conectat în absența tensiunii în firele de alimentare și apoi instalat în cutie. Apoi cadrul și butonul de control al luminozității sunt puse.

Schema de bază pentru reglarea intensității luminii lămpilor este aceeași pentru majoritatea dispozitivelor convenționale. Singura diferență constă în detalii suplimentare pentru o manevrare mai lină și stabilitate la limite inferioare.

Pentru a furniza tensiune lămpii, deschideți triacul (Fig. A). Pentru a face acest lucru, trebuie creată o tensiune între electrozi.

Circuite cu reglare triac pentru lămpi incandescente: a - cele mai simple; b - îmbunătățit

La începutul semiondei pozitive, condensatorul C este încărcat prin rezistorul variabil R. Când se atinge o anumită valoare, triacul se deschide. În același timp, lampa se aprinde. Apoi, triacul se închide și apare o situație similară pe semionda negativă, deoarece semiconductorii trec curentul în ambele direcții.

Astfel, „buturugi” de jumătăți de undă cu o frecvență de 100 Hz ajung la bec, ceea ce nu a fost cazul când s-a folosit reostatul. Pe măsură ce strălucirea scade, pâlpâirea luminii devine din ce în ce mai evidentă. Pentru a evita acest lucru, detaliile sunt adăugate la diagramă, așa cum se arată în Fig. b. Triac-urile sunt instalate în funcție de sarcina reală, iar tensiunea admisibilă este de 400V.

Selectând valorile rezistențelor și condensatoarelor, puteți schimba momentele inițiale și finale de aprindere și stabilitatea strălucirii lămpii.

Pentru lămpi cu LED

În ciuda eficienței lămpilor cu LED-uri, ghirlandelor și panglicilor, problemele de economisire a energiei se aplică și acestora. Este adesea nevoie să reduci strălucirea strălucirii. Lămpile LED cu variatoare convenționale nu funcționează și se defectează rapid în timpul reglării. Pentru aceasta, se utilizează regulatoare speciale de două tipuri: schimbarea tensiunii de alimentare, controlul prin metoda modulației lățimii impulsurilor - PWM (intervale de comutare a sarcinii).

Dispozitivele cu opacitate prin schimbarea tensiunii sunt scumpe și voluminoase (reostat sau potențiometru). În același timp, nu se potrivesc bine cu lămpile de joasă tensiune și se aprind doar la 9V și 18V.

Un regulator modern este un dispozitiv complex care oferă o pornire lină a lămpilor, controlul luminozității și setarea modurilor de comutare a luminii prin cronometru.

Lampa LED diferă de benzile și ansamblurile convenționale, care pot fi conectate numai utilizând dispozitive suplimentare. Principalele sale caracteristici sunt următoarele:

  1. Disponibilitatea soclurilor standard tip E, G, MR pentru conectare.
  2. Capacitatea de a lucra cu o rețea fără dispozitive suplimentare. Dacă lampa este alimentată de 12V, dispozitivele auxiliare sunt specificate în caracteristicile sale.
  3. Fluxul luminos generat nu ar trebui să difere semnificativ de valorile standard.

Pentru a asigura modul de operare necesar, în lămpi este construit un driver, care îndeplinește funcții utile. Dacă prevede diminuarea, se spune în pașaport și pe ambalaj. În acest caz, luminozitatea acestor lămpi poate fi reglată folosind comenzile convenționale.

În cazul în care nu este oferită diminuarea, ar trebui să achiziționați dispozitive de control speciale cu control PWM. Ele diferă în ceea ce privește tipurile de instalare:

  • modulare (în plăci de distribuție) controlate de regulatoare externe, telecomenzi sau de autobuze speciale;
  • amplasat într-o cutie de instalare, ca un întrerupător, cu comandă rotativă sau cu buton;
  • blocuri de la distanță montate în structuri de tavan (pentru spoturi și benzi LED).

