Regulator PWM

Regulator PWM

Cześć, chcę przedstawić wam rozwiązanie pewnego irytującego problemu, który zrodził się pewnego letniego wieczora… Ja i moja dziewczyna lubimy układać kostki Rubika, ponieważ zajmuję dolną część łóżka piętrowego w niezbyt dużym pokoju z oknem skierowanym na zachód, w dodatku skutecznie zasłanianym przez pobliskie drzewa gdy na dworze robi się tylko ciemno nie byliśmy w stanie sprawnie układać kostek. Problemem stało się odróżnienie koloru czerwonego od pomarańczowego oraz białego od żółtego. Moja genialna dziewczyna, którą serdecznie z tego miejsca pozdrawiam wpadła na pomysł by stworzyć „oświetlenie łóżka”. Jak to jednak z facetami bywa inne „ważniejsze” sprawy wzięły górę a oświetlenie czekało na realizację do grudnia.

Założenia projektu:

  • tanio
  • dobrze
  • możliwość regulacji intensywności oświetlenia
  • prostota budowy i użytkowania

Wybór padł na 2m ciepłego białego paska LED, z jasnością regulowaną metodą PWM. Ponieważ pchanie do tego projektu mikrokontrolerów, którymi zajmuję się w wolnym czasie, było dla mnie grubą przesadą, postanowiłem wykorzystać tani i dobrze znany układ regulatora PWM w oparciu o nieśmiertelny timer 555.

Regulator PWM
Schemat urządzenia

Częstotliwość pracy oraz wypełnienie przebiegu na wyjściu 3 układu 555 zależy od wartości kondensatora C1 oraz potencjometru R1. Dla wartości ze schematu częstotliwość przebiegu wyjściowego wynosi około 225 Hz. Dodatkowo n krotne zwiększenie rezystancji potencjometru bądź pojemności kondensatora wywoła n krotny spadek częstotliwości.

Wypełnienie przebiegu wyjściowego zależy od położenia potencjometru (liniowo) oraz użytych diod D1, D2. Im mniejszy spadek napięcia na diodach tym lepszy zakres wypełnienia. Dla zwykłych „krzemówek” około 5-95 %. Dla diod Schottky’ego nawet do 1-99%. W pewnych zastosowaniach brak całkowitego wyzerowania przebiegu wyjściowego może okazać się wadą, w tym mogę uznać to za duży plus, ponieważ chcąc szybko ustawić nastrojowe światło w łóżku można zrobić to nawet nie patrząc na potencjometr – skręcając go do oporu w odpowiednią stronę. Odpowiednio dobierając częstotliwość pracy układu, oraz dołączając równolegle do wyjścia spolaryzowaną zaporowo diodę, można zaadoptować powyższy układ do regulacji prędkości obrotu silników prądu stałego.

Zgodnie z notą aplikacyjną timera 555 może on pracować w zakresie napięć 4,5 – 16 V, co umożliwia bezpośrednie zasilanie z 12V zasilacza. Wyjście timera gwarantuje aż do +- 200mA prądu, co pozwoli na dostatecznie szybkie przełączanie tranzystora T1 pracującego w roli klucza.

Rezystor R3 występuje w roli ograniczenia prądu przełączania tranzystora, dodatkowy (niewymagany) rezystor R4 pełni funkcję stałej polaryzacji bramki (gwarantuje wyłączenie klucza w przypadku niepoprawnej pracy układu 555 ).

Do budowy można wykorzystać większość tranzystorów mocy E-MOS z kanałem N, kluczową sprawę odgrywają tutaj parametry:

  • RDS(ON) – rezystancja Dren – Źródło – najlepiej kilkanaście mΩ,

  • VDSS – maksymalne napięcie Dren – Źródło – powyżej napięcia zasilania + stosowny margines bezpieczeństwa,

  • ID – maksymalny prąd Drenu – prąd pobierany przez pasek LED + margines bezpieczeństwa.

Dla dużych częstotliwości pracy znaczenia nabierze pojemność wejściowa (bramki) – im mniejsza tym lepiej.

 Osobiście wybrałem ze swoich zapasów niedrogi IRFZ44 o zadowalających parametrach, chyba nawet trochę przesadzonych do takiego zastosowania.

Regulator PWM
Schemat montażowy układu
Regulator PWM
Zmontowany układ

W urządzeniu występuje jeszcze jeden element – przełącznik odcinający zasilanie urządzenia należy dobrać jego parametry stosownie do obciążenia – z 2m paskiem LED popłynie przez niego prąd rzędu 1 ampera. Dla większych prądów można rozdzielić zasilanie timera i tranzystora, lub wykorzystać wyprowadzenie resetu.

Zmontowany układ umieściłem w obudowie, Z-24A (taka gdzieś kurzyła się w szafce) jednak było to dość kłopotliwe, dlatego dla zainteresowanych realizacją tego układu polecałbym wybrać coś większego (głębszego).

