Плавное включение и выключение светодиодов

Задержка RC-цепью

Первое что должно прийти в голову человеку, знакомому с электротехникой – введение задержки с помощью включения в схему питания светодиодов RC-цепочки: резистора и конденсатора. Схема приведена на рис.1. При подаче напряжения на вход – напряжение на конденсаторе, по мере его заряда, будет нарастать за время приблизительно равное 5τ, где τ=RC – постоянная времени. То есть, говоря простым языком, время включения света будет определяться произведением емкости конденсатора и сопротивления резистора. Соответственно, чем больше емкость и сопротивление, тем дольше будет происходить розжиг светодиодов. При отключении питания конденсатор будет разряжаться на светодиоды. Время, в течение которого будет происходить плавное затухание, также будет определяться τ, но в этом случае вместо R в произведение войдет динамическое сопротивление светодиодов. К примеру, конденсатор на 2200 мкФ и резистор на 1 кОм теоретически «растянут» время включения на  2,2 секунды. Естественно на практике это значение будет отличаться от расчетного как за счет разброса параметров (у электролитических конденсаторов допуски на номинал обычно очень большие) RC-цепи, так и за счет параметров самих светодиодов. Не нужно забывать, что p-n-переход начнет открываться и излучать свет при определенном пороговом значении. Представленная простейшая схема хорошо позволяет понять принцип действия этого метода, но для практической реализации она мало пригодна. Для получения рабочего решения усовершенствуем ее введением нескольких дополнительных элементов (рис.2).

Работает схема следующим образом: при включении питания конденсатор С1 заряжается через резистор R2, транзистор VT1, по мере изменения напряжения на затворе, уменьшает сопротивление своего канала, тем самым увеличивая ток через светодиод. Выключение питания приведет к разряду конденсатора через светодиоды и резистор R1.

Поделки своими руками для автолюбителей

Простой электро тюнинг автомобиля с помощью плавно вспыхивающих и гаснущих светодиодов. Отечественные автомобили выпускаются с расчётом на среднего потребителя. Многих автолюбителей это не устраивает, поэтому такое авто стремятся доработать. Прежде всего, это касается подсветки приборной доски и салона.

Устройство плавной регулировки светодиодной подсветки можно собрать самому. В интернете легко найти интересную схему.

Без всякого сомнения, самой простой и надёжной является схема на полевом транзисторе. Рассмотрим подробнее.

Подсветка приборки.

Когда говорят о доработке приборной панели, то имеют в виду тюнинг электрики, который позволяет с помощью светодиодов сделать её уникальной.

Немного о работе схемы…..:

После включения зажигания, схема запитывается напряжением +12 V и переводится в режим ожидания.

При включении габаритов управляющее напряжение +12 V через цепочку, состоящую из диода D2 и резистора R1, поступает на транзистор КТ 503. Транзистор открывается. Электролитический конденсатор С1 заряжается.

Плавно растущее напряжение, подаётся на полевой транзистор VT1. Он плавно открывается, и постепенно увеличивает выходное напряжение, поступающее на светодиоды. Происходит их плавное загорание.

При выключении габаритов, снимается управляющее напряжение, и закрывается транзистор КТ 503. Электролитический конденсатор С1 плавно разряжается через R3. Следовательно, уменьшается напряжение на транзисторе VT1, а значит и выходное напряжение.

По мере разрядки конденсатора гаснут светодиоды.

Когда конденсатор полностью разрядится, схема снова переходит в режим ожидания, при котором потребляемый ток почти отсутствует.

Нагрузкой транзистора VT1 может быть сборка на светодиодах LED или светодиодная лента. Транзистор IRF 9540 может работать с нагрузкой до 140 Вт.

В схеме допускается производить регулировки:

Подсветка салона

Плавная подсветка салона имеет свои достоинства:

Светодиодная подсветка включается после срабатывания на дверях концевых выключателей.

Схема имеет вид:

В отличие от предыдущей схемы, управляющим здесь является напряжение –12 V, поступающее с концевых выключателей.

