Схема плавного включения/выключения LED: как это работает и почему это важно

В последнее время LED-светодиоды увидели быстрый рост использования из-за того, как дешевы и долговечны они. Плюс, LED не потребляют столько энергии, сколько другие источники света.

Также вы можете видеть разные применения, такие как украшения для домов или офисов, аварийные огни, дневные ходовые огни автомобилей, обычные лампы и многое другое.

Затухание LED — одно из таких критически важных применений. Здесь вы можете настроить свои LED-светодиоды на повышение и снижение их интенсивности для разных целей.

Так что в этой статье мы расскажем вам всё, что вам нужно знать о затухании LED и как создать простую схему затухания LED с макетной платой, печатной платой, таймером IC 555.

Готовы? Начинаем!

Принцип схемы затухания LED вверх-вниз

Светящиеся диоды LED

Схема затухания LED вверх-вниз состоит в основном из конденсатора и транзистора. Плюс, LED работает в условии прямого смещения. Другими словами, LED светится, когда вы подключаете положительный вывод к положительному концу и отрицательный конец к отрицательному терминалу батареи.

Для этой схемы затухания вверх-вниз, LED будет проводить только тогда, когда вы заземляете отрицательный вывод, пока положительный терминал получает некоторое напряжение. Так, когда вы нажимаете кнопку, конденсатор начнет заряжаться и разряжаться. И этот процесс заставляет LED затухать вниз, вверх и вниз.

Как создать затухание на LED-светодиодах?

Здесь мы обсудим, как создать схему затухания LED, используя три метода: с макетной платой, печатной платой и таймером IC 555.

Затухание LED с использованием макетной платы

Макетная плата

Эта схема следует принципу затухания вверх-вниз, который мы обсуждали ранее. С ней вы можете легко затухать ваши LED вверх и вниз. Вот схемная диаграмма, которую мы будем изучать:

Схема 1

Необходимые компоненты

• 220мкФ конденсатор
• (2) резистора 100КОм
• резисторы 10КОм
• резисторы 39КОм
• резисторы 100Ом
• LED
• Соединительные провода
• 5В источник питания
• Мини макетная плата
• BC 548 (NPN транзистор)
• Вкл/выкл переключатель (кнопка)

Конструкция

Для схемы вы должны подключить источник питания к вкл/выкл переключателю (кнопке). Также подключите резистор 10КОм после кнопки, чтобы кнопка могла оставаться в pull-down режиме. По этой причине кнопка начинает низко и становится высокой, когда вы нажимаете её.

Затем подключите переключатель к резистору 100КОм. Этот резистор будет иметь задачу заряжать 220мкФ конденсатор. Также подключите резистор 39КОм перед транзистором. Конденсатор будет разряжаться через этот резистор.

Также подключите второй резистор 100КОм соответствующий конденсатору. Он позволит резистору 39КОм получать большую часть разряда конденсатора.

Кроме того, транзистор, который мы используем, — это серия BC548 NPN транзистор. Плюс, транзистор начинает в выключенном состоянии. 

Также напряжение будет течь к коллектору только если базовая область получает некоторое напряжение. База транзистора требует минимальное напряжение 0.7В.

Когда вы применяете это напряжение к базе, транзистор начинает проводить. 

В результате, напряжение течет от эмиттера к коллектору. 

Наконец, вы можете разместить p-n переход диод вроде 1N4007 между резистором 100КОм и конденсатором, чтобы позволить разряду конденсатора течь только через другие резисторы.

Как работать со схемой затухания LED используя макетную плату

Сначала включите схему.

Затем нажмите кнопку и позвольте LED затухнуть вверх, что увеличивает его интенсивность.

Обратите внимание, что напряжение течет через диод и серию резисторов 100КОм, когда вы нажимаете кнопку.

Послеward, связанные конденсаторы заряжаются и распределяют ток к базе транзистора, который начинает проводить. Затем напряжение эмиттера передается к заземленному коллектору и отрицательному терминалу LED.

Наконец, вы можете отпустить переключатель для затухания LED вниз, конденсатор разряжается.

Ограничения

• Цвет LED может меняться из-за температуры и возраста
• Вы должны обеспечивать правильное напряжение, иначе рискуете повредить ваши LED

Затухание LED используя печатную плату

Для этой схемы мы будем использовать программное обеспечение для симуляции схемы перед её проектированием. Так, для симуляции схемы мы будем использовать Proteus Design Suite. 

После загрузки и установки программного обеспечения Proteus, откройте новую схему, нажав на иконку ISIS в меню.

