Jak zrobić sterowanie ilością zaświecanych diod w taśmie LED

Cytat:

Tak włączony tranzystor spowoduje spory spadek napięcia - zwłaszcza, że do potencjometru 1k trzeba by użyć Darlingtona, a to oznacza stratę około 1.5V.

Celowo nie uzyłem Darlingtona, tranzystor mocy taki jak D44H11 przy 1A będzie miał typową wartość bety ok 200, dzięki czemu prąd bazy będzie w sensownych granicach, ( może nie będzie to 1/10 prądu potencjometru ale odchyłka od liniowości regulacji spowodowana prądem bazy nie będzie tu problemem). Spadek napięcia będzie min 0,7V.
Przedstawiłem rozwiązanie najprostsze, na MOSFET-cie mozna zrobić mniejszy spadek, ale to już nie będą 3 elementy.

A co do spadku napięcia nikt nie wspomniał o tym że nominalne napięcie 24V będzie tylko przez chwilę na świeżo naładowanych akumulatorach, na rozładowanych będzie 18V a prąd LED spadnie o połowę lub więcej.

_jta_ napisał:

Znalazłem jeszcze takie rozwiązanie - 1-2-3-4-6-8-10-12-15-18-21-24-28-32-36-40:...

W niedzielę będę miał trochę czasu to przemyślę to rozwiązanie, bo oprócz ilości zaświecanych odcinków muszą one jeszcze być w miarę równomiernie rozłożone po długości lampy.

Co do linijki świetlnej to może być na zasilanie sterowania 24V, czy za wysokie?

@jarek_lnx
Odnośnie napięcia po rozładowaniu akumulatorów to wcześniej było już napisane, że minimum 7V, czyli 21V przy rozładowanych a 24.6 po naładowaniu.

tlustyx napisał:

_jta_ napisał:

Znalazłem jeszcze takie rozwiązanie - 1-2-3-4-6-8-10-12-15-18-21-24-28-32-36-40:...

W niedzielę będę miał trochę czasu to przemyślę to rozwiązanie, bo oprócz ilości zaświecanych odcinków muszą one jeszcze być w miarę równomiernie rozłożone po długości lampy.

Co do linijki świetlnej to może być na zasilanie sterowania 24V, czy za wysokie?

@jarek_lnx
Odnośnie napięcia po rozładowaniu akumulatorów to wcześniej było już napisane, że minimum 7V, czyli 21V przy rozładowanych a 24.6 po naładowaniu.

jarek miał na myśli, że ze względu na sposób zasilania diody mocno nielioniowy wzg napięcia (z niską stratą na liniowym elemencie, bo w tym miejscu dyskusji jesteśmy) , jasność szybko spada ze spadkiem baterii

Zdecydowałem się jednak zrobić to na układzie LM3914.
Na ile czas mi pozwolił to poszukałem i poczytałem o tym jak to spróbować połączyć - choć nie wiem czy dobrze
Wyszło mi coś takiego jak poniżej i ma trochę pytań.
Czy ma to szanse zadziałać
Czy oporniki R1 - R10 są potrzebne, jeśli tak to jakie?
Jaki potencjometr?
R12 ma być 1K, a jaki R11 i gdzie powinny być jeszcze wstawione oporniki i jakie?
Z góry dziękuję za pomoc.

Taki sposób podłączenia odcinków taśmy LED do BC327 spowoduje, że napięcie na taśmie LED będzie zmniejszone o napięcie emiter-baza BC327, napięcie na wyjściach LM3914, i napięcie na opornikach R1-R10 - to spowoduje, że ta taśma będzie słabiej świecić.

Ja bym proponował nieco inne podłączenie - jeśli masz taśmę, która może być podłączana do napięcia, jakie daje twoja bateria. Przede wszystkim emitery BC327 połącz z +zasilania, kolektory do anod odcinków taśmy LED (katody do -zasilania) - wtedy z napięcia zasilania stracisz tylko napięcie emiter-kolektor włączonego tranzystora BC327.