По сравнению с предыдущей, в схеме убраны отдельные элементы: транзистор КТ 503, диод D2 и резистор R1, но принцип работы прежний.

Схемы в формате .lay —

Сборка схемы

Элементы схемы размещаются на печатной плате, которая изготавливается с определённой последовательностью:

1. Готовим текстолитовую пластинку. Её размер зависит от количества элементов и их расположения. Вырезанную пластинку необходимо обработать мелкой наждачной бумагой и обезжирить.

2. Используя программу Sprint Layout, рисуем будущую плату. Для распечатывания рисунка, используется лазерный принтер в режиме высокой чёткости и качества изображения.

В программе выбирается режим, при котором будет напечатан только слой с дорожками без обозначений. Рисунок распечатывается на глянцевую страницу журнала или на фотобумагу.

3. К нагретой пластинке текстолита прикладываем распечатку и прижимаем горячим утюгом. Держим утюг несколько минут.

4. После остывания опускаем пластинку в холодную воду, и удаляем бумагу с поверхности.

5. В приготовленное хлорное железо, опускаем пластинку, закреплённую на кусочек пенопласта. Во время вытравливания можно вынимать и контролировать плату.

6. Протравленную пластинку отмываем в воде, и очищаем дорожки растворителем или наждачной бумагой.

7. В готовой плате сверлим отверстия для монтажа элементов. Используются свёрла 0,6 мм.

8. Облуживаем плату. Самый доступный способ — это кисточкой смазать плату флюсом, и пролудить паяльником

Важно не перегревать дорожки, чтобы они не отслоились

9. Устанавливаем на плату элементы схемы и пропаиваем.

10. В конце работ необходимо очистить плату от остатков флюса. У чистой платы не будет замыканий между дорожками.

В итоге рассмотрения, надо отметить, что описанные схемы успешно используются не только для электро тюнинга автомобиля. Их часто используют с различными устройствами, где есть питание +12 V.

Популярное;

• Задержка включения ближнего света или ДХО на 8-10 секунд, схема
• Простое электронное реле поворотников для ламп или светодиодов, схема
• Простой регулятор напряжения на LM317, схема
• Плавное включение и затухание ДХО
• Преобразователь для зарядки конденсаторов
• Плавный розжиг фар или светодиодов на микроконтроллере
• Простой драйвер для светодиодов
• Схема защиты АКБ от глубокого разряда

Схемы плавного включения и выключения светодиодов

Разбирать громоздкие схемы не имеет смысла, т.к. для решения большинства задач справляются простые устройства, работающие на элементарных схемах. Рассмотрим одну из таких схем плавного включения и выключения светодиодов. Несмотря на простоту, она имеет ряд плюсов, высокую надежность и низкую себестоимость.

Состоит из следующих деталей:

• VT1 – полевой транзистор IRF540;
• C1 – конденсатор емкостью 220 mF и напряжением 16V;
• R1, R2, R3 – резисторы номиналом 10, 22, 40 kOm соответственно;
• LED – светодиод.

Работает от напряжения 12 Вольт по следующему алгоритму:

1. При включении схемы в цепь питания через R2 протекает ток.
2. В это время C1 набирает емкость (заряжается), что обеспечивает постепенное открытие полевика VT
3. Возрастающий ток на затворе (вывод 1) протекает через R1, и заставляет постепенно открываться сток полевика VT
4. Ток уходит на исток все того же полевика VT1 и далее на LED.
5. Светодиод постепенно усиливает излучение света.

Затухание светодиода происходит при снятии питания. Принцип обратный. После отключения питания, конденсатор C1 начинает постепенно отдавать свою емкость на сопротивления R1 и R2.

Главный элемент – это полевой n-канальный MOSFET транзистор IRF540, все остальные полупроводниковые приборы играют вспомогательную роль (обвязка). Стоит отметить его важные характеристики:

• ток стока: до 23 Ампер;
• полярность: n;
• напряжение сток – исток: 100 Вольт.

