8 совершенно разных способов затемнения светодиодных лент
Если вы хотите узнать больше о затемнении светодиодных лент и драйверах с регулируемой яркостью, то эта статья для вас. Легко потеряться в огромном объеме информации в Интернете. Чтобы усложнить ситуацию, многое из этого неверно, устарело или просто перепутано. И что еще хуже, почти все это предполагает, что у вас уже есть какие-то знания и опыт в электронике.
В этой статье мы рассмотрим множество различных способов затемнения светодиодных лент, включая диммеры TRIAC и широтно-импульсной модуляции (PWM). ОСНОВЫ Почему нам нужен метод затемнения наших светодиодов? Даже если ваши светодиоды предназначены для наружного или коммерческого использования, это не значит, что вы можете использовать их постоянно. Например, если вы планируете вечеринку, было бы неплохо увеличить или уменьшить яркость освещения по мере необходимости. То же самое относится и к офисной среде: некоторые люди лучше работают при ярком освещении и чувствуют себя лучше при дневном освещении, в то время как другие не могут сосредоточиться, если недостаточно приглушенного света.
Преимущества затемнения светодиодных лент
Освещение с регулируемой яркостью дает вам возможность подобрать освещение для вашего конкретного вида деятельности. Вам может понадобиться яркий свет для рабочего освещения, но приглушенный, расслабляющий свет во время ужина.
Диммирование также широко используется в коммерческих и промышленных помещениях. Например, регулируемое освещение обеспечивает гибкость вашего офисного пространства. Это позволяет обеспечить оптимальное освещение, соответствующее потребностям ваших сотрудников.
Это особенно важно, если у вас есть несколько рабочих станций в одной комнате. Имея возможность регулировать яркость каждой настольной лампы, вы можете обеспечить каждому сотруднику достаточно света во время работы, не заставляя других чувствовать себя некомфортно или недостаточно освещенными.
1. Все ли светодиодные ленты диммируются?
Ответ: да, все ленточные светильники диммируются, яркость можно регулировать с помощью совместимого сигнала постоянного тока. Светодиодная лента имеет два способа затемнения: один — использовать регулятор диммера, а другой — использовать метод управления PWM. Первый способ заключается в использовании регулятора диммера, который напрямую регулирует напряжение источника питания. Второй способ заключается в использовании метода управления ШИМ (широтно-импульсная модуляция), который напрямую управляет коэффициентом заполнения каждого импульса.
2. Факторы, которые необходимо учитывать при выборе метода диммирования
При выборе метода затемнения следует учитывать следующие факторы:
Размер вашего проекта: Размер вашего проекта является важным фактором, который определит тип системы затемнения, которую вы выберете. Чем крупнее ваш проект, тем больше вероятность того, что вам понадобится отдельная схема для управления элементами освещения. Кроме того, если вы планируете установить в одной цепи несколько разных типов ламп (например, лампы накаливания и люминесцентные лампы), вам может понадобиться другой тип диммера.
Тип интерфейса диммера, который вы предпочитаете: Некоторые люди предпочитают использовать тумблер, в то время как другие предпочитают использовать поворотную ручку. Если вы ищете удобство и простоту использования, то лучше всего выбрать диммер с поворотной ручкой, поскольку он позволяет пользователям регулировать интенсивность света, просто вращая запястье. С другой стороны, тумблеры легче установить, чем поворотные ручки, потому что они требуют меньше проводов и соединений.
Твой бюджет: Диммеры бывают разных ценовых категорий; поэтому важно убедиться, что вы получаете тот, который отвечает вашим потребностям по доступной цене.
3, различные методы затемнения
Поскольку светодиодные ленты в настоящее время становятся все более популярными, многие люди интересуются ими и хотят узнать больше о различных методах диммирования светодиодных лент. Сегодня мы познакомим вас с некоторыми способами диммирования светодиодных лент.
3.1 Диммирование симистора
Большинство настенных диммеров, доступных сегодня, используют диммирующий сигнал TRIAC. Вам нужно будет найти блок питания с регулируемой яркостью для этих настенных диммеров.
- Диммируемый источник питания TRIAC выполняет две функции:
- Измените сигнал 120 В / 220 В переменного тока на 12 / 24 В постоянного тока для светодиодных лент.