Regulatoarele bazate pe PWM funcționează pe microcontrolere scumpe, care nu pot fi reparate. Este mai ușor să realizați un dispozitiv de casă bazat pe un microcircuit simplu. Dimmerul bazat pe temporizatorul NE555 funcționează stabil la o tensiune de 3-18 V cu un curent de ieșire de până la 0,2 A.

Circuit de reglare a lămpilor cu LED

Frecvența de oscilație este asigurată de un generator format dintr-un rezistor și un condensator. Valoarea rezistenței variabile poate fi setată pentru a porni și opri sarcina la ieșirea 3 a microcircuitului. Tranzistorul cu efect de câmp servește aici ca amplificator de putere, deoarece microcircuitul nu poate face față sarcinii din lămpile cu LED-uri. Dacă curentul prin ele depășește 1A, este necesar un radiator de răcire pentru tranzistor.

Pentru lămpi fluorescente

Luminozitatea lămpilor poate fi controlată folosind balasturi electronice, care îndeplinesc funcția principală de pornire a acestora. O diagramă simplă este prezentată în Fig. de mai jos.

Controlul unei lămpi fluorescente utilizând un balast electronic

Tensiunea este furnizată lămpii de la un generator de frecvență de 20-50 kHz. Circuitul format din condensator și sufocator intră în rezonanță și aprinde lampa. Pentru a schimba puterea curentului și, astfel, intensitatea luminii, trebuie să schimbați frecvența. Atenuarea se face numai după ce lampa atinge puterea maximă.

Balastul electronic reglabil este creat pe baza controlerului IRS2530D cu 8 ieșiri. Dispozitivul este un driver de jumătate de punte de 600V cu funcții de declanșare, reglare și anti-defecțiune. Circuitul integrat vă permite să implementați toate metodele de control necesare prin 8 pini și este utilizat în multe moduri pentru a schimba luminozitatea lămpilor.

Schema bloc a controlului electronic al lămpilor fluorescente

Alegere. Video

Este mai bine să aflați în avans despre alegerea corectă a variatoarelor din video.

Atunci când cumpărați un dimmer, ar trebui să studiați cu atenție caracteristicile sale tehnice și să determinați tipurile de lămpi pentru care este destinat. Alegerea corectă a dispozitivului facilitează conectarea personală fără ajutorul specialiștilor.

NOTĂ!

Am conectat solul LED-ului și rezistorul variabil (potențiometru) la șina lungă „-” a panoului și l-am conectat deja la intrarea GND a microcontrolerului. În acest fel am folosit mai puține intrări și mai puține fire se întind de la panoul de control la controler.

Semnele „+” și „-” de pe aspect nu vă obligă să le utilizați strict pentru alimentarea cu energie electrică, doar că cel mai adesea sunt utilizate în acest fel și marcajul ne ajută.

Nu contează care dintre picioarele extreme ale potențiometrului va fi conectat la 5 V și care la GND, se va schimba doar direcția în care trebuie să rotiți butonul pentru a crește tensiunea. Amintiți-vă că citim semnalul din piciorul mijlociu.

Pentru a citi un semnal analogic care acceptă o gamă largă de valori și nu doar 0 sau 1 ca digitalul, sunt potrivite doar porturile marcate pe placă ca „ANALOG IN” și numerotate cu prefixul A. Pentru Arduino Uno, acesta este A0-A5.

SCHIȚĂ

COMENTARII PRIVIND CODUL

Folosind directiva #define, i-am spus compilatorului să înlocuiască identificatorul POT_PIN cu A0 - numărul intrării analogice. Puteți întâlni un cod în care un port analogic va fi adresat de un număr fără un index A. Acest cod va funcționa, dar utilizați un index pentru a evita confuzia cu porturile digitale.