Расчет подключения светодиодов в схемах на 12 и 220 вольт

Отдельный светодиод невозможно напрямую подключить к источнику питания на 12 В поскольку он сразу же сгорит. Необходимо использование ограничительного резистора, параметры которого рассчитываются по формуле: R= (Uпит-Uпад)/0,75I, в которой R является сопротивлением резистора, Uпит и Uпад – питающее и падающее напряжения, I – ток, проходящий по цепи, 0,75 – коэффициент надежности светодиода, являющийся постоянной величиной.

В качестве примера можно взять схему, используемую при подключение светодиодов на 12 вольт в авто к аккумулятору. Исходные данные будут выглядеть следующим образом:

• Uпит = 12В – напряжение в автомобильном аккумуляторе;
• Uпад = 2,2В – питающее напряжение светодиода;
• I = 10 мА или 0,01А – ток отдельного светодиода.

В соответствии с формулой, приведенной выше, значение сопротивления будет следующим: R = (12 – 2,2)/0,75 х 0,01 = 1306 Ом или 1,306 кОм. Таким образом, ближе всего будет стандартная величина резистора в 1,3 кОм. Кроме того, потребуется расчет минимальной мощности резистора. Данные расчеты используются и при решении вопроса, как подключить мощный светодиод к 12 вольтам. Предварительно определяется величина фактического тока, которая может не совпадать со значением, указанным выше. Для этого используется еще одна формула: I = U / (Rрез.+ Rсвет), в которой Rсвет является сопротивлением светодиода и определяется как Uпад.ном. / Iном. = 2.2 / 0,01 = 220 Ом. Следовательно, ток в цепи составит: I = 12 / (1300 + 220) = 0,007 А.

В результате, фактическое падение напряжения светодиода будет равно: Uпад.свет = Rсвет х I = 220 х 0,007 = 1,54 В. Окончательно значение мощности будет выглядеть так: P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (12 -1,54)²/ 1300 = 0,0841 Вт). Для практического подключения значение мощности рекомендуется немного увеличить, например, до 0,125 Вт. Благодаря этим расчетам, удается легко подключить светодиод к аккумулятору 12 вольт. Таким образом, для правильного подключения одного светодиода к автомобильному аккумулятору на 12В, в цепи дополнительно понадобится резистор на 1,3 кОм, мощность которого составляет 0,125Вт, соединяющийся с любым контактом светодиода.

Совместимость” диммеров и лампочек

Выше уже было описано, что совместимость лампы и устройства играет одну из важнейших ролей во всем процессе. Но что делать, если хочется поставить светодиодную лампочку, вместо обычной лампы накаливая.

Скорее всего, ничего катастрофически страшного не произойдет, точнее говоря, все будет работать так, как и работала раньше. Светодиодная лампа будет выдавать более яркий свет и прослужит дольше, вот только КПД всего механизма резко понизится.

Давайте рассмотрим несколько вариантов, при которых вся система собрана неправильно:

1. Потеря производительности. Ставя, например, светодиодные лампы, люди хотят сэкономить и сделать помещение более ярким. Но по факту, все не сильно изменится, ведь устройство рассчитано на другие мощности. Значит по факту, расход будет прежним, а видимых изменений не будет. Для обычного глаза это практически незаметно, но вот если взять специальные приборы, все станет понятно.
2. Возможно, при неправильном подборе мощностей, лампа попросту не будет гореть. Но это не значит, что что-то испортилось.
3. Возможность поломки диммера. Не исключено, что устройство откажется работать как полено через какой-то промежуток времени, например, превратится в обычный выключатель света, а вскоре и этого не станет. Такое возможно, ведь все рассчитано на одни определенные мощности, и ни как не под другие.

Пример пользы

При поездках зимой на короткие дистанции, особенной в сильный мороз, большое количество энергии аккумулятора тратиться на запуск двигателя. Со временем аккумулятор теряет свою емкость и хуже держит заряд. Использование ДХО вместо ближнего света позволит быстрее заряжать батарею во время движения.