Rozważałem połączenie wyjść LM3914 wprost z bazami tranzystorów - ale przy zasilaniu 25V to oznacza sporą moc traconą w LM3914, więc może lepiej nie - trzeba by było ustawić prąd wyjściowy na 5mA (albo i mniej), albo zasilać LM3914 obniżonym napięciem (stosując stabilizator napięcia ujemnego, np. LM7905, który daje 5V).

Oporniki R1-R10 wypada dobrać do prądu baz tranzystorów - proponuję, żeby prąd bazy był około 1/20 przewidywanego prądu segmentu LED podłączonego do kolektora - dla niektórych tranzystorów to będzie 12mA, dla innych mniej. Co najmniej na tyle powinno być ustawione ograniczenie prądu wyjściowego LM3914.

R11 jest zbędny, połącz Divider Low End z V-; R12 około 1k. Ograniczenie prądu baz tranzystorów przez LM3914 będzie zależne od prądu wypływającego z Reference Output - płynie on do Divider High End (około 0.11mA) i przez potencjometr, powinien być 1.2mA - jeśli potencjometr nie jest 1k, to równolegle do niego trzeba dodać odpowiedni opornik - tak, by suma prądów przez potencjometr i ten opornik była 1.1mA przy napięciu 1.25V (można Reference Adjust podłączyć do dzielnika między Reference Output i V-, żeby uzyskać wyższe napięcie, wtedy opornik trzeba wyliczyć dla tego wyższego).

Zastanawiałbym się nad obniżeniem napięcia zasilania LM3914, bo dostanie maksymalne dopuszczalne, a nawet ciut więcej (3*8.4V=25.2V, a dopuszczalne jest 25V) - może podłączyć V- (i wszystko, co jest z nim połączone) nie bezpośrednio do -baterii, ale np. przez dwie diody w kierunku przewodzenia.

Dziękuję za pomoc
Taśma LED jest na 24V, odcinki po 5cm
Przerysowałem schemat. Oporniki R1 - R10 liczyłem dla 24V. Potencjometr będzie 1K.
Czy tak już będzie, czy jeszcze należy coś poprawić?

Może oporniki należałoby policzyć dla 21.5V (0.7V straty na napięciu emiter-baza BC327, 1.5V na napięciu wyjściowym LM3914, 1.5V na diodach) - i może wziąć najbliższe wartości, jakie są produkowane, czyli 1k8, 3k6, 7k5, 15k. R12=1k. Te dwie diody np. 1N4148, albo 1N4001. I to by było na tyle, można składać.

Dziękuję. Potrzebne rzeczy zakupione teraz będę "studiował" jak do tego zaprojektować i zrobić płytkę PCB.

Mam jeszcze pytanie. Chcę też zrobić wskaźnik baterii też na LM3914, będzie włączany przyciskiem monostabilnym.
Jako, że napięcie jest u mnie za wysokie dla tego układu to jak w poprzednim schemacie "-" przez dwie diody 1N4148
Znalazłem poniższy schemat, ale na 12V. Jakie oporniki/potencjometry dać?
W opisie są dla 12V:
R1 = 56K, R3 = 3K9
VR1 potencjometr 10K, a do regulacji dolnej granicy zamiast R2 - potencjometr wieloobrotowy 200K
LEDy najsłabsze jakie znajdę, podłączone przez odpowiednie oporniki.
Będzie działać?

Narysowałem płytkę.
Wyszło coś takiego:

Trochę mi zabrakło czasu, ale bym zasugerował nieco inny układ - parę oporników więcej, i dokładniejsze działanie. Z grubsza: wykorzystać napięcie odniesienia do zrobienia źródła prądowego (na to jest potrzebny jeden opornik), jego prąd do masy ma dopłynąć przez opornik, napięcie na tym oporniku ma być takie, jak napięcie z dzielnika napięcia baterii przy minimalnym napięciu baterii; część tego prądu ma wcześniej płynąć przez dzielnik wewnątrz LM3914, żeby napięcie na górnym jego końcu odpowiadało maksymalnemu napięciu baterii; napięcia na końcach dzielnika powinny być znacznie większe, niż to 1.2V, bo jak cały zakres zmian napięcia baterii przejdzie na zakres od 1.0V do 1.2V, to działanie może być mało stabilne. Będzie to wymagało braku połączeń z masą paru końcówek, które na schemacie w #38 mają takie połączenie.