Руководство Proteus Design Suite

Когда ваша новая схема появится, нажмите на иконку P в боковом меню, чтобы открыть коробку. Здесь вы можете выбрать все компоненты, которые вам нужны.

Руководство Proteus Software 2

Затем вставьте название компонентов, которые вам нужны для вашей схемы, чтобы они появились в списке справа.

Руководство Proteus Software 3

Так, когда вы закончите симуляцию схемы, у вас должна быть диаграмма как эта:

Схема 2

Принцип работы

LED в этой схеме не работает в режиме обратного смещения, а работает в режиме прямого смещения. Другими словами, он работает только когда подключен к положительному терминалу источника питания. Также он имеет кнопку, которая запускает процесс заряда и разряда конденсатора при нажатии или отпускании.

Необходимые компоненты 

• 220мкФ Электролитический конденсатор
• Резистор 100к Ом (2) 
• Резистор 10к Ом (1) 
• Резистор 39к Ом (1)
• Резистор 100 Ом (1) 
• BC 548 NPN Транзистор (1) 
• LED’s
• Кнопка переключателя
• Перемыточные провода
• Клипса для батареи
• Печатная плата
• FeCl3
• Паяльник
• Клеевой пистолет

Конструкция

Сначала получите вашу печатную плату для создания компоновки схемы. Так, распечатайте вашу смоделированную схему на куске масляной бумаги и поместите её на печатную плату, и утюгом до печати на плате. Этот процесс займет до пяти минут.

Примечание: Перед размещением вашей масляной бумаги, уменьшите медный слой на вашей плате с помощью скрапера для печатной платы.

Когда вы закончите печать, окуните печатную плату в некоторое горячее раствор FeCI₃ воду, чтобы избавиться от лишней меди. Затем скрапьте вашу печатную плату с вашим скрапером снова и просверлите отверстия в соответствующих местах.

Топология печатной платы 

Теперь припаяйте все компоненты на плату согласно вашей симуляции схемы. Наконец, проверьте, работает ли схема. Если не работает, снимите и переподключите компоненты. Также используйте горячий клей для положительных и отрицательных терминалов батареи, чтобы они не отсоединялись от схемы.

Как работать

Эта схема работает похоже на схему затухания с макетной платой.

Схема затухания с таймером IC 555

Здесь мы научимся производить схему затухания LED с таймером 555. Вот схема, которую мы будем изучать:

Схема 3

Необходимые компоненты

Вот компоненты, которые вам нужны для этой схемы:

• Таймер 555 IC
• LED
• 10мкФ конденсатор
• BC547 транзистор 
• Батарея (9в)
• резистор 100к, 470-ом
• Перемыточные провода и макетная плата

Таймер IC 555

Принцип работы

Построение медленной схемы затухания LED с таймером 555 просто. Здесь мы будем использовать IC 555 в астабильном режиме и транзистор для усиления тока. IC 555 в астабильном режиме будет осциллировать на определенной частоте. 

Другими словами, выход ПИН 3 периодически идет высоко и низко. Так, в этой схеме, когда ПИН 3 идет высоко, транзистор усилит ток. Таким образом, он позволяет потоку тока к конденсатору и заряжает его до 2/3 VCC. В этом процессе LED излучает свет.

После этого выход ПИН 3 становится низким и выключает транзистор. Таким образом, разряжая конденсатор через коллектор-эмиттерный переход. Также это дает LED эффект затухания.

Конструкция

Как мы упоминали ранее, построение схемы затухания с таймером 555 легко. Все, что вам нужно сделать, это следовать схеме. Затем убедитесь, что таймер 555 в правильной позиции и все поляризованные компоненты в правильной позиции.

Схема затухания LED–Применения

Вот некоторые применения схемы затухания LED вверх-вниз:

• Схемы затухания LED работают в домашних приложениях
• Полезны в торговых центрах для затухания света в зонах без людей
• Вы можете использовать затухающие LED как индикаторы в автомобилях

Схема затухания LED– Подведение итогов

За годы LED-светодиоды наслаждались ростом популярности.

Но, это не только из-за того, как дешевы или долговечны они. 

Вместо этого, это из-за того, сколько многоцветных проектов вы можете достичь с любой схемой LED.

Есть едва какой-либо предел тому, что вы можете сделать с LED и затухающими LED. Вы можете создать красивые украшения или получать оповещения от вашего автомобиля.

Ну, это подводит итог этой статье. Если у вас есть предложения или вопросы, не стесняйтесь связаться с нами и мы будем рады помочь.