Интерпретируйте сигналы затемнения, создаваемые настенным диммером Triac, а затем преобразуйте их в выходной сигнал светодиодной ленты.
Вам нужно будет подключить диммер TRIAC к диммируемому источнику питания, а затем соединить выход источника питания со светодиодной лентой.
Чтобы избежать падения напряжения, убедитесь, что ваш блок питания находится рядом с полосами света. Вот два типа диммирования симистора.
3.2 Низковольтное ШИМ-управление яркостью
ШИМ или «широтно-импульсная модуляция» — это метод диммирования, используемый во многих приложениях для светодиодных лент. PMW — это цифровой сигнал, который «общается» с источником питания вашей ленты для регулировки яркости. Вы можете установить диммер DC PWM между стандартным блоком питания без диммирования и светодиодной лентой. Обычно он имеет поворотную ручку (потенциометр), которая регулирует яркость светодиодной ленты. Источником питания может быть любой стандартный блок питания постоянного тока, и он не требует диммирования.
По сравнению с диммируемыми источниками питания TRIAC они стоят дешевле и легко доступны. Эта простая конструкция схемы хорошо подходит для портативных установок, где вам не нужно встраивать диммер в стену. Диммеры DC PWM очень просты в сборке, легко подключаются к блоку питания и светодиодной ленте.
3.2 Низковольтное ШИМ-управление яркостью
ШИМ или «широтно-импульсная модуляция» — это метод диммирования, используемый во многих приложениях для светодиодных лент. PMW — это цифровой сигнал, который «общается» с источником питания вашей ленты для регулировки яркости. Вы можете установить диммер DC PWM между стандартным блоком питания без диммирования и светодиодной лентой. Обычно он имеет поворотную ручку (потенциометр), которая регулирует яркость светодиодной ленты. Источником питания может быть любой стандартный блок питания постоянного тока, и он не требует диммирования.
По сравнению с диммируемыми источниками питания TRIAC они стоят дешевле и легко доступны. Эта простая конструкция схемы хорошо подходит для портативных установок, где вам не нужно встраивать диммер в стену. Диммеры DC PWM очень просты в сборке, легко подключаются к блоку питания и светодиодной ленте.
3.3 РЧ диммирование
РЧ или «радиочастотное» затемнение обеспечивает удаленный способ регулировки яркости вашей ленты.
В отличие от проводных встроенных светодиодных диммеров, вы можете регулировать яркость светодиодной ленты с помощью дистанционного управления, расстояние может достигать 20 метров в диаметре.
3.4 Диммирование Wi-Fi
Интеллектуальный диммер позволяет дистанционно управлять светодиодами через соединение WiFi. При настройке системы освещения «умного» дома или офиса эти диммеры необходимы.
Вы можете управлять затемнением с помощью мобильного приложения. Эта функция позволяет регулировать яркость с помощью голосового управления Alexa или Google Assistant.
3.5 0/1-10В Диммирование
0Диммирование -10 В позволяет регулировать яркость, изменяя напряжение постоянного тока, питающее ленты.
Он может изменять напряжение от нуля до десяти вольт, где ноль означает «выключено», а десять — при 100% яркости.
3.5 Диммирование DALI
Диммирование DALI — это шаг вперед по сравнению с системой 0–10 В. Как и 0-10 В, этот диммер позволяет регулировать множество светодиодных лент на большой площади с помощью центрального контроллера.
Этот метод также позволяет отдельным пользователям регулировать яркость для определенных зон с помощью светодиодных диммеров меньшего размера.
3.6 Диммирование DMX
«DMX 512» также работает, регулируя напряжение в трансформаторе для уменьшения яркости.
Несмотря на то, что это старый метод диммирования, DMX все еще используется сегодня. Приложения включают в себя крупномасштабные установки, такие как концерты, театры и другое освещение концертных площадок. Этот метод позволяет независимо контролировать различные области проекта освещения. Он может работать с 512 приемниками DMX, также называемыми каналами.
Существует два способа подключения этой системы диммирования: последовательное подключение и разделение.
