logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
REKLAMA
REKLAMA
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Analogowe, automatyczne sterowanie natężeniem światła z jednoczesnym on/off

Piotrush 21 Gru 2014 00:14 1320 6
REKLAMA
  • #1 14241303
    Piotrush
    Poziom 9  
    Posty: 21
    Witajcie forumowicze.
    Tytuł zapewne sugeruje oklepany temat, jednak w moim projekcie jest (tak mi się wydaje) coś nietypowego. Sam układ odpowiada za sterowanie światłem diod w zależności natężenia światła otoczenia. Jako czujnik przyjąłem fotorezystor, jest najprostszy, a ja jestem początkujący :) Wyjątkowość projektu polega na tym, że diody mają świecić coraz mocniej w miarę rozjaśniania się pomieszczenia i w pewnym punkcie wyłączyć się (sens ma to taki, że w pełnej ciemności nie muszą świecić jasno żeby je było widać, ale w pełnym słońcu bez sensu żeby w ogóle świeciły). Poczytałem trochę o różnych elementach elektronicznych i na logikę skomponowałem taki układzik:
    Analogowe, automatyczne sterowanie natężeniem światła z jednoczesnym on/off

    Dioda Zenera zapewnia wyłączenie LEDów przez podkradnięcie im (tranzystorowi) prądu od w momencie przekroczenia napięcie Zenera (dzięki temu, że R3 >> R4), czyli kiedy fotorezystor będzie miał bardzo bardzo mały opór (bardzo jasne pomieszczenie). Reszta zapewne w miarę standardowa.

    Rezystory jakoś sam dobiorę, żeby to odpowiednio działało, ale mam parę pytań:
    1. Czy to w ogóle ma prawo działać? :P
    2. Problem, którego nie udało mi się rozwiązać, to bardzo mały opór na linii przepływu prądu przy dużym oświetleniu (fotorezystor bliski 0 + Zener swobodnie przepuszczający prąd w kierunku zaporowym). Nie mam za bardzo pomysłu co z tym zrobić i nie mogę po prostu zwiększyć oporu R4, bo będzie "zabierał" napięcie diodzie Zenera (chyba..). Jakieś dobra rady na ten temat?
    3. Jaki tranzystor nada się do sterowania tymi diodami? Widziałem, że są setki typów i istnieją typowe do sterowania LEDami, ale nie wiem czy będą pasowały do takiego układu. Btw. diod będzie około 10.

    Dziękuję za uwagę.
  • REKLAMA
  • #2 14241438
    onepiotr
    Poziom 25  
    Posty: 632
    Pomógł: 55
    Ocena: 218
    Nie napisałeś nic o parametrach Led-ów.
    Do takiego zastosowania proponuję regulację PWM.
  • REKLAMA
  • #3 14242001
    Piotrush
    Poziom 9  
    Posty: 21
    Diody mają być standardowe (więc 20mA, jeśli o to chodzi), w kilku kolorach (biały, niebieski, żółty/pomarańczowy). Dodam jeszcze, że zasilanie układu będzie z tych niższych: 5-12V.

    PWM z tego co wiem wymaga uC, a mi zależy tym, aby nic nie trzeba było tutaj programować.
  • REKLAMA
  • #4 14246355
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    Posty: 22649
    Pomógł: 4183
    Ocena: 6077
    Cytat:
    Dioda Zenera zapewnia wyłączenie LEDów przez podkradnięcie im (tranzystorowi) prądu od w momencie przekroczenia napięcie Zenera (dzięki temu, że R3 >> R4), czyli kiedy fotorezystor będzie miał bardzo bardzo mały opór (bardzo jasne pomieszczenie).
    Dioda Zenera przejmie nadmiar prądu, ale napiecie na bazie tranzystora nie spadnie, LED'y nie zgasną a tylko przestaną się rozjaśniać przy dalszym wzroście prądu fototranzystora.
  • #5 14247959
    Piotrush
    Poziom 9  
    Posty: 21
    Hmm rzeczywiście umknęło mi to. W poprawionej wersji układu zastosowałem MOSFETa (chyba nawet bardziej tutaj pasuje niż tamten Zener). Wymagania identyczne: rozjaśnianie się LEDów w miarę wzrastania natężenia światła otoczenia i zgaśnięcie przy przekroczeniu pewnego progu. Tym razem ten próg zapewnia nam MOSFET sterowany przez dzielnik napięcia składający się z drugiego fotorezystora (F2) i opornika (R6). Pozostałe elementy (F1, R1, R3 i otoczenie diody) pozostały bez zmian.

