Включение мощного светодиода Cree

Ну нравятся мне всякие лампочки и светодиоды. И фонарики. (и еще пиротехника – это какая более красивая.. или если что неправильно включить).

Обзор по туристическим фонарикам – налобным – есть на страничке про пещеры.

Лампочки для загородного дома или дачи – есть в записях еще про фонари, самые удобные оказались – чуть больше полутора ватт, 1.8 с полной яркостью – в корпусе маленького точечного светильника. Они в дачном домике – 3 штуки, каждый из 10 маленьких светодиодов. В них внутри регулятор, могут работать от 10 до 24 вольт. Почти не сажают аккумулятор, если только солнечная батарея.

Чем отличается светодиод от обычной лампы – накаливания – по подключению к электричеству? Лампа – на нее можно подать напряжение от 170 до 240 вольт, она будет гореть – только с разной яркостью. Если 240 – то перегорит быстрее, ну на полгода хватит.

А на светодиод – так нельзя. Он рассчитан на определенный ток, либо, на очень точное напряжение. Лучше регулировать – по току.

Поэтому – к нему надо специальную схему – драйвер.

И они все по -разному собраны и еще и устроены не одинаково.

Вот, к примеру, французская сборка bridgelux на керамической пластинке. Там надо ровно 210 вольт, то есть последовательно соединены 3 группы по 70 маленьких кристалликов. Тогда, через каждый будет ток около 33 ма, а мощность 210 * 0.1 будет 21 ватт, как в паспорте и написано. * посмотрел в лупу – там 72 кристалла, 4 основные группы по 11 и 2 по 9 , 4 и 6, пластина круглая. И выпрямитель с маленьким резистором вроде как и емкость, светики по 300 милливатт, вся сборка 21 ватт и 2000 лм . Но, кратковременно, можно подать 220 вольт, сборка не перегорит, но мощность будет выше , а яркость не повысится. Сильно нагреется только. Можно и постоянный ток и переменный, на кристалле маленький резистор и выпрямительные диодики. На практике, через нее – при работе прожектора – регулируется ток, до 100 ма, и еще, проверяется температура. Если больше +70 – ток снижается, и яркость тоже.

А вот светодиод Cree при мощности одного кристалла 10 ватт – работает ровно на 3.2 вольта, значит, ток ему нужен 3 ампера, примерно. Так драйвер и должен регулировать. И сам корпус светодиода – на хороший теплоотвод, алюминиевый. ( Старый медный радиатор от процессора AMD подойдет, две трети , даже больше, из 10 ватт уходят в тепло, а только меньше трети – в свет ).

схема для двух вариантов – лампа 18 ватт (3 + 3 кристалла) и одиночный светодиод Cree 10 ватт.

  • использована более распространенная микросхема (компаратор ) lm393 приблизительно наш аналог и с выводами по другому 554са3 . Можно и lm324 операционник.
  • неплохо работает в таких устройствах 34063 – Motorola – это как раз для источников питания и есть регулировка и по току и напряжению.

Схема мощного драйвера с входом ШИМ

Ниже показана схема для питания мощных светодиодов:

схема мощного драйвера

Драйвер построен на сдвоенном компараторе LM393. Сама схема представляет собой buck-converter, то есть импульсный понижающий преобразователь напряжения.

Особенности драйвера

  • Напряжение питания: 5 — 24 В, постоянное;
  • Выходной ток: до 1 А, регулируемый;
  • Выходная мощность: до 18 Вт;
  • Защита от КЗ по выходу;
  • Возможность управления яркостью при помощи внешнего ШИМ сигнала (интересно будет почитать, как регулировать яркость светодиодной ленты через диммер).

Принцип действия

https://cxem.net/pitanie/5-231.php

Резистор R1 с диодом D1 образуют источник опорного напряжения около 0.7 В, которое дополнительно регулируется переменным резистором VR1. Резисторы R10 и R11 служат датчиками тока для компаратора. Как только напряжение на них превысит опорное, компаратор закроется, закрывая таким образом пару транзисторов Q1 и Q2, а те, в свою очередь, закроют транзистор Q3. Однако индуктор L1 в этот момент стремится возобновить прохождение тока, поэтому ток будет протекать до тех пор, пока напряжение на R10 и R11 не станет меньше опорного, и компаратор снова не откроет транзистор Q3. * Поскольку индуктор “заряжен”, в схеме остаётся ток. Он течет через диод Шоттки D3 и питает светодиоды . после индуктора добавить керамический кондер на 1 мкф к светодиодам и к минусу. катушка индуктивности с сердечником из феррита – обычная, проводок 0.5 на 3 ампера можно.