Метод гирляндной цепи требует подключения проводов каждого прибора к петле предыдущего. Соединив таким образом, вы получите линейку приборов, которые подключаются к ресиверу, декодеру и консоли системы DMX. Однако у него есть ограничение. Вы не будете подключать более 32 приборов в одну цепочку. Превышение этого предела повлияет на мощность сигнала, необходимую для связи DMX.
Разделение DMX необходимо, если вам нужно подключить более 32 приборов. Разделение позволяет расширить коммуникационную сеть за счет многократного дублирования выхода DMX.
Что касается систем светодиодного освещения, вас могут смутить термины «контроллер» и «диммер». Проще говоря, оба термина означают одно и то же. Оба устройства позволяют вам управлять настройками и яркостью вашей установки.
Контроллеры часто используются для одновременного управления несколькими источниками света, а диммеры могут просто включать и выключать свет.
Контроллер — это устройство, которое позволяет пользователям изменять цветовую температуру световой инсталляции одним нажатием кнопки или пульта дистанционного управления. Контроллеры становятся все более популярными в последние годы, поскольку все больше людей ищут способы персонализировать свои дома с помощью уникальных цветов и эффектов. Светодиодами можно управлять с помощью программного обеспечения, которое позволяет пользователям сохранять и вызывать пресеты для разных настроений или случаев.
Диммеры — это устройства, которые позволяют пользователям регулировать уровень интенсивности источников света, таких как лампы накаливания или флуоресцентные лампы, вручную увеличивая или уменьшая их яркость. Они работают, изменяя электрический сигнал от его источника, так что через него проходит больше тока, когда он включен, что делает его ярче, а ток уменьшается, когда он выключен, что делает его тусклее.
Основной причиной этого мерцания являются колебания напряжения из-за скачков мощности. Однако бывают случаи, когда светодиоды могут мигать, когда вы пытаетесь их затемнить. Наиболее распространенной причиной этого является использование диммера, который плохо работает со светодиодным освещением.
Хорошим примером ненадежного диммера является стандартный выключатель света, который вы найдете в своем доме. Этот тип диммера работает путем включения и выключения питания лампочки на определенной частоте. Проблема этого метода в том, что он не учитывает, как быстро светодиод реагирует на изменение тока или напряжения.
Лучший способ избежать проблем с мерцанием светодиодов — с самого начала использовать качественный диммер. Доступно множество вариантов, которые могут помочь вам начать работу, в том числе:
1) Диммер с управлением фазой, работающий за счет изменения фазового угла между током питания и током нагрузки для снижения мощности без изменения частоты.
2) ШИМ-диммер, использующий широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) для изменения коэффициента заполнения сигнала таким образом, что в любое время активна только часть его цикла, что приводит к снижению энергопотребления без изменения частоты или напряжения.
Возможно, вы заметили, что ваши светодиоды мерцают при съемке с камеры или видео. Это связано с тем, что скорость затвора вашей камеры слишком мала, чтобы свет был устойчивым.
Мерцание, которое вы видите на камере, вызвано тем, что частота вспышки слишком мала для частоты выдержки.
Это называется стробоскопическим эффектом, возникающим при слишком быстром движении источника света по отношению к записывающему устройству (например, видеокамере).
При съемке фотографий или видео с помощью камеры вы можете установить более низкую скорость затвора, чтобы избежать этого эффекта.
Если у вас есть светодиодная лампа с регулируемой яркостью, вам может быть интересно, не повредит ли она лампочку. Не сократит ли затемнение срок службы ленты? Это вопрос, который задают многие люди, когда рассматривают возможность покупки диммируемой лампы.
Диммирование обычно не влияет на срок службы светодиодов. Уменьшение яркости светодиодной лампы приведет к меньшему выделению тепла. Пониженный нагрев всегда подходит для внутренних компонентов вашего светодиода. Однако есть случаи, когда это может быть не так. Например, если у вас есть галогенная лампа, которая была преобразована в светодиодную, то возможно, что диммирование может сократить срок ее службы, поскольку галогены выделяют больше тепла, чем светодиоды.
