Schaltung zur Erzeugung von X Helligkeitsstufen für eine LED

Wenn ich heute hier bin, dann deshalb, weil ich Hilfe für etwas brauche, das für Sie einfach ist. Ich bin ein ziemlicher Neuling in EE, aber ich versuche mich zu verbessern :).

Hier ist die Sache, ich werde versuchen, so klar wie möglich mit dem umzugehen, womit ich es zu tun habe. Ich versuche herauszufinden, wie ich für einige an ein Arduino angeschlossene LEDs eine gewisse Helligkeit erzeugen kann, da ich weiß, dass ich PWM nicht verwenden kann.

Folgendes habe ich seitdem getan:

Ich habe drei LEDs und möchte 3 Helligkeitsstufen für sie haben. Die LED, die ich habe, ist 3,02 V / 15 mA. Wenn ich mich also nicht irre, brauche ich mit einem 3,3-V-Netzteil einen 20-Ohm-Widerstand, um einen von ihnen vollständig zu beleuchten. Wenn ein MOSFET richtig gewählt ist, kann ich ihn ansteuern, oder? Wenn ja, kann ich mit dem obigen Schema meine 3 Helligkeitsstufen erreichen? Da ich für jeden MOSFET einen anderen Widerstandswert habe.

Gibt es andere Möglichkeiten, um das zu erreichen, was ich ohne PWM versuche?

Vielen Dank im Voraus für Ihre Antworten!

(Entschuldigung, wenn mein Englisch nicht perfekt ist)

led brightness Vionyst
quelle

Dies gibt Ihnen abhängig von Ihrem Code mehr als 3 Helligkeitsstufen. Überlegen Sie, was passieren wird, wenn Sie mehr als einen Pin einschalten. (Pin 1 + 2, 1 + 3, 2 + 3, 1 + 2 + 3)

Christian V

Eigentlich schalte ich immer nur eine PIN ein.

Vionyst

Nur aus Neugier, warum kannst du nicht PWM?

Scott Seidman

Mehrere additive Ströme sind bei LEDs, die für visuelle Zwecke verwendet werden, aufgrund der logarithmischen Reaktion des menschlichen Auges nicht allzu nützlich.

Spehro Pefhany

@ScottSeidman Eigentlich, weil ich einen I2C-E / A-Expander verwende und kein PWM darauf ist.

Vionyst

Antworten:

Quell-Follower werden nicht vollständig eingeschaltet, sodass Ihre Schaltung nicht großartig ist. Wenn Sie die LEDs erden möchten, können Sie P-Kanal-MOSFETs verwenden, die für 3 V oder weniger ausgelegt sind. Beachten Sie dabei , dass die Steuersignale invertiert werden (niedrig = ein). Oder Sie können die LEDs an +3,3 anschließen und N-Kanal-MOSFETs mit geerdeten Quellen verwenden.

Auch Ihre Parallelschaltung der LEDs ist nicht die beste. Angenommen, sie sind sich alle sehr ähnlich, kann es gut funktionieren, aber es ist besser, jeder LED einen eigenen Vorschaltwiderstand zu geben, da sonst geringfügige Unterschiede in den Durchlassspannungen (sie haben normalerweise einen ziemlich großen Bereich) dazu führen, dass eine LED mehr Strom verbraucht als ihr Anteil.

Der niedrigste Wert, den Sie haben, ist 20 Ohm, sodass Sie ~ 60 Ohm mit jeder LED in Reihe schalten und dann 0 Ohm / 80 Ohm / 230 Ohm für die beiden anderen Widerstände verwenden können. Bei LEDs mit visueller Anzeige oder Hintergrundbeleuchtung sind die Widerstandswerte nicht so kritisch, und Sie können sie durch Experimentieren auf bequeme Werte einstellen, um den gewünschten visuellen Effekt zu erzielen. Entscheidend ist, dass R1 ~ R3 gleich sind und die maximale Helligkeit einstellen. Die beiden anderen Widerstände addieren sich zu R1 || R2 || R3, sodass Sie den gleichen Effekt erzielen wie bei 20R / 100R / 250R mit parallelem Satz oder einzelnen Vorwiderständen von 60/300/750 Ohm an jeder LED.

schematisch

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

Spehro Pefhany
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Sie benötigen 4 Widerstände weniger als ich gedacht habe. +1

Arsenal

@Arsenal Sie können Ihre Antwort als Alternative einreichen, um eine gleichmäßigere Helligkeit zu erzielen. Achten Sie jedoch auf Sneak-Pfade. Möglicherweise benötigen Sie auch mehr Transistoren.

