Как сделать драйвер для светодиода. Использование светодиодов в качестве источников света обычно требует специального драйвера. Но иногда у вас нет под рукой драйвера, и вы хотите осветить, например, автомобиль или проверить яркость светодиода. В этом случае можно сделать драйвер для светодиодов своими руками.
- Как сделать драйвер для светодиодов
- Необходимые материалы и инструменты
- Схема простого драйвера для светодиода мощностью 1 Вт
- Схема мощного драйвера с ШИМ-входом
- Особенности водителя
- Принцип работы
- Как собрать и настроить драйвер
- Приложение
Как сделать драйвер для светодиодов
В приведенных ниже схемах используются наиболее распространенные компоненты, которые можно купить в любом радиомагазине. Специальное оборудование не требуется, а все инструменты легко доступны. Тем не менее, при внимательном отношении к деталям, устройства прослужат долго и мало чем уступают коммерческим моделям.
Необходимые материалы и инструменты
Для сборки домашнего контроллера вам понадобятся:
- Паяльник мощностью 25-40 Вт. Вы можете использовать более высокую мощность, но это увеличивает риск перегрева компонентов и их выхода из строя. Лучше всего использовать паяльник с керамическим нагревателем и неплавким наконечником, так как медные наконечники довольно быстро окисляются и требуют очистки.
- Паяльный флюс (канифоль, глицерин, FKET и т.д.). Лучше всего использовать нейтральный флюс, так как он не окисляет контакты со временем и менее токсичен, чем активные флюсы (фосфорная кислота, соляная кислота, хлорид цинка и т.д.). Независимо от используемого флюса, после сборки лучше всего промыть устройство спиртом. Эта процедура является обязательной для активных флюсов и менее обязательной для нейтральных флюсов.
- Паяльник. Наиболее популярным является легкоплавкий оловянно-свинцовый припой PIC-61. Бессвинцовые припои менее вредны для вдыхания паров при пайке, но имеют более высокую температуру плавления, меньшую текучесть и склонность к разрушению шва со временем.
- Небольшие плоскогубцы для сгибания проволоки.
- Плоскогубцы или кусачки для отрезания длинных концов проводов и кабелей.
- Изолированные монтажные провода. Лучше всего подходят многожильные медные проводники сечением от 0,35 до 1 мм2.
- Мультиметр для проверки напряжения в точках соединения.
- Клейкая лента или термоусадочная трубка.
- Небольшая макетная плата из стекловолокна. Достаточно будет доски размером 60×40 мм.
Небольшая стекловолоконная плита для быстрой сборки
Схема простого драйвера для светодиода 1 Вт
Одна из самых простых схем питания для мощного светодиода показана на рисунке ниже:
Как вы можете видеть, помимо светодиода здесь всего 4 детали: 2 транзистора и 2 резистора.
Ток, протекающий через светодиод, регулируется эффективным n-канальным полевым транзистором VT2. Резистор R2 определяет максимальный ток, протекающий через светодиод, а также действует как датчик тока для транзистора VT1 в цепи обратной связи.
Чем больше ток через VT2, тем больше падает напряжение на R2, поэтому VT1 открывается и понижает напряжение на затворе VT2, тем самым уменьшая ток диода. Таким образом, достигается стабилизация выходного тока.
LED драйвер Для ЛЮБЫХ СВЕТОДИОДОВ и СВЕТОДИОДНЫХ ЛАМПОЧЕК и Даже Неонок ��
Питание схемы осуществляется от источника постоянного напряжения 9 — 12 В, с током не менее 500 мА. Входное напряжение должно быть как минимум на 1-2 В выше, чем падение напряжения на светодиоде.
Резистор R2 должен рассеивать 1-2 Вт, в зависимости от требуемого тока и напряжения питания. VT2 — n-канальный транзистор, номинал не менее 500 мА: IRF530, IRFZ48, IRFZ44N. VT1 — любой маломощный биполярный npn: 2N3904, 2N5088, 2N2222, BC547 и т.д. R1, резистор мощностью от 0,125 Вт до 0,25 Вт, 100 кОм.
Драйвер светодиода от сети
Благодаря небольшому количеству компонентов, сборка может осуществляться в режиме петли:
Еще одна простая схема драйвера на основе линейного регулятора напряжения LM317:
Здесь входное напряжение может достигать 35 В. Сопротивление резистора можно рассчитать по формуле:
R=1.2/I
Где I — сила тока в амперах.
В этой схеме LM317 будет рассеивать достаточно большую мощность при большой разнице между напряжением питания и падением на светодиоде. Поэтому его нужно будет разместить на небольшом радиаторе. Резистор также должен иметь мощность не менее 2 Вт.
