In questo post impariamo come costruire un driver LED fatto in casa con dimmer e circuito di ricarica per illuminare una luna 3D da una sorgente USB 5V.

L'idea è stata richiesta dal Sig. John Sweden.

Obiettivi e requisiti del circuito

Sono un visitatore del tuo sito web da molti anni e mi chiedo se posso chiedere il tuo consiglio per favore.
Il mio amico negli Stati Uniti ha un nipote di quasi 2 anni che ama la luna! Spero che brilli nella sua vita come nella mia. Sono un po 'più vecchio di lui (75) e di recente ho iniziato a esplorare la stampa 3D su una stampante Ultimaker 2+.
Vorrei stampargli una sfera lunare 3D lampada da comodino , forse da 12 a 15 cm di diametro. Sarà cavo e utilizzerà un modello creato dalla NASA con una rappresentazione ad alta risoluzione della luna con i suoi crateri e le caratteristiche della superficie.
Il filamento PLA (acido polilattico) bianco che userò è traslucido e consentirà a un piccolo LED di illuminarlo dall'interno.
La luce che speravo di utilizzare è un modulo PCB a batteria ricaricabile e di ingombro ridotto, prodotto in Malesia ma non più prodotto. Il modulo scorre attraverso un foro nel fondo della luna e il tutto si trova su una base.
Il modulo malese è descritto come:
Circuito stampato Micromake 3D Moon light touch 200 mAh giallo dual color touch oscuramento infinito.
Un esempio da AliExpress lo descrive come: batteria ricaricabile Lipo da 240 mAh, 0,5 watt, USB DC 5v, tempo di ricarica 6 - 8 ore, interruttore tattile a regolazione continua e accensione / spegnimento.
Conosci un circuito o un modulo fai-da-te nella tua libreria che potrebbe essere adatto a questo progetto?
Apprezzo molto il tuo aiuto Swagatam!

Progettazione del driver LED CC

Come da richiesta, per illuminare la luna 3D con una sensazione naturale, avremmo bisogno di un LED di potenza bicolore, circuito driver LED 5V, una corrente controllata Caricabatterie agli ioni di litio , un interruttore tattile e una cella agli ioni di litio.

Ho selezionato specifiche più elevate per tutti i parametri per il presente progetto, tuttavia per specifiche inferiori, i materiali possono essere ridimensionati in modo appropriato in base alle preferenze dell'utente.

Specifiche LED:

Bicolore, bianco caldo, blu freddo.
3,3V
Corrente di 0,9 amp
3 watt, SMD

Specifiche della batteria:

La batteria può essere una cella Li-ion standard o una cella Lipo da 3,7 V, 3000 mAh.

Lo schema del circuito:

Funzionamento del circuito

Facendo riferimento al driver LED 3 D moon a sfioramento mostrato sopra con circuito dimer caricatore, l'ingresso di alimentazione è ottenuto da una sorgente 5V come un USB, che può essere assunto come un ingresso di tensione costante.

“3 modi per ottenere corrente continua ”

Il TIP122 insieme a Ry e al resistore associato, il preset forma un semplice circuito di carica controllato in corrente per il Li-Ion collegato. L'impostazione predefinita è regolata per fissare circa 4 V tra i terminali della cella agli ioni di litio.

Ry è calcolato in modo appropriato per assicurarsi che la corrente alla batteria non superi mai la velocità di 0,5 C, che potrebbe essere di circa 1,5 ampere per la batteria da 3000 mAH proposta. Questo TIP122 deve essere montato su un dissipatore di calore adatto.

Ry può essere calcolato come segue:

R = V / I = (5-4) / 1,5 = 1 / 1,5 = 0,66 ohm,

potenza = 1 x 1,5 = 1,5 watt o 2 watt

La fase UPS da CC a CC:

Nella fase adiacente, possiamo vedere alcuni diodi 1N5408 posizionati per creare un UPS da CC a CC caratteristica, che assicura che il LED all'interno della luna 3D continui a rimanere illuminato senza interruzioni anche mentre la sorgente USB 5V viene rimossa o durante un'interruzione di corrente, con l'aiuto di un backup automatico dalla cella agli ioni di litio.