Spehro Pefhany

Wow, danke für deine Antwort. Das ist ein eleganter Weg, um es zu erreichen! Aber ich bin mir nicht sicher, ob Sie verstehen, wenn Sie sagen: "Die beiden anderen Widerstände addieren sich zu R1 || R2 || R3, sodass Sie den gleichen Effekt erzielen wie bei 20R / 100R / 250R mit parallelem Satz oder einzelnen Vorwiderständen von 60 / 600/750 Ohm an jeder LED ". Habe ich recht Wenn ich sage, dass bei eingeschaltetem M3 der Widerstand an jeder LED 60 + 230 Ohm beträgt?

Vionyst

Der effektive Gesamtwiderstand beträgt 20 Ohm + 230 Ohm = 250 Ohm für drei, sodass der Strom durch jeden 1/3 davon entspricht oder wie jede LED einen einzelnen 750 Ohm Widerstand in Reihe hatte.

Spehro Pefhany

Diese Antwort liefert die korrekten "Verhältnisse" der Widerstände. Die Werte sind jedoch falsch, da die erforderlichen 15 mA für JEDE Diode gelten. Der erforderliche Gesamtstrom beträgt also 45 mA. Sie benötigen ungefähr 75 Ohm, NICHT 20, um den Strom zu begrenzen.

Guill

Wenn Sie die Spannung Ihrer Stromquelle erhöhen können, können Sie eine Schaltung wie verwenden

schematisch

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

Wie bereits erwähnt, können Sie durch Einschalten von mehr als einem Mosfet bis zu 5 Helligkeitsstufen erreichen (8, wenn Sie zuvor einen geeigneten Widerstand hinzugefügt haben $M_1$ ).

hcabral
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Nein, ich kann es nicht erhöhen. Zumindest vorerst nicht.

Vionyst

Eigentlich wären es ungefähr 5 Helligkeitsstufen, da M2 und M3 beim Leiten von M1 keinen großen Unterschied machen. Wenn R1 in Reihe mit M1 geschaltet wird, haben Sie 8 Helligkeitsstufen, aber der Wert muss sein eingestellt so R1 || R2 || R3 = 10 Ohm

LuisF

Du hast recht,

M_{1}

$M_1$ müsste auch einen Widerstand haben, um die 8 Helligkeitsstufen zu erhalten. Danke, ich werde den Beitrag bearbeiten.

Hcabral

https://en.wikipedia.org/wiki/Resistor_ladder

Eine "R - 2R" -Leiter ist eine Möglichkeit, einen Digital-Analog-Wandler (DAC) zu erstellen. Schließen Sie einen E / A-Stift an jede Sprosse der Leiter an und schalten Sie verschiedene Stiftkombinationen ein, um unterschiedliche Spannungen zu erzeugen.

EDIT: Hatte gerade ein Spiel in LTSpice (ich habe momentan keine Mikrocontroller auf meiner Bank, also habe ich die IO-Pins mit Impulsquellen simuliert) ...

Ich denke, dass diese V & A-Schritte mit einigen Anpassungen in die richtigen Bereiche massiert werden können.

Die Verwendung einer LED, die so nahe an der Eingangsspannung liegt, ist allerdings etwas verwirrend, insbesondere wenn PWM nicht zulässig ist.

Der QTLP690C ist die nächstgelegene LED, die ich in der Standard-LTSpice-Bibliothek finden kann, sodass die tatsächlich verwendeten tatsächlich etwas variieren können.

Eine Leiter ist wahrscheinlich nicht der beste Weg, den ich zugebe, aber das OP fragte nach Alternativen zu PWM.

Wossname
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Die Helligkeit der LEDs wird meist stromgesteuert, sie haben einen relativ konstanten Durchlassspannungsabfall. IMHO ist das Variieren der Spannung nicht ganz das, was benötigt wird, obwohl es ein Mittel zur Stromregelung sein kann. Daher kann es hilfreich sein, die gesamte Schaltung zu erstellen und zu sehen, wie sich der Strom ändert.

Gbulmer

@gbulmer, hat sich die Physik in letzter Zeit verändert? :) j / k Dies funktioniert, wenn Sie vernünftige Widerstandswerte wählen.

Wossname

"Hat sich die Physik in letzter Zeit verändert?" nicht in meiner Welt. Die LED-Spezifikation ist "3.02V / 15mA", Sie haben nur 3.3V zum Spielen und das menschliche Sehen ist logarithmisch. Daher würde ich sehr gerne sehen, wie das Ändern der Spannung mit einer R-2R-Widerstandsleiter funktionieren wird. Definieren Sie die Schaltung auf jeden Fall mithilfe von R-2R-Widerständen und E / A-Anschlüssen unter Angabe Ihrer Annahmen und zeigen Sie mir, wie Sie 3 oder mehr unterschiedliche Helligkeitsstufen auf 3 LEDs erhalten.

Gbulmer