Использование переменного резистора для уменьшения яркости светодиода

Теоретически да, вы можете использовать горшок для управления яркостью светодиода. На практике не так уж и много.

Для начала предположим, что светодиод имеет$V_F$2,0 В,$I_F$20 мА, а в нашем блоке питания 5В. Если нам нужен стандартный токоограничивающий резистор, он должен быть 150 Ом, чтобы ограничить ток до 20 мА.

С потенциометром нам также нужен последовательный резистор на 150 Ом. Причина этого в том, что потенциометр упадет до 0 Ом, и в этом случае мы не хотим ничего взрывать. Таким образом, установив туда резистор на 150 Ом, максимальный ток через светодиод будет составлять 20 мА.

Предположим также, что мы хотим, чтобы ток светодиода снизился до 1 мА. Если потенциометр не имеет сверхвысокого сопротивления, он не опустится до 0 мА, а 1 мА кажется разумным нижним пределом. Чтобы это работало, наш потенциометр должен быть около 2 кОм.

Пройдя через математику, максимальное рассеивание мощности на горшке происходит, когда оно составляет около 8%, а сопротивление составляет 160 Ом. В этом случае рассеивание в потенциометре составляет около 0,016 Вт, что подходит почти для любого потенциометра. Тем не менее, это важный шаг, чтобы убедиться, что вы не сожжете свой горшок.

Но вот что важно: человеческий глаз имеет логарифмическую реакцию на яркость. Допустим, у нас есть 100% мощность, проходящая через светодиод, и мы хотим уменьшить ее. Он должен снизиться примерно до 50%, прежде чем мы почувствуем, что это разумно. Следующий шаг вниз будет на уровне 25% и т. д.

Другими словами, если бы наша ручка была отмечена от 1 до 10, то 10 было бы 100%, 9 было бы 50%, 8=25%, 7=12%, 6=6%, 5=3% и т. д.

Проблема в том, что стандартный горшок этого не делает. Это сработает, а светодиод погаснет. Но большая часть диапазона потенциометров (возможно, 50%) будет по существу бесполезна, производя очень небольшое изменение яркости.

Возможно, вы сможете использовать аудиопотенциометр, который имеет логарифмическую конусность, но я предполагаю, что часть журнала находится в неправильном направлении. (Извините, хотя я работаю со звуком, я не использую кастрюли с логарифмическим конусом.)

Так что да, вы можете использовать горшок. Это может просто не дать вам желаемого эффекта.

Да, ты можешь. Дэвид не ошибается в том, что если бы у вас было только одно переменное сопротивление последовательно с резистором, его регулировка не казалась бы очень линейной по отношению к воспринимаемой яркости. Но если ввести несколько резисторов параллельно, картина изменится:

Я проверил эти значения с помощью красного светодиода, и он работает очень хорошо. Вы можете сделать всю математику, но на самом деле проще всего наклеить его на макетную плату и играть со значениями, пока не получите желаемый ответ. Это работает, потому что по мере того, как ток через параллельную комбинацию R2 и D1 увеличивается, динамическое сопротивление (то есть сопротивление, которое вы могли бы вычислить на основе закона Ома при напряжении и токе, наблюдаемых в одной точке) D1 уменьшается, и он крадет больше ток от R2. Думайте о них как о параллельных резисторах. Отношение не совсем логарифмическое, но достаточно близкое, чтобы никто не мог сказать невооруженным глазом.

Вы также можете сделать довольно хорошо, просто подключив диод между стеклоочистителем R1 и землей и подключив R1 к шинам питания. По сути, половина R1 становится R2. Проблема здесь в том, что при малом диапазоне хода потенциометра напряжение на дворнике недостаточно велико, чтобы светодиод вообще загорелся.

Я не беспокоился о том, что R1 упадет до нуля, потому что в большинстве банков этого не происходит. Проверьте свой горшок и добавьте еще один$180\Omega$или так последовательно с R1, если это проблема.

Я только что нарисовал драйвер светодиода с регулируемой яркостью, который использует ШИМ. Может быть, излишне, но это работает хорошо:

3V ниже спецификации для NE555, но он все равно работает. Выберите вариант CMOS 555, чтобы обойти это, или используйте более 3 В.

В этой схеме интересно то, что, по крайней мере теоретически, она более эффективна, чем управление светодиодом через резистор. Резистор преобразует избыточное напряжение в тепло, но с помощью индуктора вы можете накапливать энергию при одном напряжении, а затем высвобождать ее при другом напряжении (теоретически) без потерь.

Конечно, это просто доказательство концепции, не столь тщательно разработанное и почти наверняка намного более сложное, чем необходимо, но я подумал, что было бы интересно поделиться им, хотя бы в образовательных целях.