Пара Q1 и Q2 выступает в качестве буфера между выходом компаратора и затвором Q3. Это защищает схему от ложных срабатываний из-за наводок на затворе Q3, и стабилизирует ее работу. * читаем про драйвер затвора мощного полевика, энергию на его открывание и про импульс тока при перезарядке емкости – да запросто там 30000 пф. А это больше 18 ампер, если 200 наносекунд. Да, еще полевики сейчас работают от 2 вольт, а раньше надо было 12 – 15 подавать, поэтому от этого зависит и напряжение питания ! не обязательно всей схемы, а этого узла.

Вторая часть компаратора (IC1 2/2) используется для дополнительной регулировки яркости при помощи ШИМ. Для этого управляющий сигнал подается на вход PWM: при подаче логических уровней ТТЛ (+5 и 0 В) схема будет открывать и закрывать Q3. Максимальная частота сигнала на входе PWM — порядка 2 КГц. Также этот вход можно использовать для включения и отключения устройства при помощи пульта ДУ. * ну это можно и с маленькой ардуинки управлять. смотрим запись про прожектор 20 и 30 ватт.

  • не будет нормально работать без сигнала ШИМ pwm ( большая частота переключения, можно увеличить или рассчитать индуктивность – по схеме понижающего преобразователя , взяв, например, программу от mc34063) . с максимальной частотой я не понял. частота повторения импульсов для компаратора может быть и 200 кгц, для полевика и катушечки 50 uH надо бы около 40 килогерц. При заполнении импульса 70 процентов – наибольшая мощность, можно и до 50 сделать, надо проверять на катушке. Может, ферритовое кольцо лучше – около 30 мм и 8 мм толщиной, по мощности. подача сигнала ШИМ снижает яркость и ток, от максимума до процентов 10, вместо ШИМ можно подать напряжение от 1 до 3 вольт, или добавить еще один резистор переменный, на 20- 30 килоом. (еще там не вижу rc цепочку – как в моей схеме регулировки повышающего на mc34063 от arduino.)
  • при частоте большей – надо усиливать драйвер полевика, подбирать катушку – альсифер или металлопорошок, и транзистор возможно полевой. Запустить на 100 кгц и больше – сложновато.
  • Генератор pwm продается в китайском магазине, либо, сделать на Ардуино. 5 .. 70 процентов ширина импульса. Ограничение тока настроить, конечно, при максимуме яркости.
  • Если регулировка не очень нужна – есть mc34063, хотя, она тоже управляется сигналом ШИМ, складывается на резисторе 100к и подается на 5 вывод, где обратная связь по напряжению.

D3 представляет собой диод Шоттки, рассчитанный на ток до 1 А. Если не удастся найти именно диод Шоттки, можно использовать импульсный диод, например FR107, но выходная мощность тогда несколько снизится. * не надо. Лучше на 5 ампер и больше и Шоттки, 0.3 в падение а не 1.2 .. 1n5818 cus08f30 1n5824

Максимальный ток на выходе настраивается подбором R2 и включением или исключением R11. Так можно получить следующие значения:

  • 350 мА (LED мощностью 1 Вт): R2=10K, R11 отключен,
  • 700 мА (3 Вт): R2=10K, R11 подключен, номинал 1 Ом,
  • 1А (5Вт): R2=2,7K, R11 подключен, номинал 1 Ом.
  • 3А – 2 штучки в параллель 0.22 ома, есть такой номинал , 2 ватта и подкорректировать подстроечным.

В более узких пределах регулировка производится переменным резистором и ШИМ – сигналом.

Сборка и настройка драйвера

Монтаж компонентов драйвера производится на макетной плате. Сначала устанавливается микросхема LM393, затем самые маленькие компоненты: конденсаторы, резисторы, диоды. Потом ставятся транзисторы, и в последнюю очередь переменный резистор.

Размещать элементы на плате лучше таким образом, чтобы минимизировать расстояние между соединяемыми выводами и использовать как можно меньше проводов в качестве перемычек.