Il palco dimmer LED a tocco:

La fase successiva, costruita attorno all'IC 4017, forma un semplice circuito dimmer a LED. Il funzionamento pinout dell'IC 4017 può essere appreso con i seguenti punti:

Il pin # 3, che è il pin di avvio dell'IC e dovrebbe essere attivato durante l'accensione, è collegato a uno dei pin del catodo del LED attraverso uno stadio driver TIP122 e un resistore limitatore di corrente Ry.

Supponiamo che questo pin LED sia associato al file colore giallo caldo sezione del LED e sarà responsabile della generazione di un caldo effetto giallastro sull'illuminazione della luna 3D.

I successivi pin successivi dell'IC 4017, vale a dire il pin n. 2,4,7,10, dovrebbero incorporare tutti gli stadi TIP122 identici con valori Ry variabili collegati e associati al pin giallo caldo del LED.

I dettagli del pinout non sono mostrati nel diagramma a causa della mancanza di spazio, e poiché è identico allo stadio TIP122 collegato con il pin 3 dell'IC e deve solo essere replicato. L'unica differenza è il valore del Ry che deve essere opportunamente incrementato tramite calcolo.

Ciò implica che quando questi pin vengono attivati in sequenza abiliterà un file dimmerazione sequenziale sulla luna 3D luminosità LED per la sezione giallo caldo spento il LED.

In modo esattamente simile il pin n. 1 che inizia accanto al pin n. 10 può essere visto associato all'altro pin del catodo del LED attraverso uno stadio di pilotaggio TIP122 identico e un resistore di limitazione della corrente Ry. Si suppone che il 'LED blu freddo' si illumini su questo pin quando la commutazione sequenziale attiva questo pinout dell'IC.

I seguenti pinout successivi dell'IC dovrebbero avere stadi TIP122 identici per il lato LED blu freddo, come fatto nella nostra spiegazione sopra con valori Ry incrementali, collegati al pin blu freddo del LED.

Quando viene attivato in sequenza il pin n. 1 illuminerà la luna 3D con un effetto di luce blu brillante e fredda, ei successivi pin successivi possono essere alternati in sequenza per attenuare questa fredda illuminazione blu ai livelli inferiori desiderati.

Non appena la sequenza raggiunge l'ultima piedinatura dell'IC 4017, che è il pin # 10, la sequenza è progettata per tornare al pin # 3 e illuminare il LED giallo caldo. In questo modo la luna 3D può essere illuminata in due colori con un effetto di attenuazione sequenziale.

L'interruttore dimmer LED.

I due BC557 collegati al pin # 14 dell'IC 4017 vengono utilizzati per creare segnali logici per l'IC 4017 tramite il tocco delle dita, alla base della coppia BJT. Ogni tocco si traduce in un singolo spostamento sequenziale sui piedini del circuito integrato dal pin n. 3 al pin n. 10 e di nuovo al pin n. 3 per la ripetizione.

Calcolo del resistore dimmerabile Ry

Il Ry Il resistore limitatore di corrente e il resistore dimmer per le sezioni gialla e blu dei LED possono essere calcolati con l'aiuto della seguente formula:

“regolatori di velocità cc per motori elettrici ”

Ry = 4 - 3,3 / corrente LED

Qui 4 è l'alimentazione in ingresso al LED, 3.3 è la tensione operativa standard del LED e la corrente del LED è l'amplificatore responsabile dell'implementazione dell'effetto di attenuazione sulle sezioni pertinenti del LED bicolore. Pertanto, questo valore di corrente deve essere calcolato in modo appropriato per consentire una corrente decrescente sequenziale attraverso gli stadi del driver associati ai piedinature pertinenti dell'IC 4017. Una selezione di corrente inferiore si tradurrà in resistori di valori più alti che generano un effetto di attenuazione più elevato sull'illuminazione della luna 3D.

Questo conclude la realizzazione del circuito di pilotaggio LED luna 3D proposto con effetto dimming sequenziale, se hai dei dubbi puoi sentirti libero di esprimerli attraverso i commenti ...