    Teraz działa znacznie lepiej, wykazuje nawet zachowania zbliżone do zamierzonych. Jednak wygląda na to, że pojawiają się tu jakieś niuanse związane z tranzystorami, które udało mi się wyłapać w Falstad Cirucit Simulator, ale nie wiem skąd się biorą i jak je naprawić: 1. Tranzystor bipolarny mający za zadanie płynne sterowanie jasnością LEDów nie reaguje na zmiany napięcia na bazie jeśli oporności R3 i F1 są rzędu MOhmów, ale przy takim samym ich stosunku, ale wartościach rzędu kOhmów działa świetnie. Niestety ze względu na charakterystykę fotorezystorów muszę pracować w tych większych granicach - czy da się jakoś to obejść / dobrać odpowiednie parametry tranzystora / a może po prostu symulacja szwankuje? 2. Jeśli dobrze zrozumiałem, MOSFET powinien się przełączać przekraczając napięcie progowe, ale u mnie robi to dosyć płynnie: dla napięcia progowego 2V, przy napięciu wejściowym 2 do 4V przepuszczalność prądu znacznie się zmienia (to zupełnie nie pasuje do switchowego trybu pracy). Da się przez odpowiedni dobór parametrów tranzystora jakoś to skorygować?

    I jeszcze jedno pytanie - przy wykorzystywanych przeze mnie częściach w takiej konfiguracji, są jakieś dodatkowe elementy, które powinienem zamieścić zgodnie z dobrą praktyką? (Chodzi mi o takie sytuacje jak np. konieczność dodatnia ~100nF przy pinie zasilającym uC - nie zmienia funkcji układu, ale pozwala zaoszczędzić sporo problemów).

    Pozdrawiam.

    Analogowe, automatyczne sterowanie natężeniem światła z jednoczesnym on/off
  • REKLAMA
  • #6 14248043
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    Posty: 22649
    Pomógł: 4183
    Ocena: 6077
    Cytat:
    Tranzystor bipolarny mający za zadanie płynne sterowanie jasnością LEDów nie reaguje na zmiany napięcia na bazie jeśli oporności R3 i F1 są rzędu MOhmów, ale przy takim samym ich stosunku, ale wartościach rzędu kOhmów działa świetnie.
    Jeden tranzystor ma za małe wzmocnienie prądowe żeby z kilku µA zrobić kilkaset mA, możesz próbować z układem Darlingtona lub kolejnym MOSFET'em.

    Cytat:
    Jeśli dobrze zrozumiałem, MOSFET powinien się przełączać przekraczając napięcie progowe, ale u mnie robi to dosyć płynnie: dla napięcia progowego 2V, przy napięciu wejściowym 2 do 4V przepuszczalność prądu znacznie się zmienia (to zupełnie nie pasuje do switchowego trybu pracy). Da się przez odpowiedni dobór parametrów tranzystora jakoś to skorygować?
    Tu z kolei masz za małe wzmocnienie napieciowe, MOSFET'y mają małą transkonduktancje w porównaniu do bipolarnych, więc mimo że mają napiecie progowe, prąd będzie zmieniał sie płynnie skokową zmianę możesz uzyskać we wzmacniaczu kilku-stopniowym, moze to być przerzutnik Schmitta.
    Cytat:

    I jeszcze jedno pytanie - przy wykorzystywanych przeze mnie częściach w takiej konfiguracji, są jakieś dodatkowe elementy, które powinienem zamieścić zgodnie z dobrą praktyką?
    Rezystor ograniczający prąd bazy - gdyby fotorezystor został bardzo mocno oświetlony.

    Przerób układ tak aby używał jednego fotorezystora - bez sensu dawać dwa.

    Dlaczego tranzystor bipolarny jest "bezpłciowy"? zarówno podłączenie K-E jak i polaryzacja tranzystora decyduja o tym czy układ będzie działał czy nie, MOS na rysunku ma kanał p, więc tak narysowany schemat nie ma prawa działać.
  • #7 14248722
    Piotrush
    Poziom 9  
    Posty: 21
    Dzięki za odpowiedź, spróbuje wprowadzić te zmiany. Za sprawą tego, że mam dwa fotorezystory, mogę w miejsce R6 i R3 wstawić potencjometry i tym samym pozwolić użytkownikowi na dobór progów. Z jednym to chyba byłoby niemożliwe, prawda?

Podsumowanie tematu

✨ Użytkownik zaprezentował projekt automatycznego sterowania natężeniem światła diod LED w zależności od oświetlenia otoczenia, wykorzystując fotorezystor. Celem jest zwiększenie jasności diod w miarę wzrastania natężenia światła, a następnie ich wyłączenie przy osiągnięciu określonego progu. W odpowiedziach zasugerowano zastosowanie regulacji PWM, jednak użytkownik preferuje rozwiązanie bez programowania. W kolejnych postach omówiono problemy z działaniem tranzystorów, w tym zbyt małe wzmocnienie prądowe oraz konieczność użycia MOSFET-a zamiast diody Zenera. Użytkownik planuje wprowadzenie potencjometrów do regulacji progów jasności.
Wygenerowane przez model językowy.
REKLAMA