При соединении важно соблюдать полярность подключения диодов и распиновку транзисторов, которую можно найти в техническом описании на эти компоненты. Также диоды можно проверить с помощью мультиметра в режиме измерения сопротивления: в прямом направлении прибор покажет значение порядка 500-600 Ом.

Для питания схемы можно использовать внешний источник постоянного напряжения 5-24 В или аккумуляторы. У батареек 6F22 («крона») и других слишком маленькая емкость, поэтому их применение нецелесообразно при использовании мощных LED. * сейчас , за редким исключением , аккумуляторы 18650, 2 штуки. Или, удобнее, сборка на 12 вольт. В китайских фонарях питание 3 – 4.2 вольта, то есть от 2 в параллель элементов, и там современный полевик, срабатывающий от 2 вольт на затворе и с малым сопротивлением 18 миллиом.

После сборки нужно подстроить выходной ток. Для этого на выход припаиваются светодиоды, а движок VR1 устанавливается в крайнее нижнее по схеме положение (проверяется мультиметром в режиме «прозвонки»). Далее на вход подаем питающее напряжение, и вращением ручки VR1 добиваемся требуемой яркости свечения.

Список элементов:

элементы схемы драйвера

в схеме p-ch полевик – можно снять с дохлого винчестера maxtor seagate либо с материнок. Купить – он за 400+ р. Шоттки – с блоков питания, прозвонить конечно.

понизил частоту работу транзистора R9=4.7K C5=1.2n l=47uH даю рассчет –

MC34063 Step−Down
Cт = 257 пФ | (E24) = 270 пФ
Ipk = 6 А
Ipk > 1.5 AERROR
Уменьшите значение выходного тока !!!
Rsc = 0.05 Ом
Lmin = 8 мкГн
Co_min = 75 мкФ | (E3) = 100 мкФ

10 ватт , 3.2 вольта светодиод, 9 – 10 микрогенри минимум, в 2 – 3 проводка 0.5 мм, 100 мкф перед светодиодом. (попробовать – не будет ли сильно моргать), 6а импульсный ток через транзистор – то есть надо на 8 .. 10 .. 30 ампер, R9 C5 = 1K , 250пФ

sb140 .. 1n5819 1n5818

ntd2955 // irf7406 если до 3 ампер, ao4407 , ao4443, IRFU9024 – на 8 ампер, пойдет для 10-ваттного светодиода.

смотрим комментарий у американцев – кто делал, там более мощная катушка индуктор (пойдет для 3а 10ватт светодиода и даже двух) она с зеленой ленточкой, металлопорошок сендаст.

  • перед светодиодом или сборкой – конденсатор на 1000 мкф и на напряжение сборки – 6.3 или 10 вольт. Поскольку – без сигнала ШИМ и не работающей регулировке на светодиоде сразу почти (за миллисекунду) будет напряжние питания – и он скорее всего погорит, и транзистор тоже, надо при пониженом напряжении (например 6 вольт) отладить регулировку по току, подключив вместо светодиода 3 резистора последовательно по 1 ому 2 ватта – или 2 параллельно, если светодиод на 3 ампера.
  • для правильной работы катушечки индуктивности – индуктора на 100 мкГн частота повторения импульсов ШИМ должна быть больше 8 кгц , а лучше 16 и больше даже. если немножко меньше 16 – может пищать и трещать, это не очень нужно. И надо будет индуктивность больше 470 мкГн. Рассчет сделан для тока 3а средний, 6а в импульсе и частоты 40 кгц, тогда катушка 9 .. 10 микрогенри. (то есть частоту будет определть не шим а регулировка по току, без кондера у светодиодов а R9 C5 = 1K , 250пФ).

q1 q2 КТ315 КТ361 . – тогда R8 – перемычка или на 1 Ом. (они на 300 мгц и ток в коротком импульсе до 30а). Эпитаксиально планарные транзисторы из Фрязино, не секрет, на них большая часть всей цифровой электроники была сделана и процессоры тоже.

