Самодельная светодиодная лампа оснащена лупой, и предназначена для комфортного мелкосерийного монтажа и демонтажа миниатюрных радиодеталей – многие радиолюбители знают, что маркировку на некоторых SMD-деталях сложно разглядеть даже под лупой.
Наличие качественной рассеянной подсветки существенно улучшает читаемость маркировки и упрощает визуальный поиск дефектов электронных устройств.
Краткие характеристики лампы: — напряжение питания 12 Вольт постоянного тока, максимальная потребляемая мощность около 6.7 Вт, количество светодиодов — 20 шт. — встроен режим автоматической калибровки напряжения источника питания.
— плавное включение и выключение светильника.
- плавная регулировка яркости от нуля до заранее запрограммированного предела - с помощью ручки энкодера.
Метод управления мощностью – ШИМ (широтно-импульсная модуляция).
— энергонезависимое хранение всех параметров лампы и последней установленной яркости.
— встроенное сервисное меню, доступное через USB-соединение.
Меню позволяет настроить параметры работы светильника и просмотреть его текущее состояние.
Увеличительная линза на штативе, которая в будущем будет подсвечиваться.
По замыслу светодиоды должны быть установлены на оправе линзы.
Для изготовления светильника использованы одноваттные светодиоды фирмы ARL (Арлайт), типа ОС-1В WarmWhite (75 Лм, 3000К, максимально допустимый ток 0,35 А), цвет свечения – теплый белый.
При максимальном токе необходимо эффективное охлаждение светодиодов, чтобы они не перегревались выше 85 градусов Цельсия.
Для этого обычно используются специальные радиаторы.
Однако я упростил задачу — установил светодиоды на простое текстолитовое кольцо, а максимальный ток ограничил до 0,1 А, что автоматически устранило проблему с охлаждением.
Внешний вид одного светодиода.
«Толстая» клемма является анодом.
Итак, для крепления светодиодов было вырезано кольцо из двухсторонней фольгированной печатной платы.
Кольцо распаяна дремелем на 5 секций светодиодов, по 4 светодиода и резистор в каждой секции.
Резистор и светодиоды в каждой секции соединены последовательно, а все секции - параллельно друг другу, благодаря чему массив светодиодов получился рассчитанным на напряжение питания 12 Вольт (см.
принципиальную схему ниже).
На кольцо были припаяны светодиоды и SMD резисторы.
Получилось довольно красиво.
На обратной стороне кольца дремелем был сделан специальный паз, разделивший медное кольцо по длине - получилось две шины питания, соединяющие параллельно 5 секций светодиодов.
Кольцо было приклеено к оправе линзы с помощью термопроводящего клея «Радиал».
Хотя теплопроводность здесь не сильно помогла – оправа объектива все равно пластиковая.
В качестве контроллера и драйвера для управления светодиодами использовалась макетная плата AVR-USB-MEGA16, имеющая очень удобную возможность обновления программного обеспечения через вшитый в плату USB-загрузчик.
Контроллер был припаян к плате прототипа.
Благодаря тому, что на макетной плате было практически все готово, схема получилась очень простой.
Осталось только припаять силовую часть - управление ключевым транзистором, стабилизатор напряжения на 5 вольт и схему RC-фильтра напряжения с выхода датчика тока.
Вид готового смонтированного устройства с задней и верхней стороны.
Силовой транзистор использован без радиатора, так как он рассеивает небольшую мощность (работает в импульсном режиме на частоте около 400 Гц).
Написание и отладка программы заняло немного времени, так как алгоритм работы очень простой, а использовались готовые штуки из других проектов - светодиод, usb-консоль, энкодер.
Пульт управления лампой выполнен на основе проекта «USB-консоль управления радиолюбительскими устройствами» (см.
библиографию [2]).
Были внесены минимальные правки, и все сразу заработало, никакой отладки не потребовалось.