_jta_ napisał:

... Z grubsza: wykorzystać napięcie odniesienia do zrobienia źródła prądowego (na to jest potrzebny jeden opornik), jego prąd do masy ma dopłynąć przez opornik, napięcie na tym oporniku ma być takie, jak napięcie z dzielnika napięcia baterii przy minimalnym napięciu baterii; część tego prądu ma wcześniej płynąć przez dzielnik wewnątrz LM3914, ...

Przyznam szczerze, że nie rozumiem jak to ma dokładnie wyglądać
Czy byłbyś tak dobry i opisał trochę dokładniej lub jeszcze lepiej narysował jak to ma być połączone i jak policzyć te oporniki.
Z góry dziękuję
PS
Znalazłem taką stronę: http://www.electro-tech-online.com/blog-entri...e-and-dual-lm3914-v3-0-calculator.136/?page=1
Jest tam schemat - czy tak powinno to wyglądać?
Jest również kalkulator do obliczania oporników, ale też nie do końca wiem co tam wpisać.

Może odrobinę prościej. Z baterii dzielnik z oporników R1 (do Bat+) i R2 (do Bat- i V-), który ma dawać od 20% do 40% napięcia baterii - czyli R1/R2=od 1.5 do 3.0; połączenie R1 z R2 do Sig; między RefOut, a RefAdj opornik R3 (zdecyduj, jaki prąd ma płynąć przez aktualnie świecącego LED-a, przez ten prąd podziel 12.8V, wyjdzie ci opór tego opornika); RefAdj do RHi, między RHi, a RLo opornik R4 (ten trzeba będzie dobierać doświadczalnie, może użyć potencjometru, potrzebny opór na pewno będzie większy niż R4x=R3*R2/(R1+R2)*(U_bat_max-U_bat_min)/1.28V); między RLo, a V- opornik R5 (ten wylicz z wzoru: R5=R3*R2/(R1+R2)*U_bat_min/1.28V); Mode bez połączenia (ma być Dot - szkoda baterii na świecenie kilku LED-ów).

Przykładowo, można zaplanować U_bat_min=21V, U_bat_max=25.2V, I_LED=8mA, dzielnik R1=200k, R2=100k. Wtedy R3=1k6, R4x=1k8 (potrzebna regulacja R4 od 2k0 do 2k4), R5=8k75 (najbliższe z typowego szeregu to 8k2 i 9k1, pierwszy da U_bat_min=19.68V, drugi 21.84V (z możliwym odchyleniem +- prawie o 7% - taki jest dopuszczalny błąd wzorca napięcia w LM3914 - może się okazać, że np. 9k1 będzie nieco za mały, albo 8k2 odrobinę za duży). Należy sprawdzić napięcie minimalne, a potem regulować maksymalne potencjometrem R4. Może nastawić się na to, że R5 to będzie kombinacja dwóch oporników, a R4 np. potencjometru 1k i opornika 1k8? A może zwiększyć prąd LED-a do 10mA, żeby wystarczyła regulacja R4 do 2k0? Albo użyć R1=300k, R2=100k?

Jeszcze uwaga o R4: można wyliczyć, jaki ma być spadek napięcia na R4 z dołączonym równolegle dzielnikiem wewnętrznym z LM3914, i jaki prąd ma tam płynąć; niestety tylko w przybliżeniu wiadomo, jaki jest opór tego dzielnika - może być od 8k do 17k (Divider Resistance w nocie katalogowej), i do tego trzeba dostosować R4 - wylicza się R4x, a R4=1/(1/R4x-1/Divider_Resistance), czyli np. przy R4x=1k8 będzie potrzebny R4 między 2k0, a 2k33. Trzeba się liczyć z tym, że potencjometr może mieć spory błąd, nawet +-20%.