При покупке светодиодного светильника всегда проверяйте технические характеристики, чтобы узнать, можно ли его затемнить, и какой диапазон яркости вы получите от каждого уровня затемнения. Если вы хотите сэкономить энергию за счет меньшего количества ватт в час (Вт/ч), вы можете выбрать вариант с более низким значением максимальной яркости, например 25% или 50%.
Как вы могли догадаться, ответ немного сложнее.
Энергосберегающие качества зависят от того, какой тип диммера вы используете. Старые диммеры потребляют то же количество энергии, несмотря на снижение яркости. В этом случае эта дополнительная неиспользованная энергия вместо этого преобразуется в тепло.
Современные диммеры лучше экономят энергию, но они все еще не идеальны. Они разработаны, чтобы имитировать лампы накаливания, проходя через несколько циклов галогенирования, прежде чем достичь полной яркости. Это означает, что им нужно время, чтобы полностью раскрыть свой потенциал. Тем не менее, многие современные лампы не нуждаются в диммировании так сильно, как старые лампы, потому что они производят больше света на ватт, чем старые лампы.
Диммеры также требуют дополнительного оборудования и проводки для правильной работы, поэтому, если вы пытаетесь сэкономить деньги на затратах на установку, вы можете рассмотреть другие варианты, такие как датчики движения или таймеры вместо диммеров.
Заключение:
Чтение этой статьи должно было дать вам отличное представление о том, что такое затемнение светодиодных лент и драйверов. Светодиоды, наконец, вошли в мейнстрим для домашнего освещения, но все еще есть много людей, которые мало что о них знают. Важно узнать как можно больше, чтобы принимать обоснованные решения, когда больше не на кого положиться.
Если вам нужно получить некоторые диммирование светодиодной ленты, пожалуйста, свяжитесь с нами!
Простейший регулятор яркости светодиодов
Простейшая схема регулятора яркости светодиодов, представленная в этой статье, с успехом может быть применена в тюнинге автомобилей, ну и просто для повышения комфорта в машине в ночное время, например для освещения панели приборов, бардачков и так далее. Чтобы собрать это изделие, не нужно технических знаний, достаточно быть просто внимательным и аккуратным.
Напряжение 12 вольт считается полностью безопасным для людей. Если в работе использовать светодиодную ленту, то можно считать, что и от пожара вы не пострадаете, так как лента практически не греется и не может загореться от перегрева. Но аккуратность в работе нужна, что бы ни допустить короткого замыкания в смонтированном устройстве и как следствие пожара, а значит сохранить своё имущество.
Транзистор Т1, в зависимости от марки, может регулировать яркость светодиодов общей мощностью до 100 ватт, при условии, что он будет установлен на радиатор охлаждения соответствующей площади.
Работу транзистора Т1 можно сравнить с работой обыкновенного краника для воды, а потенциометра R1 – с его рукояткой. Чем больше откручиваешь – тем больше течёт воды. Так и здесь. Чем больше откручиваешь потенциометр – тем больше течёт ток. Закручиваешь – меньше течёт и меньше светят светодиоды.
Схема регулятора
Для этой схемы нам понадобятся не многочисленные детали.
Транзистор Т1. Можно применить КТ819 с любой буквой. КТ729. 2N5490. 2N6129. 2N6288. 2SD1761. BD293. BD663. BD705. BD709. BD953. Эти транзисторы нужно выбирать в зависимости от того, какую мощность светодиодов вы планируете регулировать. В зависимости от мощности транзистора находится и его цена.
Потенциометр R1 может быть любого типа сопротивлением от трёх до двадцати килоом. Потенциометр сопротивлением три килоома лишь немного снизит яркость светодиодов. Десять килоом — убавит почти до нуля. Двадцать – будет регулировать со средины шкалы. Выбирайте, что вам подходит больше.
Если вы будете использовать светодиодную ленту, то вам не придётся заморачиваться с расчётом гасящего сопротивления (на схеме R2 и R3) по формулам, потому что эти сопротивления уже вмонтированы в ленту при изготовлении и всё, что нужно, это подключить её к напряжению 12 вольт. Только нужно купить ленту именно на напряжение 12 вольт. Если подключаете ленту, то сопротивления R2 и R3 исключить.
