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2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2025-01-13 06:57
En este instructivo, he documentado cómo construir un letrero LED con un sensor de oscuridad / luz y un circuito de atenuación PWM incorporado.
Me aburrí durante la Navidad y soldamos un proyecto rápido inspirado en el video de introducción de youtube para "GreatScott!". Me apetecía poner mi propio nombre en las luces, pero pensé que soldar más de 150 LED en paralelo no era tan difícil, así que pensé en hacerlo un poco más interesante.
Mis letreros LED tienen un circuito sensor de oscuridad / luz para encenderse por la noche y apagarse durante el día. Más tarde también agregué un circuito PWM para ajustar el brillo del LED (los LED que tenía en mi papelera terminaron siendo súper brillantes: -S). La mayor parte de esta compilación es de cosas que ya tenía en lugar de buscar cosas nuevas para ahorrar dinero, así que antes de preguntar por qué usé el componente X en lugar de Y … ahora lo sabes:-)
Paso 1: Conceptos del circuito
Hay muchas formas diferentes en que se pueden construir circuitos claros / oscuros, los métodos más comunes usan uno de los siguientes circuitos (los tres usan un LDR o una resistencia dependiente de la luz en su entrada):
- Un temporizador 555 con un transistor en el pin 3
- Un LDR como parte de un divisor de voltaje que activa un transistor NPN
- Un comparador de voltaje (amplificador operacional / IC comparador)
Como tenía tantos amplificadores operacionales y comparadores variados en mi contenedor de piezas, decidí usar un LM311. El comparador simplemente compara los voltajes de entrada en sus entradas. La salida es alta cuando las entradas son iguales / mayores o baja cuando una entrada es menor que la otra. En mi caso, cuando el voltaje LDR es más alto que el voltaje de referencia establecido por el potenciómetro, la salida se eleva, activando un pequeño relé, que activa los LED controlados por brillo. Se coloca un condensador en el circuito para evitar la conmutación rápida del relé cuando el voltaje de entrada oscila por encima y por debajo del voltaje de referencia. Se podría usar un MOSFET aquí, pero nuevamente me quedaban muchos relés pequeños para usar, así que usé uno de esos en su lugar.
Para el circuito PWM utilicé el clásico temporizador 555 para variar el voltaje de los LED (ver esquema adjunto).
Nota: En el esquema de PWM, Rload es la matriz de LED que desea controlar, en el esquema de brillo, Rload es técnicamente el circuito PWM en este caso, pero puede cambiar la carga directamente si lo desea.
Paso 2: construya un circuito de prueba
A partir de los esquemas, construí circuitos de prueba en dos placas de prueba separadas y probé inicialmente con un solo LED. El lado derecho es el detector de oscuridad / luz y el lado izquierdo es el circuito PWM. El circuito detector de brillo enciende / apaga todo el circuito y el circuito PWM ajusta el voltaje de suministro a la matriz de LED.
Mi intención era apagar un cargador de teléfono móvil de 5 V y 1 A a través de un conector micro USB. El circuito era propenso a cambiar rápidamente cerca de su punto de conmutación (particularmente al anochecer cuando los niveles de luz son de un brillo intermedio), por lo que coloqué un capacitor de 2200uF innecesariamente grande a través del transistor para mantener el voltaje de conmutación durante las caídas de voltaje. Dependiendo de la cantidad de corriente que su carga disipa, determinará su resistencia de carga efectiva y, por lo tanto, forma parte de una red RC con el condensador. La cantidad de tiempo que el capacitor mantiene el voltaje de carga se puede encontrar usando la fórmula de constante de tiempo t = R x C. Debería poder calcular un valor adecuado usando esta fórmula. En realidad, debe mantener los componentes de almacenamiento de energía, como los condensadores, lo más bajo posible para minimizar el consumo innecesario de energía.
Usé Loch-Master para espaciar un nombre al que quería soldar mis LED de 5 mm. Me gusta usar tablas de tiras longitudinales de paso de 2,54 mm (también conocidas como veroboard). Todos los LED están soldados en paralelo (esta no es una buena práctica, siempre que sea posible, debe limitar la corriente a cada LED individual con una resistencia separada).
Paso 3: Montaje
El siguiente paso implica una cantidad innecesaria de pegamento caliente. Es perfecto para personas perezosas como yo que solo quieren unirse rápidamente.
Una vez que dibujé el nombre usando Loch-master, soldé todos los LED en paralelo. Tanto los circuitos PWM como los de brillo se soldaron en una sola pieza de cartón. El LDR se separó del circuito principal en cables flotantes para que el sensor en sí se pudiera pegar en un orificio en la parte frontal del bisel. Luego, estos se montaron en una pieza de PVC aislante, que luego se pegó a la parte posterior de la matriz de LED.
Conociendo las dimensiones de la matriz de LED de Loch-Master, hice un bisel de PVC negro para rodear la matriz de LED y hacer que se viera bonita. Hice una plantilla para encajar en una página A4 para que pudiera imprimirse en papel y colocarse sobre cartón pluma negro de 5 mm. Luego pegué la plantilla con cinta adhesiva y corté con cuidado el medio y los bordes con un cuchillo para manualidades. También hice uno a juego sin el corte en el medio para la espalda. Luego, el marco se ofreció a la matriz de LED y simplemente se pegó. Luego, ambos circuitos se pegaron a la parte posterior del panel de tira de LED (observe que estos se han separado con un poco de PVC).
Finalmente, se agregó un panel posterior mediante el uso de tornillos M3 insertados desde el frente y espaciadores negros (separadores) fijados en ellos. Esto permitió enroscar el panel posterior en la parte superior y sujetarlo en su lugar con seis tuercas y arandelas M3.
Paso 4: ¡Disfruta
Espero que hayas disfrutado de este esporádico proyecto de fin de semana. Hay mucho margen de mejora en esto, ya que fue un poco divertido, pero espero haberte inspirado a crear el tuyo propio. Puede usar solo el circuito PWM por sí solo y variar el brillo de los LED según los niveles de luz según la hora del día.
Los principios del circuito se pueden usar para otras cosas interesantes como termostatos (intercambie el LDR con un termistor) o controles de velocidad variable del motor con el circuito PWM.