Wypada nieco obniżyć napięcie zasilania LM3914 - w tym celu między Bat+, a V- (i połączone z nim anody LED-ów) można wstawić diodę Zenera, np. na 6V8 (może być na nieco więcej, ale to jeszcze zależy od dzielnika, jak będzie dawał 0.4 V_bat, to dioda Zenera najwyżej na 6V8, bo na RefOut trzeba mieć 11.5V, a na V+ ponad 13V - jak użyjesz 6V8 i trafisz na taką, która ma 7.5V, to już zasilania wystarczy na styk; z diodą 10V0, która może mieć 11V, zasilania wystarczy na RefOut 8V, co może działać z dzielnikiem dającym 0.25 V_bat).

_jta_ napisał:

Może odrobinę prościej. ...

Dziś znalazłem chwilę czasu, więc spróbowałem coś narysować i policzyć z podanych wzorów
Czy tak będzie? LEDy znalazłem 2mA - mam nadzieję, że będą świecić na tyle słabo, aby nie przeszkadzać i na tyle mocno, że będzie widać poziom baterii. Skoro są takie słabe, to może będą zaświecać się razem z lampą na jednym włączniku.
Oporniki wyliczyłem takie:
R1 200k; R2 100k; R3 6k4; R4 7k; R5 35k
R10 - R19 11k

Jeśli R4 to będzie potencjometr to jaki? Gdzie ma być wpięta 3 nóżka potencjometru?

Yyyy .... spodziewasz się czegoś w fotografii po tych 2 mA ? Czy to tylko "proof of concept" ?

JacekCz napisał:

Yyyy .... spodziewasz się czegoś w fotografii po tych 2 mA ? Czy to tylko "proof of concept" ?

Tak, rozświetlić głębokie cienie w słoneczny dzień
Nie doczytałeś, że to wskaźnik poziomu baterii

tlustyx napisał:

JacekCz napisał:

Yyyy .... spodziewasz się czegoś w fotografii po tych 2 mA ? Czy to tylko "proof of concept" ?

Tak, rozświetlić głębokie cienie w słoneczny dzień
Nie doczytałeś, że to wskaźnik poziomu baterii

Rzeczywiście nie doczytałem.
Na SO być dostał minus za rozciągany z gumy temat bez powołania nowego pytania (tu jest bardziej demokratycznie, choć tamta idea jest akurat zdrowa)

Wolną nóżkę R4 najlepiej połącz z suwakiem. Zamiast R10-R19 można by użyć jednego opornika od strony anod LED-ów (przecież ma świecić tylko jeden z nich), a jak dobierzesz odpowiednio wartość R3, to sam LM3914 zadba o ograniczenie prądu LED-ów. Dla prądu LED-ów 2.0mA wychodzi R3=6k4, ale takiego raczej nie znajdziesz, można użyć 6k8 (prąd LED-ów będzie ciut poniżej 1.9mA). Dla R3=6k8 prąd R4 może być za mały, żeby dało się zastosować sensowną wartość R4 przy R1:R2=2:1 (jeśli opór wewnętrznego dzielnika w LM3914 będzie 8k, to R4 wyjdzie nieskończony), można użyć R1:R2=3:1 (i wtedy wystarczy R4 od 7k do 24k, czyli np. potencjometr 22k i szeregowo opornik 6k8). Można też użyć tego dodatkowego opornika w anodach LED-ów (żeby to on ograniczał prąd, a nie LM3914) i wtedy można sobie pozwolić na nieco większy prąd wzorca, a mniejszą wartość R3, R4 i R5. Aha, jeszcze zapomniałeś o diodzie Zenera dla zmniejszenia napięcia zasilania LM3914 - do LM3914 i do LED-ów zasilanie ma być przez tę diodę Zenera, do R1 bezpośrednio.

Dołożyłem diodę Zenera - tylko jaka ma być?
Usunąłem R10 - R19
Oporniki policzyłem dla U_bat_max 25,2V; U_bat_min 21V - jednak nie wiem, czy ma być dla takich napięć, czy należy uwzględnić spadek na diodzie Zenera
Dałem:
R1 300k
R2 100k
R3 6k8
R4 potencjometr 22k + R6 6k8
R5 28k - takiego chyba nie ma, znalazłem 27k lub 30k, który dać?