Выпускают так же светодиодные сборки, рассчитанные на питание 12 вольт, и светодиодные лампочки для автомобилей. Во всех этих устройствах при изготовлении встраивают гасящие резисторы или драйверы питания и их напрямую подключают к бортовой сети машины. Если вы в электронике делаете только первые шаги, то лучше воспользоваться именно такими устройствами.
Итак, с компонентами схемы мы определились, пора приступать к сборке.
Прикручиваем на болтик транзистор к радиатору охлаждения через теплопроводящую изолирующую прокладку (чтобы не было электрического контакта радиатора с бортовой сетью автомобиля, во избежание короткого замыкания).
Нарезаем провод на куски нужной длинны.
Зачищаем от изоляции и лудим оловом.
Зачищаем контакты светодиодной ленты.
Припаиваем провода к ленте.
Защищаем оголённые контакты при помощи клеевого пистолета.
Припаиваем провода к транзистору и изолируем из термоусадочным кембриком.
Припаиваем провода к потенциометру и изолируем их термоусадочным кембриком.
Уменьшить яркость светодиодов
Помогите с сайтом или прогой, как в авто уменьшить яркость светодиодов или вообще может регулятор какой поставить… или готовые продают. Светодиодная лента рассчитана, наверное, на 12в. А в машине на рабочем двигателе до 14.4В бывает. Один светодиод сгорел, да и ярко очень светят, хочется потусклее.
Comments 47
видел такие, за 50р можно попроще купить. Я сделал проще, взял старый СССР резистор img12.nnm.me/9/6/c/f/1/19…7fe9f8e247584d91da1b2.jpg и подобрал по сопротивлению нужную мне яркость. Резистор не грелся, так и продал машину.
да я б не сказал что и дорого_)). поставил 2 штуки и забыл, да и с таблом, необычно будет_)))
Поставь стабилизатор с регулировкой и все, на основе КРЕНки, резистор не вздумай ставить, только дебилы так делают, резистор греется, напряжение не стабильно, резистор напряжение не уменьшает, а лишь ограничивает силу тока, и соответственно тебе бдет нужен ох.енно мощный резистор, а еще в бортовой сети автомобиль дохрена помех и наводок, а светодиоды этого боятся…
Схем валом, деталей минимум, паяльник в руки и бегом…
С уважением…
Понятно, буду стабилизатор с регулятором мастерить.
А переменный резистор в разрыв если поставить? + или — резать. На сколько ом переменник брать? Или Стабилизатор все же надо. Длина ленточки у меня 5см, стоит в ручке скоростей. Светит красным очень ярко, хочу тусклее 🙂
Самый толковый комент выше, добавить нечего! 🙂
Самый простой способ — еще больше ограничить ток через светодиоды, поставив последовательно еще резистор (от 100 Ом, подберешь по яркости сам).
Более правильный — ограничить напряжение 12ю вольтами, поставив например копеечную детальку-стабилизатор LM7812. Но если лента длинная, то деталька будет греться как утюг.
Самый правильный, который позволит и яркость как хочешь менять — купить какой-то ШИМ-контроллер на том же ebay.
ШИМ от перегорания это спасет. Импульсы — то все равно 14 вольтовые будут. Так что реально лучше переменный резистор поставить.
импульсы будут такие, какой шим-контроллер будет. будет в нем стабилизатор — не будет никаких 14 вольт
Ну тогда уточнять надо, что понимать под ШИМом, простой регулятор яркости или импульсный стабилизатор (тока, напряжения, не важно) на выходе которого обычное напряжение а ШИМ присутствует только внутри схемы. Контроллеры RGB ленты, например, ничего не стабилизируют, а, тупо, нарезают на импульсы то напряжение, которое им подашь.
контроллеры лент, как и любые другие ШИМ-контроллеры не "нарезают на импульсы напряжение которое им подашь" =) есть контроллеры со стабилизированным напряжением +12, есть +5, есть и "что на входе, то и на выходе".
"плюс" никто в шим-контроллерах не трогает, а как вы называете "нарезают" всегда общий. так повторюсь, есть контроллеры со стабилизированным напряжением 12В, которые ШИМом позволяют регулировать яркость в пределах от 0% до 100%.