Посчитаем:

1. ближний свет потребляет около 100вт, 2 лампы примерно по 50вт;
2. приличные ДХО до 15W;
3. 100вт – 15вт = 85W энергии будет потребляться меньше.

Например, у меня в Дастере стоит штатный ТЭН, который греет салон пока не прогрелся двигатель. Соответственно, автомобиль будет прогреваться быстрее.

Здравствуйте Сергей! Купил я себе ДХО вот такой модели с контролером ДХО В ПОВОРОТНИКИ 2 В 1 ЦОКОЛЬ 1156 BA15S СВЕТОДИОДНЫЕ и контролер такой как Вы выше показали, нужна помощь его подключения , схема есть но не доработана по моему мнению. раньше бы знал что Вы есть на сайте то с Вами посоветовался , а теперь прошу разъяснить мне как подключить контролер к ДХО Видео искал но там показывают простое подключения которое и так понятно а вот куда подлючить контролер я так понимаю он выполняет роль стабилизатора напряжения но тогда получается нужно зачистить до резистора или после ? не могу понять. Спасибо. Олег.

Контроллер подключается к лампам и питанию, тут всё просто. Спросите там где покупали, они точно знают схему подключения.

Здравствуйте, сгорел контроллер дхо osram drl 401 пришлось искать аналог , нашел похожий в китае который не приглушает свет а полностью выключает при включении габаритов , заметил странную особенность неприятное мерцание светодиодных ламп причем только на холостых оборотах , контроллер брал не самый дешевый рублей за 700 с хорошим жгутом проводов , а сегодня вечером после выключения ближнего Led лампы вообще загорелись на 10% от своей яркости не ужели второй контроллер сдох, машина Honda CR-V 2008 куда копать дальше незнаю, прошу совета

Чтобы проверить исправность блока протестируйте его отдельно, чтобы не грешить цепи в авто. Китайские блоки ДХО имеют много брака, у меня коллега пробовал разные покупать, многие сгорели.

Здравствуйте Сергей. Вместе с б/у бампером митсубиши аутлендер пришли, кустарно установленные дхо, по виду ну очень кошерные (ARL 0200 13677 NCC/ML-018SAE PY2 06). На проводе подключения висела лейба ( Never connect light without driver to 12V.) Подключил через стабилизатор КРЕН8, предварительно проверив выход-12,08В, полярность определил прозвонкой и….они сгорели нахально вспыхнув на последок. Подскажите пожалуйста, на какие грабли я наступил, может кто другой прочитает и не споткнется. С уважением николай.

Там стоял драйвер, который стабилизировал ток. А вы подключили источник напряжения. Ток получился большим, вот диоды и сгорели.

Все отлично.вопрос-по незнанию купил дхо FT-DRL-046 подключаю через генератор но от бл.управления идут еще 2 белых и 1 синий как их подключать. Точнее какой провод на ближний.у меня газ-31105 спасибо.

Лучше спросите в магазине, в котором покупали, они точно знают. или можно у производителя.

Всем привет, сегодня хочу поделиться схемой плавного включения и плавного затухания светодиодов. Данную схему можно воткнуть куда ваша душа пожелает, привожу схему как с управляющим минусом, так и с управляющим плюсом. Схема не требует каких-либо дополнительных настроек и работает сразу.

Принцип работы схемы:

Управляющий «плюс» поступает через диод 1N4148 и резистор 4,7 кОм на базу транзистора КТ503. При этом транзистор открывается, и через него и резистор 68 кОм начинает заряжаться конденсатор. Напряжение на конденсаторе плавно растет, и далее через резистор 10 кОм поступает на вход полевого транзистора IRF9540. Транзистор постепенно открывается, плавно увеличивая напряжение на выходе схемы. При снятии управляющего напряжения транзистор КТ503 закрывается. Конденсатор разряжается на вход полевого транзистора IRF9540 через резистор 51 кОм. После окончания процесса разряда конденсатора схема перестает потреблять ток и переходит в режим ожидания. Потребляемый ток в этом режиме незначителен.

