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自從入手一捲LED燈條後,在露營時照明是挺好用的,但一直覺得這光條也太亮了,只有關燈和關燈兩個動作,就在想為何不能控制光度(當然是可以買個調光控制器啦...但這就沒啥成就感了);加上覺得這個燈條在可以控制光度後應該是可以做更多的運用,於是就想自個兒來做個調光控制器來用,基本上只要能做出第一個,後面要幾個就有幾個了.....

既然要自製調光控制器,相關的知識還是要有...(以下電學專業就不解釋了,有需要者請自行用關鍵字Google了...)

1.LED燈的工作原理,基本就是加個偏壓(現在燈條單顆LED工作條件大約都在3.2VDC/20mA),基本上只要加減限流電阻就可以透過電流來控制亮度,但只要電阻短路那整條就GG了.....

2.透過PWM控制是個可行的辦法,籍由改變任務週期(Duty Cycle)大小來控制供給燈條的電流,同時改變LED燈的亮度。

3.PWM任務週期改變方式,可利用按鈕分段或電阻線性加減,記得LED亮度和電流改變的關係好像不是線性,加上每個人的亮度感受度不同,所以決定用電阻透過AD轉換來做(其實用按鈕比較簡單,而且用簡單的MCU加內建計時器也可做出)

4.最後綜整以上條件,就是要挑MCU了,在網路上用Arduino做出來的例子挺多的,但考量到板子和電源電路的尺寸價格實在不成比例,就算將 Arduino 核心MCU(ATMEGA328P)取出實作,28支腳只用2至3支腳,其他都是浪費(況且還有加顆振盪晶體);剛好手上有些網拍買來,內建FOSC的PIC12F615(中文DataSheet請至MicroChip網站下載,200多頁...XD),本身就有A/D及PWM功能,6支通用腳拿來做這個單純的控制器就剛剛好了...

5.決定了這些,就要考慮工作負載了,由於量過入手的5公尺燈條最大工作電流為12VDC/3A大約是36W,所以負載晶體就挑TIP102這個達林頓晶體了,而怕PIC12F615輸出電流太低推不動TIP102,在中間又加了一級2N2222A驅動;MCU的+5V電源則用TL431 + 2N2222A 依一般接法調整供給

經過上面的設計考量,結果就是畫出下面的電路圖了,大概講一下TL431部份是+5V調節供MCU用,其他就是MCU的第3腳透過可變電阻電位改變,經由內建的A/D轉換將位準轉成八位元數據,拿來控制MCU的PWM任務週期值,再由MCU第5腳輸出開關開關的信號輸入給2N2222A,2N2222A反相後由集極輸出關開關開信號,再送到TIP102控制通過的電流週期,同時改變負載燈條的亮度

LED調光控制(40W).png

由於只是第一片試做,所以就不設計PCB直接用洞洞板焊起來,先確認可行再說....

IMG_20170213_103413.jpg

然後用了一條大約一米長的舊燈條來做個實驗,實測不接控制板直接加12VDC電流值約0.66A

IMG_20170213_104034.jpg

加了控制板後,只測燈條負載,在最小的PWM任務週期時,燈條負載電流幾乎為0A,負載電壓約只有5.7VDC燈不亮

IMG_20170213_101938.jpg

TIP102集射極電壓也呈截止狀況

GAS0001.BMP

設定PWM任務週期50%時,燈條負載電流0.25A,負載電壓約9.2VDC燈有亮(左上角黃色光)

IMG_20170213_102139.jpg

TIP102集射極電壓呈一半週期導通狀況

GAS0002.BMP

設定PWM任務週期95%時,燈條負載電流0.5A,負載電壓約11.28VDC燈有比上一張亮一點(左上角黃色光)

IMG_20170213_102227.jpg

TIP102集射極電壓呈95%週期導通狀況

GAS0003.BMP

由於個人感覺95%的亮度和100%的亮度好像沒什麼差別,只是多耗電罷了,所以就設計在A/D轉換部份只要95%就好了,沒有硬加到100%的任務週期....

 

後記:完成這個控制板其實實作的時間大概兩天左右,前置的相關資料查找倒是花了三倍時間有餘,但至少收獲是挺不錯的,也搞清楚LED是咋控制的(以後要做規律閃燈應該是更沒問題了),接著該是要把這個控制板拿來實際運用了,首先要找時間做的就是描圖燈箱和DIY電路板用的紫外線燈了,這樣才能開始洗電路板(是說.一直用洞洞板也不是辦法啊!).....

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    割~LZ 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()