Poprawiłem schemat, tylko czy dobrze?

Jeśli R1 dołączasz do baterii bezpośrednio, to do wyliczania oporników bierzesz całe napięcie baterii - po to jest to bezpośrednie połączenie, żeby spadek napięcia na diodzie Zenera nie wpływał na działanie układu.

Przy podziale napięcia baterii z R1:R2=3:1 największe napięcie z dzielnika może być 6,3V; na VR potrzebujesz 7,7V, a na V+ co najmniej 9,2V; najmniejsze napięcie baterii może być 21V, więc na diodzie Zenera można stracić do 11,8V - na wszelki wypadek proponuję nieco mniej, może użyj diody o nominalnym napięciu do 10V. Ale można i np. 6V8, jeśli akurat taką masz pod ręką.

Bardzo dziękuję, za pomoc i poświęcony czas
Jak poskładam to w jedną całość, to dam znać, czy się udało i czy wszystko działa jak należy.

_jta_ napisał:

Przy podziale napięcia baterii z R1:R2=3:1 największe napięcie z dzielnika może być 6,3V; na VR potrzebujesz 7,7V, a na V+ co najmniej 9,2V; najmniejsze napięcie baterii może być 21V, więc na diodzie Zenera można stracić do 11,8V - na wszelki wypadek proponuję nieco mniej, może użyj diody o nominalnym napięciu do 10V.

Płytki zrobiłem, wlutowałem co trzeba (w całość jeszcze nie złożyłem) i na razie podłączyłem do baterii wskaźnik poziomu. Niestety coś nie działa. Napięcie z baterii 24V. Przy podłączaniu napięcia mruga 1 i 10 dioda i dalej nic. Kręcenie potencjometrem nic nie zmienia. Po przyłożeniu woltomierza (Multimetr M830BUZ) do opornika R1 pokazuje napięcie 16,87V i wtedy świeci się pierwsza czerwona dioda. Na oporniku R2 jest napięcie 5.58V, na R3 1.24V, na R5 6.35V na R6 0.56V a na potencjometrze 1.55V a na diodzie Zenera 9.91V.
W czym może być problem?

Jaki opór wewnętrzny ma ten woltomierz? Najtańsze cyfrowe mają 1M (chyba M839 też) i jeśli dałeś R1=300k i R2=100k, to przy pomiarze napięcia na którymkolwiek z nich napięcie wskazane przez miernik należy mnożyć przez 1.075 (1 + (R1||R2)/opór_miernika), czyli na R1 jest 18.135V, a na R2 5.9985V.

Na R3 powinno być około 1.24V (choć wydaje mi się, że odrobinę więcej, według noty typowe 1.28V, może trafiłeś na egzemplarz LM3914, który daje mniejsze, ma prawo być od 1.20V do 1.34V). Na R5 jest za duże - powinno być 5.5V, jest o 15% więcej, a poza tym mamy błąd (który ja przegapiłem pisząc #49) - R5 powinien być połączony z drugą stroną R6 - tą, która się łączy z pinem R_LO.

Daj R5 o 15% mniejszy i zmień miejsce podłączenia (a może zamiast mniejszego R5 większy R3? bo prąd LED-a chyba wyjdzie trochę za duży, ze 2.5mA; ale R3 większy co najmniej o 20%, a podłączenie R5 i tak trzeba zmienić). Tak, jak wyszło, na R_LO wychodzi 6.91V (suma napięć na R5 i R6), czyli pierwsza dioda powinna zaświecić przy napięciu 27.8V, a chcieliśmy przy 21.0V...

Hm... trochę mnie dziwi, że przy pomiarze napięcia na R1 zaświeciła akurat pierwsza dioda, bo na R2 powinno wtedy być 7.3V, a od tego już powinna zaświecić trzecia, albo czwarta...

