Driver LED 3D Moon-Sphere com Carregador e Circuito Dimmer

Driver LED 3D Moon-Sphere com Carregador e Circuito Dimmer

Neste post, aprendemos como construir um driver de LED caseiro com dimmer e circuito carregador para iluminar uma lua 3D a partir de uma fonte USB de 5V.



A ideia foi solicitada pelo Sr. John Suécia.

Objetivos e requisitos do circuito

  1. Sou visitante do seu site há muitos anos e gostaria de saber se posso pedir-lhe um conselho.
  2. Meu amigo nos Estados Unidos tem um neto de quase 2 anos que adora a lua! Espero que brilhe em sua vida assim como na minha. Sou um pouco mais velho que ele (75) e recentemente comecei a explorar a impressão 3D em uma impressora Ultimaker 2+.
  3. Eu gostaria de imprimir para ele uma esfera lunar 3D abajur , talvez 12 a 15 cm de diâmetro. Será oco e usará um modelo criado pela NASA com uma representação em alta resolução da lua com suas crateras e características de superfície.
  4. O filamento de PLA (ácido polilático) branco que usarei é translúcido e permitirá que um pequeno LED o ilumine por dentro.
  5. A luz que eu esperava usar é um módulo de PCB recarregável e compacto feito na Malásia, mas não é mais fabricado. O módulo desliza por um orifício na parte inferior da lua e a coisa toda fica em uma base.
  6. O módulo da Malásia é descrito como:
    Micromake 3D Moon light touch placa de circuito de 200 mAh amarelo dual color touch escurecimento infinito.
  7. Um exemplo do AliExpress o descreve como: bateria recarregável Lipo 240mAh, 0,5 watts, USB DC 5v, tempo de carregamento de 6 a 8 horas, ajuste contínuo com botão de toque e liga / desliga.
  8. Você conhece algum circuito ou módulo DIY em sua biblioteca que possa ser adequado para este projeto?
  9. Agradeço muito sua ajuda, Swagatam!

Projetando o driver DC LED

De acordo com o pedido, para iluminar a lua 3D com uma sensação natural, precisaríamos de um LED de energia bicolor, circuito de driver de LED de 5V, um circuito de corrente controlado Carregador de íons de lítio , um interruptor operado por toque e uma célula de íon-lítio.





Selecionei especificações mais altas para todos os parâmetros do projeto atual, no entanto, para especificações mais baixas, os materiais podem ser reduzidos de acordo com a preferência do usuário.

Especificações de LED:



  1. Bicolor, Branco Quente, Azul Frio.
  2. 3,3 V
  3. Corrente de 0,9 amp
  4. 3 watts, SMD

Especificações da bateria:

A bateria pode ser uma célula de íon de lítio ou Lipo Cell padrão com 3,7 V, 3000 mAh.

O esquema do circuito:

Operação de Circuito

Referindo-se ao driver de LED de lua 3 D operado por toque mostrado acima com circuito de dímero do carregador, a entrada de alimentação é obtida de uma fonte de 5 V, como um USB, que pode ser considerada uma entrada de tensão constante.

O TIP122, junto com Ry e o resistor associado, forma um circuito carregador simples controlado por corrente para o íon de lítio conectado. A predefinição é ajustada para fixar aproximadamente 4 V nos terminais da célula de íons de lítio.

O Ry é calculado de maneira apropriada para garantir que a corrente para a bateria nunca exceda a taxa de 0,5 C, que pode ser em torno de 1,5 A para a bateria de 3000mAH proposta. Este TIP122 deve ser montado sobre um dissipador de calor adequado.

O Ry pode ser calculado da seguinte forma:

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

potência = 1 x 1,5 = 1,5 watts ou 2 watts

O Estágio DC para DC UPS:

No estágio adjacente, podemos ver alguns diodos 1N5408 posicionados para criar um DC para DC UPS recurso, que garante que o LED dentro da lua 3D continue a permanecer aceso sem interrupção, mesmo quando a fonte USB 5V é removida ou durante uma falha de energia, com a ajuda de um backup automático da célula de íons de lítio.