то, что вы мои слова приписали к импульсному стабилизатору — ваша ошибка. я что написал, то и имел ввиду
Отчасти я не прав. Тогда зайду из далека
1. ШИМ контроллер вообще абстрактное устройство. Вы-же не называете ШИМ контроллером блок питания своего компьютера, например.
2. Здесь на сайте чуть больше чем дохрена "спецов" по "правильному" питанию светодиодов (тот-же krasher). И чаще всего под ШИМ стабилизатором (контроллером или еще чем-то) понимают как раз то, что последовательно с нагрузкой стоит ключ, который, тупо, моргает регулируя яркость светодиодов. Понятно, что ни о какой стабилизации речь не идет. Согласны?
3. И вы тоже рекомендуете человеку (дословно) "купить какой-то ШИМ-контроллер". Из этой фразы можно понять что угодно от ШИМ регулятора яркости до перестраиваемого импульсного источника питания.
4. Я знаю, что плюс не трогают (хотя можно и его), а вы знаете, почему трогают именно минус? (я знаю)
5. Так все таки, чем вам не нравится фраза, что ШИМ регулятор нарезает напряжение? Именно это он и делает.
Гм
Считаю наш спор — он тут без смысла и ни к чему =)
Оба подкованные в этих вопросах и говорим об одном и том же немного разными словами. Прекращаем? =)
Отчасти я не прав. Тогда зайду из далека
1. ШИМ контроллер вообще абстрактное устройство. Вы-же не называете ШИМ контроллером блок питания своего компьютера, например.
2. Здесь на сайте чуть больше чем дохрена "спецов" по "правильному" питанию светодиодов (тот-же krasher). И чаще всего под ШИМ стабилизатором (контроллером или еще чем-то) понимают как раз то, что последовательно с нагрузкой стоит ключ, который, тупо, моргает регулируя яркость светодиодов. Понятно, что ни о какой стабилизации речь не идет. Согласны?
3. И вы тоже рекомендуете человеку (дословно) "купить какой-то ШИМ-контроллер". Из этой фразы можно понять что угодно от ШИМ регулятора яркости до перестраиваемого импульсного источника питания.
4. Я знаю, что плюс не трогают (хотя можно и его), а вы знаете, почему трогают именно минус? (я знаю)
5. Так все таки, чем вам не нравится фраза, что ШИМ регулятор нарезает напряжение? Именно это он и делает.
"4. Я знаю, что плюс не трогают (хотя можно и его), а вы знаете, почему трогают именно минус? (я знаю)"
А для меня можно истолковать? Я чет то ли не поспал, то ли просто не понимаю. Почему?
а если один подох, то и остальные в этой последовательности быстренько помрут
Вся правда о регулировке яркости светодиодных ламп: диммеры, драйверы и теория
Регулировка яркости источников света применяется, для создания комфортной освещенности помещения или рабочего места. Регулировка яркости возможна устройство нескольких цепей, которые включаются отдельными выключателями. В таком случае вы получите ступенчатое изменение освещенности, а также отдельные светящиеся и выключенные лампы, что может вызвать неудобства.
Стильные и актуальные дизайнерские решения включают в себя плавную регулировку общей освещенности при условии свечения всех ламп. Это позволяет создать как интимную обстановку для отдыха, так и яркую для торжеств или работы с мелкими деталями.
Ранее, когда основными источниками света были лампы накаливания и точечные светильники с галогенными лампами проблем с регулировкой не возникало. Использовался обычный 220В диммер на симисторе (или тиристорах). Который обычно был в виде выключателя, с поворотной ручкой вместо клавиш.
С приходом энергосберегающих (компактных люминесцентных ламп), а потом и светодиодных такой подход стал невозможен. В последнее же время подавляющее большинство источников света – это светодиодные светильники и лампочки, а лампы накаливания запрещены для использования в осветительных целях во многих странах.
Занятно то, что на упаковке от отечественных ламп накаливания сейчас указывают что-то вроде: «Электрический теплоизлучатель».
В этой статье вы узнаете о принципе регулирования яркости светодиодов, а также о том, как это выглядит на практике.
Содержание статьи
Теория
Любой полупроводниковый диод – это электронный прибор, который пропускает ток в одном направлении. При этом протекание тока не имеет линейно зависимости от приложенного напряжения, скорее она напоминает ветвь параболы. Это значит, что когда вы к светодиоду приложите малое напряжение – ток протекать не будет.
