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.

osiwtlenie_schemat
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.

Opublikuj swój projekt i odbierz 50% rabatu do wykorzystania w sklepie Nettigo.pl

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.

Schemat montażowy układu
Schemat montażowy układu
PCB zmontowanego układu
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

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

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

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

Regulator w miejscu docelowym
Regulator w miejscu docelowym
Oświetlenie "nastrojowe"
Oświetlenie „nastrojowe”
Maksymalna jasność
Maksymalna jasność
Maksymalna jasność - umożliwia wygodne czytanie notatek...
Maksymalna jasność – umożliwia wygodne czytanie notatek…

Urządzenie świetnie spełnia swoje zadanie ;)

Ocena: 4.38/5 (głosów: 65)
Nettigo - patron działu Elektronika

Podobne posty

22 komentarzy do “Regulator PWM

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?