O estágio de dimmer LED operado por toque:

O próximo estágio, que é construído em torno do IC 4017, forma um circuito simples de dimmer de LED. O pinagem funcionando do IC 4017 pode ser aprendido com os seguintes pontos:

O pino nº 3, que é o pino inicial do IC e deve ser ativado durante a ligação da energia, é conectado a um dos pinos catódicos do LED através de um estágio de driver TIP122 e um resistor limitador de corrente Ry.

Vamos supor que este pino de LED esteja associado ao cor amarela quente seção do LED, e será responsável por gerar um efeito amarelado quente na iluminação 3D da lua.

Os próximos pinos subsequentes do IC 4017, nomeadamente o pino # 2,4,7,10, devem incorporar estágios TIP122 idênticos com valores de Ry variáveis ​​conectados e associados ao pino amarelo quente do LED.

Os detalhes da pinagem não são mostrados no diagrama devido à falta de espaço e, uma vez que é idêntico ao estágio TIP122 conectado com o pino nº 3 do IC e só precisa ser replicado. A única diferença é o valor do Ry, que precisa ser incrementado adequadamente por meio de cálculo.

Isso implica que quando esses pinos são alternados sequencialmente, permitirá um escurecimento sequencial no brilho do LED da lua 3D para a seção amarela quente desligada do LED.

De maneira exatamente semelhante, o pino 1 que inicia próximo ao pino 10 pode ser visto associado ao outro pino catódico do LED através de um estágio de driver TIP122 idêntico e um resistor limitador de corrente Ry. O 'LED azul frio' deve se acender neste pino quando a alternância sequencial ativa esta pinagem do IC.

As seguintes pinagens subseqüentes do IC devem ter estágios TIP122 idênticos para o lado do LED azul frio, como feito em nossa explicação acima com valores de Ry incrementados, conectado com o pino azul frio do LED.

Quando alternado sequencialmente, o pino nº 1 iluminará a lua 3D com um efeito de luz brilhante azul frio e os próximos pinos subsequentes podem ser alternados sequencialmente para escurecer essa iluminação azul fria para os níveis inferiores desejados.

Assim que a sequência atinge a última pinagem do IC 4017, que é o pino nº 10, a sequência é projetada para voltar ao pino nº 3 e acender o LED amarelo quente. Desta forma, a lua 3D pode ser iluminada em duas cores com um efeito de escurecimento sequencial.

O interruptor do dimmer LED.

Os dois BC557 presos ao pino # 14 do IC 4017 são usados ​​para criar sinais lógicos para o IC 4017 por meio de toques de dedo, na base do par BJT. Cada toque resulta em um único deslocamento sequencial através das pinagens do IC do pino # 3 para o pino # 10 e de volta ao pino # 3 para a repetição.

Calculando o raio do resistor de dimerização

O Ry O resistor limitador de corrente e o resistor dimmer para as seções amarela e azul dos LEDs podem ser calculados com a ajuda da seguinte fórmula:

Ry = 4 - 3,3 / LED atual

Aqui, 4 é a alimentação de entrada para o LED, 3,3 é a tensão operacional padrão do LED e a corrente do LED são os amperes responsáveis ​​por implementar o efeito de escurecimento nas seções relevantes do LED bicolor. Portanto, este valor de corrente precisa ser calculado apropriadamente para permitir uma diminuição sequencial da corrente através dos estágios do driver associados com as pinagens relevantes do IC 4017. A seleção de corrente mais baixa resultará em resistores de valores mais altos gerando efeito de escurecimento mais alto na iluminação da lua 3 D.

Isso conclui a criação do circuito de driver de LED 3D lunar proposto com efeito de escurecimento sequencial, se você tiver alguma dúvida, sinta-se à vontade para expressá-la por meio de comentários ...

Configuração do estágio do transistor

O diagrama a seguir mostra como o estágio TIP122 precisa ser repetido para todas as 10 saídas do IC 4017:




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