Variabilele sunt denumite de obicei începând cu litere mici. Pentru a utiliza o variabilă, trebuie să o declarați, ceea ce facem cu instrucțiunea:

Pentru a declara o variabilă, trebuie să specificați tipul acesteia, aici - int (din întregul englez) - o valoare întreagă în intervalul de la -32 768 la 32 767, vom face cunoștință cu alte tipuri mai târziu.

Variabilele de același tip pot fi declarate într-o singură declarație, listându-le separate prin virgule, ceea ce am făcut.

Funcția analogRead (pinA) returnează o valoare întreagă cuprinsă între 0 și 1023, proporțională cu tensiunea aplicată intrării analogice, al cărei număr îl trecem la funcție ca parametru pinA.

Observați cum am obținut valoarea returnată de analogRead (): tocmai am pus-o în rotație cu operatorul de atribuire \u003d, care scrie ce este în dreapta acesteia în variabila din stânga.

ÎNTREBĂRI PENTRU AUTOTESTARE

1. Când asamblăm circuitul, putem conecta LED-ul și potențiometrul direct la diferite intrări GND ale microcontrolerului?

2. În ce direcție trebuie să rotiți rezistorul variabil pentru a crește luminozitatea LED-ului?

3. Ce se întâmplă dacă ștergeți linia pinMode (LED_PIN, OUTPUT) din program? linie pinMode (POT_PIN, INPUT)?

4. De ce împărțim valoarea primită de la intrarea analogică înainte de a seta luminozitatea LED-ului? ce se va întâmpla dacă acest lucru nu se face?

SARCINI

1. Opriți alimentarea plăcii, conectați un alt LED la portul 5. Schimbați codul astfel încât al doilea LED să lumineze la 1/8 din luminozitatea primului.

Dimming (din engleză dimming - dimming) este un proces de control al intensității luminii, cu rădăcinile sale în secolul al XIX-lea. Pentru prima dată, oboseala era folosită în teatre, când, conform planului regizorului, scena urma să fie întunecată și iluminată în funcție de acțiunea care avea loc pe ea. Pentru aceasta, proiectoarele cu lampă arc utilizate la acea vreme erau acoperite cu perdele opace. Cu cât aceste perdele blocau fluxul de lumină, cu atât mai mult diminuau lumina. Dimmers-urile de astăzi s-au îndepărtat de predecesorul lor necomplicat, dar, în general, scopul lor rămâne același.

Controlul luminozității este utilizat pe scară largă în sistemele moderne. Deci, prin diminuare, puteți crea iluminare ușoară a camerei în sufragerie sau dormitor, puteți schimba rapid atmosfera dintr-o cafenea sau restaurant și puteți îmbunătăți „magneții” vizuali din comerțul cu amănuntul.

Beneficii de estompare

  • Posibilitatea de a crea și a schimba rapid scenarii de iluminat care nu pot fi atinse cu comutatoarele standard cu două poziții.
  • Controlul luminozității vă permite să operați dispozitivele de iluminat într-un mod de economisire, ceea ce le extinde durata de viață.
  • Atenuarea are ca rezultat consum redus de energie și disiparea căldurii.

Cele mai largi posibilități de control al mediului de iluminare se deschid atunci când combinați gradarea cu divizarea dispozitivelor de iluminat în grupuri. Această abordare vă permite să controlați lumina generală și accentele independent unul de celălalt, realizând cele mai interesante și complexe scenarii.

Avantajele estompării LED-urilor

Reglarea luminozității LED-urilor vă permite să vă eliberați pe deplin întregul potențial. Caracteristicile performanței LED fac din acest element de iluminat un candidat ideal pentru estomparea.

  • Luminozitatea unui LED poate fi schimbată într-o gamă foarte largă, spre deosebire de lămpile fluorescente.
  • Modificările luminozității nu au niciun efect asupra temperaturii culorii și a redării culorii, spre deosebire de lămpile cu incandescență.
  • O scădere a luminozității duce la o creștere a duratei de viață și nu invers, așa cum este cazul lămpilor cu halogen.
  • Atenuarea corpurilor de iluminat cu LED are loc fără întârziere, ceea ce le permite să fie utilizate chiar și în cele mai dinamice scenarii de iluminare.