Ток через него протечет только в том случае, когда напряжение на диоде превысит пороговое значение. Для обычных выпрямительных диодов оно лежит в пределах от 0.3В до 0.8В в зависимости от материала из которого сделан диод. Кремниевые диоды берут на себя около 0.7В, германиевые 0.3В. Диоды Шоттки порядка 0.3В.
Светодиод не стал исключением. Пороговое напряжение белого светодиода около 3В, вообще оно зависит от полупроводника из которого он сделан, от этого зависит и цвет его свечения. Так, на красном светодиоде напряжение около 1.7 В. При достижении этого напряжения начнет протекать ток, и светодиод начнет светиться. Ниже вы видите вольтамперную характеристику светодиода.
Яркость свечения светодиода зависит от силы тока через него. Это отражено на графике ниже.
Яркость идеального теоретического светодиода линейно зависит от тока, но в реальности дела несколько отличаются. Это связано с дифференциальным сопротивлением диода и его тепловыми потерями.
Светодиод – прибор, который питается током, а не напряжением. Соответственно, для регулировки его яркости нужно изменять силу тока.
Разумеется, что сила тока зависит от приложенного напряжения, но как вы можете судить из первого графика, даже незначительное изменение напряжения влечет за собой несоизмеримое увеличение тока.
Поэтому регулирование яркости с помощью простого реостата – занятие бесполезное. В такой схеме, при уменьшении сопротивления реостата светодиод внезапно загорится, а после его яркость незначительно возрастет, далее, при чрезмерном приложенном напряжении, он начнет сильно греется и выйдет из строя.
Отсюда выходит задание: Регулировать ток при определенном значении напряжения с незначительным его изменением.
Способы регулирования яркости светодиодов: линейные «аналоговые» регуляторы
Первое что приходит в голову это использовать биполярный транзистор, ведь его выходной ток (коллектора) зависит от входного тока (базы), включенного по схеме общего коллектора. Мы уже рассматривали их работу в большой статье о биполярных транзисторах.
Вы изменяете ток базы изменяя падение напряжения на переходе эмиттер-база с помощью потенциометра R2, резисторы R1 и R3 нужны для ограничения тока при максимально открытом транзисторе рассчитываются исходя из формулы:
R=(Uпитания-Uпадения на светодиодах-Uпадения на транзисторе)/Iсвет.ном.
Эту схему я проверял, она неплохо регулирует ток через светодиоды и яркость свечения, но заметна некоторая ступенчатость на определенных положениях потенциометра, возможно это связано с тем, что потенциометр был логарифмическим, а возможно из-за того что любой pn-переход транзистора это тот же диод с такой же ВАХ.
Лучше для этой задачи подойдет схема стабилизатора тока на регулируемом стабилизаторе LM317, хотя её чаще применяют в роли стабилизатора напряжения.
Её можно и использовать для получения фиксированного тока при постоянном напряжении. Это особенно полезно при подключении светодиодов к бортовой сети автомобиля, где напряжение в сети при заглушенном двигателе около 11.7-12В, а при заведенном доходит до 14.7В, разница более чем в 10%. Также отлично работает и при питании от блока питания.
Расчёт выходного тока достаточно прост:
Получается достаточно компактное решение:
Этот способ не отличается высоким КПД, он зависит от разницы напряжений между входом стабилизатора и его выходом. Всё напряжение «сгорает» на LM-ке. Потери мощности здесь определяются по формуле:
Чтобы повысить эффективность работы регулятора, нужен кардинально другой подход – импульсный регулятор или ШИМ-регулятор.
Способы регулирования яркости: ШИМ-регулировка
ШИМ расшифровывается, как «широтно-импульсная модуляция». В её основе лежит включение и выключение питания нагрузки на высокой скорости. Таким образом, мы получаем изменение тока через светодиод, поскольку каждый раз на него подается полное напряжение, необходимое для его открытия. Он быстро включается и отключается на полную яркость, но из-за инерционности зрения мы этого не замечаем и это выглядит как снижение яркости.