Более подробно эта схема показана на видео ниже:
Здесь показано, как подключить мощный светодиод с помощью батареи при напряжении около 8 В. Когда падение напряжения на диоде составляет около 6 В, разница мала, и схема не сильно нагревается, поэтому можно обойтись без радиатора.
Обратите внимание, что если существует большая разница между напряжением питания и провалом диода, необходимо поместить схему на радиатор.
Схема мощного драйвера с входом ШИМ
Схема питания мощных светодиодов показана на рисунке ниже:
Драйвер основан на двойном компараторе LM393. Сама схема представляет собой buck-конвертер, т.е. импульсный понижающий преобразователь напряжения.
Особенности драйвера
- Напряжение питания: От 5 до 24 В постоянного тока;
- Выходной ток: до 1 А, регулируемый;
- Выходная мощность: до 18 Вт;
- Защита от короткого замыкания на выходе;
- Внешний ШИМ-сигнал для управления яркостью (возможно, вы захотите прочитать о том, как управлять яркостью светодиодной ленты с помощью диммера).
Принцип действия
Резистор R1 и диод D1 формируют источник опорного напряжения примерно 0,7 В, которое дополнительно регулируется переменным резистором VR1. Резисторы R10 и R11 служат датчиками тока для компаратора. Как только напряжение на них превышает опорное напряжение, компаратор закрывается, тем самым закрывая пару транзисторов Q1 и Q2, которые в свою очередь закрывают транзистор Q3. Однако индуктор L1 стремится возобновить протекание тока в этой точке, поэтому ток будет протекать до тех пор, пока напряжение на R10 и R11 не станет меньше опорного и компаратор снова откроет транзистор Q3.
Пара Q1 и Q2 действует как буфер между выходом компаратора и затвором Q3. Это защищает схему от ложных срабатываний из-за шума затвора Q3 и стабилизирует ее работу.
Вторая часть компаратора (IC1 2/2) используется для дополнительной регулировки яркости с помощью ШИМ. Для этого на вход ШИМ подается управляющий сигнал: при подаче логических уровней TTL (+5 и 0 В) схема будет открывать и закрывать Q3. Максимальная частота сигнала на входе ШИМ составляет порядка 2 кГц. Этот вход также можно использовать для включения и выключения устройства с помощью пульта дистанционного управления.
D3 — диод Шоттки с токовой нагрузкой до 1А. Если диод Шоттки недоступен, можно использовать импульсный диод, например, FR107, но тогда выходная мощность будет немного ниже.
Максимальный выходной ток регулируется выбором R2 и включением или выключением R11. Таким образом можно получить следующие значения:
- 350 мА (1 Вт светодиод): R2=10K, R11 выключен,
- 700 мА (3 Вт): R2=10K, R11 подключен, номинал 1 Ом,
- 1A (5 ВТ): R2=2.7K, R11 подключен, номинал 1 Ом.
В более узких пределах регулирование осуществляется с помощью переменного резистора и ШИМ-сигнала.
Сборка и настройка драйвера
Компоненты контроллера собираются на макетной плате. Сначала собирается микросхема LM393, затем самые мелкие компоненты, такие как конденсаторы, резисторы и диоды. Затем собираются транзисторы, и в последнюю очередь переменный резистор.
Лучше всего расположить компоненты на плате таким образом, чтобы минимизировать расстояние между соединительными контактами и использовать как можно меньше проводов в качестве перемычек.
При подключении соблюдайте полярность диодов и распиновку транзисторов, которые можно найти в техническом описании этих компонентов. Диоды также можно проверить с помощью мультиметра в режиме измерения сопротивления: в прямом направлении прибор покажет значение около 500-600 Ом.
Для питания схемы можно использовать внешний источник постоянного тока 5-24 В или батареи. 6F22 (крона) и другие батареи имеют слишком маленькую емкость, поэтому нет смысла использовать их с мощными светодиодами.
После сборки необходимо отрегулировать выходной ток. Для этого светодиоды припаиваются к выходу, а движок VR1 устанавливается в самое нижнее положение согласно схеме (проверьте мультиметром в режиме 'checkout'). Затем напряжение питания подается на вход, и поворотом регулятора VR1 достигается необходимая яркость.
Заключение
Первые две рассмотренные схемы очень просты в изготовлении, но не обеспечивают защиту от короткого замыкания и имеют довольно низкий КПД. Третья схема на основе LM393 рекомендуется для длительного использования, поскольку она лишена этих недостатков и имеет более широкий диапазон регулирования выходной мощности.