Краткое описание алгоритма - при включении питания настройки считываются из EEPROM, и лампа загорается с той яркостью, с которой она была ранее выключена.
Вращение ручки энкодера влево плавно уменьшает яркость, вращение вправо увеличивает яркость.
Энкодер также имеет кнопку, при нажатии на которую включается и выключается лампа.
Включение и выключение происходит с плавным изменением яркости – выглядит довольно красиво.
Если при подключении внешнего питания была нажата кнопка энкодера, то все настройки EEPROM сбрасываются и программа заново калибрует ограничение максимального управляющего тока – исходя из сопротивления датчика тока и максимально допустимого тока.
Ток через светодиоды измеряется с помощью встроенного в микроконтроллер АЦП (см.
ссылку [3]).
ШИМ для управления мощностью генерируется благодаря узлу ШИМ, встроенному в микроконтроллер (см.
ссылки 4).
Провода от лампы собрал в кембрик, а контроллер прикрепил к ножке объектива.
В результате получился удобный светильник, который можно использовать для точной радиоустановки.
Несмотря на то, что максимальный ток через светодиоды был уменьшен в три раза (для защиты от перегрева), лампа получилась очень яркой.
Скучные технические подробности смотрите по ссылке [1].
[ Что можно улучшить в конструкции светильника ] 1 .
Для светодиодов можно использовать радиатор.
Это позволит сократить количество используемых светодиодов при той же яркости лампы в 2.3 раза.
2 .
Для светодиодов требуется какой-то светорассеиватель, поскольку каждый светодиод по отдельности светится очень ярко, что дискомфортно для глаза – даже если смотреть на светодиод сбоку.
3 .
Можно более точно подобрать сопротивление датчика тока, чтобы падение напряжения на нем лучше соответствовало диапазону опорных напряжений – это повысит точность измерения тока.
Для датчиков тока с низким импедансом (1 Ом или меньше) можно перевести АЦП в режим дифференциального входа с умножающим коэффициентом Х10. 4 .
Чтобы сгладить пульсации тока через светодиоды, увеличьте частоту ШИМ и последовательно с ними поставьте дроссель (это делается в схемах с аппаратным драйвером).
Данная модификация позволит увеличить максимально допустимое напряжение питания схемы (на данный момент оно составляет 12 Вольт).
Еще один канал АЦП можно использовать для измерения напряжения питания светодиодов — это позволит автоматически стабилизировать ток через светодиоды при изменении напряжения питания.
[ Ссылки ] 1 .
AVR-USB-MEGA16: Контроллер/драйвер светодиодов с регулируемой яркостью.
Источники, принципиальная схема , документация , Фото .
2 .
USB-консоль для управления радиолюбительскими устройствами .
3 .
ATmega16 (32): аналого-цифровой преобразователь (АЦП).
.
4 .
ATmega16 — ШИМ через T/C0, T/C1, T/C2 .
5 .
Особенности схемотехники драйверов сверхъярких светодиодов .
6 .
Драйверы насосов для белых светодиодов от National Semiconductor .
7 .
HV9910 — ШИМ-драйвер для сверхярких светодиодов (техническое описание на английском языке) .
8 .
LT3474/LT3474-1 — Понижающий светодиодный драйвер на 1 А (описание на английском языке) .
Теги: #Сделай сам или Сделай сам #avr #ice #shim #usb #лампа #LED драйвер #AVR-USB-MEGA16
-
Должно Ли Меня Беспокоить Рекламное По?
19 Oct, 24 -
Наш Мозг Как Примитивная Нейронная Сеть
19 Oct, 24 -
Они Приехали!... И Засорили Его.
19 Oct, 24 -
Opensource Игры И Просто Игры Для Linux
19 Oct, 24 -
Функциональное Программирование В Ооп
19 Oct, 24 -
Рамблер.android Открытая Встреча
19 Oct, 24 -
Как Я Пытался Понять Смысл Метода Finalize
19 Oct, 24