Схема с управляющим минусом:

Отмечена распиновка IRF9540N

Какие светодиоды подключают к 12 вольтам?

Если коротко ответить на вопрос, вынесенный в качестве подзаголовка, то ответ будет звучать так: никакие! Неспециалисту такой ответ покажется парадоксальным, ведь в продаже имеются светодиоды, которые, как заявляют продавцы, рассчитаны на питание от источника 12 вольт.

Возьмемся утверждать, что на конкретное напряжение могут быть рассчитаны только изделия на основе светодиодов. Говорить о конкретном рабочем напряжении LED не корректно. Это связанно с физическими процессами, протекающими в нем при испускании света.

Главными характеристиками этих процессов являются рабочий ток и максимально допустимый ток прибора. В справочниках и даташитах указывают напряжения на светодиодах при протекании рабочего тока. Эти величины используют для расчетов LED конструкций, а не для выбора источника питания.

Кстати, напряжение в рабочем режиме лежит всего лишь в пределах от 1.5 В до 3.5 В. Величина зависит, в основном, от цвета испускаемого LED. Меньшие напряжения падают на красных светодиодах, большие значения относятся к сверхъярким. Имеющиеся в продаже светоизлучающие диоды на 12 вольт не являются единичными приборами.

Двенадцативольтовые LED это матрицы, состоящие из нескольких светоизлучающих диодов. Матрицы представляют собой светодиодные сборки, собранные из цепочек последовательно подключенных приборов.

В каждой матрице имеется несколько цепочек, которые подключены параллельно между собой. Когда говорят, что светодиод рассчитан на двенадцать вольт, то подразумевают, что падение напряжения на последовательной цепочке из них при протекании рабочего тока составляет примерно 12 В.

Последовательное подключение

При последовательном же подключении светодиодов через них протекает один и тот же ток. Количество светодиодов не имеет значение, это может быть всего один светодиод, а может быть 20 или даже 100 штук.

Например, мы можем взять один светодиод 2835 и подключить его к драйверу на 180 мА и светодиод будет работать в нормальном режиме, отдавая свою максимальную мощность. А можем взять гирлянду из 10 таких же светодиодов и тогда каждый светодиод также будет работать в нормальном паспортном режиме (но общая мощность светильника, конечно, будет в 10 раз больше).

Ниже показаны две схемы включения светодиодов, обратите внимание на разницу напряжений на выходе драйвера:

Так что на вопрос, каким должно быть подключение светодиодов, последовательным или параллельным, может быть только один правильный ответ — конечно, последовательным!

Количество последовательно подключенных светодиодов ограничено только возможностями самого драйвера.

Идеальный драйвер может бесконечно повышать напряжение на своем выходе, чтобы обеспечить нужный ток через нагрузку, поэтому к нему можно подключить бесконечное количество светодиодов. Ну а реальные устройства, к сожалению, имеют ограничение по напряжению не только сверху, но и снизу.

Вот пример готового устройства:

Мы видим, что драйвер способен регулировать выходное напряжение только лишь в пределах 64…106 вольт. Если для поддержания заданного тока (350 мА) нужно будет поднять напряжение выше 106 вольт, то облом. Драйвер выдаст свой максимум (106В), а уж какой при этом будет ток — это от него уже не зависит.

И, наоборот, к такому led-драйверу нельзя подключать слишком мало светодиодов. Например, если подключить к нему цепочку из 10-ти последовательно включенных светодиодов, драйвер никак не сможет понизить свое выходное напряжение до необходимых 32-36В. И все десять светодидов, скорее всего, просто сгорят.

Наличие минимального напряжения объясняется (в зависимости от схемотехнического решения) ограничениями мощности выходного регулирующего элемента либо выходом за предельные режимы генерации импульсного преобразователя.

Разумеется, драйверы могут быть на любое входное напряжение, не обязательно на 220 вольт. Вот, например, драйвер превращающий любой источник постоянного напряжения (блок питания) от 6 до 20 вольт в источник тока на 3 А:

Вот и все. Теперь вы знаете, как включить светодиод (один или несколько) — либо через токоограничительный резистор, либо через токозадающий драйвер.