источник (2012) покупать чертежный пакет автодеск и комплект для 3- мерной печати не обязательно

ProjectsContestsTeachers

Log InSign Up

Simple Buck LED Driver With PWM Input

By ledartist in CircuitsLEDs

246.192

301

155

Featured

Introduction: Simple Buck LED Driver With PWM Input

Simple Buck LED Driver With PWM Input

By ledartistVisit TheLEDart.com for more

More by the author:

The Simplest Circle Cutting Jig With a Plunge Router
Mini Headphone Amp /w Bass Boost
Joule Thief Filament Lamp

About: I am an electronic artist living in Upstate New York. I work with LEDs, microcontrollers, and analog electronics to create objects that I find beautiful. More About ledartist »

High-power LEDs over 1W are now quite inexpensive. I’m sure many of you are incorporating LEDs as light sources in your projects.
However I realize that the finding and configuring the power supply is still not as simple as it can be; commercially available LED drivers are convenient, but often overkill or not flexible. Even my own Universal LED Driver can be overkill at times. Some projects call for a bear minimum, simple driver.

Poorman’s Buck – Simple, Constant Current LED Driver

So I created the “Poorman’s Buck” – simple switch-mode (buck) constant current LED driver that’s built without a microcontroller or a specialized IC. All of the parts are easy to obtain, “off-the-shelf”, though-hole parts.

Even though this driver is minimalistic, I added a current adjust function that doubles as a dimmer, and an input to control the output with PWM. This makes the “Poorman’s Buck” perfect building block for Arduino or other microcontroller based LED projects – you can control many high-power LEDs from a microcontroller simply by sending PWM signal. With Arduino you can simply use “AnalogWrite()” to control the brightness of high-power LEDs.

Step 1: Features

Features

  • Inductor “switch mode” (buck) converter for high energy efficiency.
  • Wide supply voltage range of 5 to 20V. Great with batteries as well as AC adaptors.
  • Cycle-by-cycle, true constant current circuit
  • Configurable output current up to 1A
  • Up to 15W maximum output power. (at supply voltage 20V with five 3W LEDs connected)
  • Current control potentiometer (trims the output current down to about 9%)
  • Current control can be used as a built-in dimmer
  • Output short-circuit protection
  • PWM control input – controllable via external microcontroller including Arduino.
  • Compact design – only 1 x 1.5 x 0.5 inches (excluding the pot shaft)

Step 2: The Circuit

The Circuit

The circuit is built around a very common dual comparator IC: LM393 using buck converter topology.

The output LED current flows through R10 and R11 (current sensing resistors). The resulting voltage is proportional to the current according to the Ohms Law. This voltage is compared to the reference voltage by a comparator. As the Q3 turns on, current flows through L1, LEDs, and the current sensing resistors. Inductor does not allow current to shoot up immediately, so the current increases gradually. As the current gets higher, the voltage at the comparator’s negative input pin increases as well. When it gets higher than the reference voltage, the comparator trips, which turns off Q3, which turns off current flowing into the inductor.
Now because inductor is “charged”, current doesn’t stop flowing immediately. Current then flows through the Schottky diode D3 to power the LEDs. This current gradually decays, and as the current decays so does the voltage across the current sense resistors. Eventually the comparator flips back again, and the cycle starts over. This method of controlling current is often called “cycle by cycle” current limiting. (This “true” current limiting also works as a buit-in short circuit protection. Shorting the output doesn’t harm the circuit.)

This whole cycle above happens very quickly – as fast as 500,000 times a second. (This frequency changes depending on the supply voltage and LEDs forward drop voltage and current. Anywhere between 100k – 500kHz.)

The reference voltage is generated by an ordinary diode. Forward voltage drop of a diode is about 0.7V and stays relatively constant. Then potentiometer VR1 trims the voltage – because the output current is compared against this voltage, this in turn controls the output current. The range of the change is about 11:1 or 100% – 9%. This is pretty narrow compared to a real dimmer, however it is quite handy. Sometimes after installing the light you realize that LEDs are much brighter than expected. Then you can simply trim the current down until the brightness is just right.
You can omit the potentiometer and replace with resistors if your project doesn’t call for it.

The beauty of a switch-mode controller is that it controls the output current without “burning” the excess energy. Energy from the power supply is used only as much as needed to get the required output current. Some energy is lost in the circuit due to the resistance and other factors, but not that much. A typical buck converter has efficiency of 90% or higher.
The Poorman’s Buck doesn’t get very hot when operating – only get warm. Unlike linear regulators, no heat sinking needed.

References
Buck Converter: http://en.wikipedia.org/wiki/Buck_converter
Comparator: http://en.wikipedia.org/wiki/Comparator

Configuring Output Current
The Poorman’s Buck can be configured to deliver anywhere between 350mA to 1A of output current. Combination of R2’s value and wether you connect R11, you can change the output current.