Caracteristici ale estompării cu LED-uri

Cel mai simplu regulator care reglează estomparea lămpilor cu incandescență face acest lucru prin „tăierea” sinusoidului de curent alternativ. Dar, spre deosebire de lămpile cu incandescență, corpurile de iluminat cu LED-uri au un dispozitiv mai complex și funcționează sub controlul unui circuit electronic - un driver. Astfel, funcționarea corectă a echipamentului de iluminat depinde direct de șoferul care îl controlează. În același timp, alegând driverul potrivit, puteți diminua absolut orice lămpi, indiferent de puterea și tipul lor.

Standarde și protocoale de estompare

TRIAC

Dimmer triac cu întrerupere a fazei. Principalele sale avantaje sunt prețul scăzut și capacitatea de a fi încorporat într-un circuit fără comutare inutilă (cum ar fi un comutator). Pentru estomparea corectă a LED-urilor, este important să verificați compatibilitatea echipamentului (pachete de variatoare-variatoare). Acest lucru va evita zumzeturile nedorite și pâlpâirea în timpul funcționării.

1-10V

Standardul care a câștigat o popularitate largă în era utilizării pe scară largă a lămpilor fluorescente. Esența sa constă în trimiterea unui semnal de la 1 la 10V pe o pereche separată de fire. Adică, dimmerul în acest caz este implementat ca un potențiometru obișnuit. Principalul avantaj al acestei abordări este insensibilitatea completă la sarcină. Dezavantajele includ incapacitatea de a controla sursa de lumină din mai multe locații și un suport slab din partea producătorilor de LED-uri.

DALI

Un protocol digital susținut de majoritatea producătorilor de iluminat profesioniști. Principalul său avantaj este o magistrală digitală care integrează toate corpurile de iluminat cu LED-uri variabile într-un singur sistem. Pornirea, oprirea și diminuarea se efectuează prin comenzi de semnal și nu prin deschiderea circuitului de alimentare. Această abordare vă permite să realocați oricând comutatorul care este responsabil pentru corpul de iluminat.

Dar cel mai important avantaj al protocolului digital DALI este capacitatea de a programa scene cu stocarea lor ulterioară în memorie. Aceasta redefinește complet controlul iluminării. O cheie de comutare convențională poate acum să controleze nu numai corpul de iluminat, ci să seteze modul de funcționare pentru întregul grup.

Printre dezavantajele protocolului DALI, se poate evidenția doar costul ridicat și necesitatea configurării preliminare a sistemului de control.

Apăsați pe DIM

Un tip interesant de estompare în implementare, care vă permite să utilizați doar două fire pentru conectare. Butoanele cu contacte normal deschise sunt utilizate ca elemente de control. Atâta timp cât țineți apăsat butonul, există un semnal, dați drumul - nu există semnal. Dispozitivele de iluminat vor percepe astfel de clicuri după cum urmează:

  • scurt: pornit / oprit;
  • lung: reglați luminozitatea.

Metoda este ușor de implementat, nu necesită setări suplimentare și poate fi implementată cu aproape orice accesorii electrice. Dar există și dezavantaje: prevalența scăzută a driverelor cu un astfel de standard și un număr limitat de lămpi conectate la un singur buton.

Selectarea șoferului

Alegerea șoferului și tipul de diminuare este determinată de mulți factori. Acestea sunt cele mai flexibile în acest sens, deoarece șoferul lor este plasat în afara carcasei. În cazul, trebuie să țineți cont de un număr mare de nuanțe. Cu toate acestea, nu există probleme de nerezolvat. Beneficiind de sprijinul specialiștilor calificați, puteți chiar diminua acele lămpi care nu au fost proiectate inițial pentru aceasta.