_jta_ napisał:

Jaki opór wewnętrzny ma ten woltomierz? Najtańsze cyfrowe mają 1M (chyba M839 też)

Popatrzyłem do instrukcji i jest "input impedance: 1MΩ"
R5 dałem na drugą stronę R6. R3 wymieniłem na 7k5 (taki miałem).
Po podpięciu baterii nadal nic. Natomiast po przyłożeniu miernika do R1 ciągle świeci się lekko dioda 1 a regulując potencjometrem zaświecają się kolejno diody od 6 do 10 (jedynka świeci ciągle)

EDIT
Uruchomiłem drugi miernik (chyba trochę lepszy SAFTEC No.3AB). Na R1 pokazuje napięcie 18.06V (diody się nie zaświecają), a na R3 1.26V

Jeżeli z 6k8 na 7k5, to jest to o 10% więcej, więc wciąż za mało. Czy możesz ustalić, jaki prąd płynie przez R5? Jaki ma opór, jakie jest na nim napięcie?

Może pomierz napięcia R_HI i SIG względem R_LO? Do prawidłowego działania oba powinny mieć ten sam znak i pierwsze powinno być większe.

_jta_ napisał:

Może pomierz napięcia R_HI i SIG względem R_LO?

Napięcie mierzyłem miernikiem SAFTEC względem R_LO:

Wcześniej na próbę wlutowałem zamiast R1 potencjometr 500K (taki miałem).
Ustawiłem go na 300K
R_HI 1.444V
SIG -145mV

Ustawiłem go na 235K - przy 24V świeci 7 dioda (i 1 ciągle lekko) Zmieniając jego oporność, świecą się po kolei wszystkie diody.
R_HI 1,443V
SIG 1,049V

Na R5 (bez względu na ustawienie R1) 6.04V, opór 26K6

Czyli prąd R5 jest 227uA. To należałoby jeszcze zwiększyć R3 - od jego wartości zależy prąd R5 i prąd LED-ów, który jest 10X większy, niż prąd R5, a więc 2.27mA, i to jest dla nich za dużo.

Napięcie R_HI względem R_LO równe 1.444V przy R1:R2=3:1 oznacza szerokość zakresu pomiaru napięcia akumulatora około 5.7V - potrzeba nieco mniej, 25.2V-21.0V=4.2V. To ma regulować R4.

Wymieniłem R3 na 12K (nic mniejszego teraz nie mam).
R1 jest tak jak miało być, czyli 300K
Napięcie względem R_LO:
SIG 1.604 V
R_HI 1.392 V - 0,727V - mierzone przy skrajnych ustawieniach potencjometru R4

Bez względu na ustawienie, świeci dioda 1 i 10

To spróbuj równolegle do R3 dodać 27k (najlepiej by pasował 27.8 - jak nie masz 27k, to użyj 30k). Potem ustaw R4 tak, by napięcie R_HI-R_LO było 1.05V.

Do R3 dołożyłem 27K, R4 ustawiłem. Działa
Przy 24V świeci się 8 dioda, przy 21,4 - świeci 2.

1 świeci ciągle, ale słabiej niż pozostałe - co może być powodem?

Może komuś się przyda. Poprawiony schemat:

To jest opisane w nocie katalogowej LM3914 - zobacz Mode Pin Functional Description, DOT MODE CARRY - zrobili tak, żeby można było łączyć LM3914 kaskadowo. Z tego powodu w tabeli Electrical Characteristics parametr Output Leakage jest podany osobno dla pinu 1 w Dot Mode, typowo ma być 150uA, ale może być w zakresie od 60uA do 450uA. Jeśli to słabe świecenie LED-a 1 przeszkadza, to proponują równolegle do niego dać opornik 10k (być może będzie potrzebny mniejszy, to zależy od wielkości tego prądu - zmierz go i dobierz opornik): While 100μA does not normally produce significant LED illumination, it may be noticeable when using high-efficiency LEDs in a dark environment. If this is bothersome, the simple cure is to shunt LED No. 11 with a 10k resistor. (piszą 11, bo to dotyczy kaskadowego połączenia dwóch LM3914, ale dotyczy i 1)