При таком подходе источник света может выдавать пульсации, не рекомендуется использовать источники света с пульсациями более 10%. Подробные значения для каждого вида помещений описаны в СНИП-23-05-95 (или 2010).
Работа под пульсирующим светом вызывает повышенную утомляемость, головные боли, а также может вызвать стробоскопический эффект, когда вращающиеся детали кажутся неподвижными. Это недопустимо при работе на токарных станках, с дрелями и прочим.
Схем и вариантов исполнения ШИМ-регуляторов великое множество, поэтому все их перечислять бессмысленно. Простейший вариант – это собрать ШИМ-контроллер на базе микросхемы-таймера NE555. Это популярная микросхема. Ниже вы видите схему такого светодиодного диммера:
А вот фактически это одна и та же схема, разница в том, что здесь исключен силовой транзистор и она подходит для регулировки 1-2 маломощных светодиодов с током в пару десятков миллиампер. Также из неё исключен стабилизатор напряжения для 555-микросхемы.
Подробнее про широтно-импульсную модуляцию:
Как регулировать яркость светодиодных ламп на 220В
Ответ на этот вопрос простой: обычные светодиодные лампы практически не регулируются – т.е. никак. Для этого продаются специальные диммируемые светодиодные лампы, об этом написано на упаковке или нарисован значок диммера.
Пожалуй, самый широкий модельный ряд диммируемых светодиодных ламп представлен у фирмы GAUSS – разных форм, исполнений и цоколей.
Устройство диммируемых светодиодных ламп:
Почему нельзя диммировать светодиодные лампы 220В
Дело в том, что схема питания обычных светодиодных ламп построена либо на базе балластного (конденсаторного) блока питания. Либо на схеме простейшего импульсного понижающего преобразователя первого рода. 220В диммеры в свою очередь просто регулируют действующее значение напряжения.
Различают такие диммеры по фронту работы:
1. Диммеры срезающие передний фронт полуволны (leading edge). Именно такие схемы чаще всего встречаются в бытовых регуляторах. Вот график их выходного напряжения:
2. Диммеры срезающие задний фронт полуволны (Falling Edge). Различные источники утверждают, что такие регуляторы лучше работают как с обычными, так и с диммируемыми светодиодными лампами. Но встречаются они гораздо реже.
Обычные светодиодные лампы практически не будут изменять яркость с таким диммером, к тому же это может ускорить их выход из строя. Эффект такой же, как и в схеме с реостатом, приведенной в предыдущем разделе статьи.
Стоит отметить, что большинство дешевых регулируемых LED-ламп ведут себя точно также, как и обычные, а стоят дороже.
Регулировка яркости светодиодных ламп – рациональное решение 12В
Светодиодные лампы на 12В широко распространены в цоколях для точечных светильников, например G4, GX57, G5.3 и другие. Дело в том, что зачастую в этих лампах отсутствует схема питания как таковая. Хотя в некоторых установлен на входе диодный мост и фильтрующий конденсатор, но это не влияет на возможность регулирования.
Это значит, что можно регулировать такие лампочки с помощью ШИМ-регулятора.
Таким же образом, как и регулируют яркость LED-ленты. Простейший вариант регулятора, вот такой вот на проводках, в магазинах они обычно называются как: «12-24В диммер для светодиодной ленты».
Они выдерживают, в зависимости от модели, порядка 10 Ампер. Если вам нужно использовать в красивой форме, т.е. встроить вместо обычного выключателя, то в продаже можно найти такие сенсорные 12В диммеры, или варианты с вращающейся ручкой.
Вот пример использования такого решения:
Ранее применялись галогеновые лампы на 12В их питали от электронных трансформаторов, и это было отличным решением. 12 вольт – это безопасное напряжение. Чтобы запитать эти лампы на 12В электронный трансформатор не подойдет, нужен блок питания для светодиодных лент. В принципе, переделка освещения с галогеновых на светодиодные лампы в этом и заключается.
Заключение
Самым разумным решением регулирования яркости светодиодного освещения является использовании 12В ламп или светодиодных лент. При понижении яркости возможно мерцание света, для этого можно попробовать использовать другой драйвер, а если вы делаете шим-регулятор своими руками – увеличить частоту ШИМ.