Включим «мозги»…

Если схема должна обеспечить большую гибкость и функциональность, например, не меняя «железо» мы хотим получить несколько режимов работы и задавать время розжига и затухания более точно, то самое время включить в схему микроконтроллер и интегральный драйвер LED с входом управления. Микроконтроллер способен с высокой точностью отсчитывать необходимые интервалы времени и выдавать команды на управляющий вход драйвера в виде ШИМ. Переключение режимов работы можно предусмотреть заранее и вывести для этого соответствующую кнопку. Необходимо только сформулировать – что мы хотим получить и написать соответствующую программу. В качестве примера можно привести драйвер мощных светодиодов LDD-H, который выпускается с номинальными значениями токов от 300 до 1000 мА и имеет вход ШИМ. Схема включения конкретных драйверов обычно приводится в тех. описании производителя (data sheet). В отличие от предыдущего способа, время на включение и выключение не будет зависеть от разброса параметров элементов схемы, температуры окружающей среды или падения напряжения на светодиодах. Но за точность нужно будет заплатить – это решение дороже.

Схемы плавного включения и выключения светодиодов

Существует два популярных и доступных для самостоятельного изготовления варианта схем плавного розжига для светодиодов:

1. Простейшая.
2. С функцией установки периода пуска.

Рассмотрим, из каких элементов они состоят, каков алгоритм их работы и главные особенности.

Простая схема плавного включения выключения светодиодов

Только на первый взгляд схема плавного розжига, представленная ниже, может показаться упрощенной. В действительности она весьма надежна, недорога и отличается множеством преимуществ.

В ее основе лежат следующие комплектующие:

1. IRF540 – транзистор полевого типа (VT1).
2. Емкостный конденсатор на 220 мФ, номиналом на 16 вольт (C1).
3. Цепочка резисторов на 12, 22 и 40 килоОм (R1, R2, R3).
4. Led-кристалл.

Устройство работает от источника питания постоянного тока на 12 В по следующему принципу:

1. При запитывании цепи через блок R2 начинает течь ток.
2. Благодаря этому элемент C1 постепенно заряжается (повышается номинал емкости), что в свою очередь способствует медленному открыванию модуля VT.
3. Увеличивающийся потенциал на выводе 1 (затворе полевика) провоцирует похождение тока через R1, что способствует постепенному открыванию вывода 2 (стока VT).
4. Как результат, ток переходит на исток полевого блока и на нагрузку и обеспечивает плавный розжиг светодиода.

Процесс угасания лед-элемента идет по обратному принципу – после снятия питания (размыкания «управляющего плюса»). При этом конденсаторный модуль, постепенно разряжаясь, передает потенциал емкости на блоки R1 и R2. Скорость процесса регламентируется номиналом элемента R3.

Основным элементом в системе плавного розжига для светодиодов является транзистор MOSFET IRF540 полевого n-канального типа (как вариант можно использовать российскую модель КП540).

Остальные компоненты относятся к обвязке и имеют второстепенное значение. Поэтому нелишним будет привести здесь его основные параметры:

1. Сила тока стока – в пределах 23А.
2. Значение полярности – n.
3. Номинал напряжения сток-исток – 100В.

Доработанный вариант с возможностью настройки времени

Нередко возникает необходимость изменения периода плавного розжига светодиодов. Рассмотренная выше схема не дает такой возможности. Поэтому в нее нужно внедрить еще два полупроводниковых компонента – R4 и R5. С их помощью можно задавать параметры сопротивления и тем самым контролировать скорость зажигания диодов.

Приведенные выше версии схем предполагают управление по плюсу, однако в некоторых ситуациях требуется контроль по минусу. В таком случае система будет иметь обратную полярность. Поэтому в ней нужно поставить конденсатор наоборот – чтобы плюсовой заряд шел на транзисторный исток. Кроме того, необходимо заменить и сам транзистор, теперь он должен быть p–канального типа, к примеру, IRF9540N.