Wykorzystane elementy:

1 x 555 [Botland]

2 x Pasek LED [Botland]

1 x zasilacz 12 V [Botland]

2 x gniazda i wtyki DC [Botland]

Rezystory SMD 0805 [Botland]

1 x Przełącznik [Botland]

1x Obudowa Z-24A

1xIRFZ44N

1x Potencjometr 50k(logarytmiczny)

Kondensatory SMD 0805

2x Dioda Schottky’ego LL48

Regulator PWM
Przód urządzenia
Regulator PWM
Tył obudowy – widoczne mocowanie z wykorzystaniem rzepu samoprzylepnego
Regulator PWM
Taśma LED, z przylutowanym złączem

W celu zamontowania taśmy LED stworzyłem z tektury profil montażowy. Odmierzając pasy o szerokości 1,5cm 1cm 1,5cm, odpowiednio nacinając i zaginając.

Regulator PWM
Pasek tektury gotowy do wycięcia
Regulator PWM
Profil z tektury
Regulator PWM
Profil sklejony przy pomocy taśmy dwustronnej
Regulator PWM
Zamocowany profil

Ten sposób montażu maksymalnie kamufluje obecność taśmy, jednocześnie zapewniając dobre oświetlenie całego łóżka.

Regulator PWM
Regulator w miejscu docelowym
Regulator PWM
Oświetlenie “nastrojowe”
Regulator PWM
Maksymalna jasność
Regulator PWM
Maksymalna jasność – umożliwia wygodne czytanie notatek…

Urządzenie świetnie spełnia swoje zadanie ;)

Ocena: 4.38/5 (głosów: 65)

Podobne posty

UTO – MIEJSKI BIEGACZ

UTO – MIEJSKI BIEGACZ

WitamTym razem chciałbym wam przedstawić relację z remontu i modernizacji Rollpeta, można też spotkać nazwę…

23 komentarzy do “Regulator PWM

  • Na początku pomyślałem “znowu ktoś używa arduino do wykorzystania 2 pinów” ale potem zobaczyłem że się mylę :) Przydałoby się na majsterkowie więcej poradników elektroniki do których nie potrzeba uC :) 5/5

    Odpowiedz
  • “można zaadoptować powyższy układ do regulacji prędkości obrotu silników prądu stałego” Chyba raczej zaadAptować – zaadoptować to se możecie dziecko :P

    Odpowiedz
    • Częstotliwość musi być dostatecznie duża by twoje oczy nie wyłapywały migotania diod. Nie warto też przesadzać, gdyż pod uwagę trzeba wziąć niezerowy czas przełączania tranzystora. Przy takich parametrach światło nie męczy wzroku, a tranzystor ma dostatecznie dużo czasu by wejść i wyjść z obszaru nasycenia.

      Odpowiedz
    • Prawdę mówiąc w chinach można kupić prawie wszystko. A w szczególności badziew taki jak potencjometry które po 3 obrotach nadają się tylko do wyrzucenia, przewody, które łamią się w rękach, podrobione układy scalone i inne ciekawostki których nie chciałbym używać. I nie zamierzam się wdawać w dyskusje na temat słuszności mojego postępowania, ale po prostu jeśli jestem w stanie coś zrobić samodzielnie nie marnując pieniędzy, to to robię, bo różnica między 10, a 3 zł jest tak niewielka że za te 7zł wolę poćwiczyć lutowanie SMD. Można iść na łatwiznę i niczego się nie uczyć, można też samemu próbować coś osiągnąć. Osobiście doceniam własnoręczną prace i być może to otwieranie już otwartych drzwi, ale gdy zrobisz coś sam daje to większą satysfakcję, a o to w życiu chodzi … by się cieszyć z małych rzeczy i znaleźć szczęście w tym co się robi. Nie jest to moje pierwsze urządzenie, nie dodałem go tutaj po to by się pochwalić (swoją drogą uważam, że nie ma się czym chwalić), dużo bardziej chciałem zaciekawić początkujących (wiem, że jest ich tu dużo) czymś innym niż arduino, ponieważ czasami widuję projekty w których ono nie powinno zostać użyte. Chwilkę czasu poświęciłem na opis działania urządzenia, możliwe że kogoś to zaciekawi i złoży to na stykówce, może ktoś czegoś się nauczy. Kupno gotowca na pewno nie … Pozdrawiam Gruby ;)

      Odpowiedz
    • Zobacz na czwarte od dołu zdjęcie, łóżko “ściśnięte” drutem żeby się nie rozsypało :P Tak więc nie masz co się martwić o “czasy”, to łóżko nie jedno już pewnie wytrzymało ;)

      Odpowiedz
  • kolego Ktrybula nie widzę nic złego w robieniu na arduino migania ledami -wręcz przeciwnie do ardu wystarczy mala garść elementów przy minimalistycznych projektach kwarc wewn. attiny itp.

    Odpowiedz
  • Podoba mi się ten projekt, w schemacie brakuje jednak kondensatora pomiędzy VCC a GND, przy użyciu PWM szczególnie warto taki zastosować

    Odpowiedz
  • dodam że można i na procku np: jakby stworzone do takich celów attiny4-10.6cio nogowe maleńkie procki oraz lutowanie smd – co “tygrysy lubią najbardziej”
    Bardzo fajny prosty projekt.Pozdrawiam serdecznie

    Odpowiedz

Odpowiedz

anuluj

Regulator PWM

Nie przegap nowych projektów!

Zapisując się na nasz Newsletter będziesz miał pewność, że nie przegapisz żadnego nowego projektu opublikowanego w Majsterkowie!

Od teraz nie przegapisz żadnego projektu!

Masz uwagi?