Here are samples of a few configurations:

Output CurrentR2 ValueUse R11?
350mA (1W LED)10kNo
700mA (3W LED)10kYes
1A (5W LED)2.7kYes

The current control pot VR1 controls the output current from about 9-100% of the set current. So if you configure the unit to deliver 1A, you can trim it down to about 90mA just by turning the pot. This can be used as a dimmer (although the dimming range is somewhat limited).

PWM Input
The basic operation of this circuit can be done with just one comparator. However the most popular comparator IC (LM393) has two comparators in it. So rather than letting one of the comparators sitting doing nothing, I added a few extra parts to make it PWM controllable. the second comparator in the circuit works as an AND gate so that the PWM input has to be open (or logic high) for the output LEDs to turn on. Usually this pin can be left open (no connection) and the Poorman’s Buck will operate without PWM. But when you need that extra control, you can connect Arduino or other microcontroller and control the high-power LEDs connected to Poorman’s Buck. With Arduino, control is just as easy as using “AnalogWrite()” command. Up to 6 Poorman’s Buck can be controlled by one Arduino.

This PWM control works within the current level set by the current control pot. So if you lower the current, the same 10% PWM level can be darker, for example.

The source of the PWM control is not limited to microcontrollers. Anything that produce voltage between 0 – around 5V can be used to turn the output on and off. Be creative – use photo resistors, timers, logic ICs… The upper limit of PWM frequency is about 2kHz, but I think 1kHz would be the optimum.

This PWM input can also be used simply as a remote on/off switch. However the LEDs will be on when the switch is open, and off when closed – opposite of usual power switch.

Attachments

Step 3: Parts, PCB and Assembly

Parts, PCB and Assembly

Assembly is very straight forward. All parts are standard, off-the shelf type.

Parts List

  • 1 or 2x 1 ohm 1W – R10, R11 (use only one to get 350mA, or 500mA (with R2=2.7k) output current)
  • 1x 10 ohm – R8
  • 2x 1k ohm – R3, R9
  • 3x 4.7k ohm – R1, R4, R7
  • 3x 10k ohm – R2, R5, R6 (change R2 to 2.7k ohm to get 1A output current)
  • 1x 10k ohm potentiometer – VR1
  • 1x 22pF/35V – ceramic capacitor C5 (optional)
  • 2x 0.1uF/35V ceramic capacitor – C2, C3 (optional)
  • 1x 2.2uF/10V electrolytic capacitor – C1
  • 1x 100uF / 35V electrolytic capacitor – C4
  • 1x 47-100uH / 1.2A – L1
  • 1x GPN (5551, 2222, 3904, etc.) – Q1
  • 1x GPP (5401, 2907, 3906, etc.) – Q2
  • 1x P-ch MOSFET (NTD2955 or IRFU9024) – Q3
  • 2x 1N4148 diode – D1, D2
  • 1x SB140 or 1N5819 Schottky diode- D3
  • 1x LM393 dual comparator – IC1

* All resistors are 1/8W or 1/4W carbon film unless otherwise noted.

Substitutions
Inductor L1 can be anywhere between 47 to 100 uH, rated at least at 1.2A. C1 can also be anywhere from 1 to 10 uF. C4 can be as small as 22 uF, making sure that it’s rated at least at 35V DC.
Similarly, Q1 and Q2 can be almost any general purpose type transistors. Q3 can be substituted by other P-ch MOSFETs capable of minimum 2A of drain current, drain-source voltage at least 30V, and gate threshold lower than 4V (logic gate).

Assembly
Solder the parts starting with the lowest profile ones, in this case, IC1. All resistors and diodes are installed vertically. Be careful with the orientation of polarized parts, such as diodes, transistors, and MOSFET.

I designed the PCB in single layer, so home etching can be done easily. Gerber files and PDF are provided.

I’m offering the fab-manufactured PCBs as well as the full kits on my website.

Attachments

poormansbuckPCB.pdf

Step 4: Connecting LEDs

The supply voltage has to be at least 2V or so higher than LED’s total forward voltage, which is around 3.5V per white LED.

Depending on the power supply voltage, Poorman’s Buck can drive up to 6 LEDs connected in series. With constant current LED driver, it’s best to connect LEDs in series, so that all LEDs get the same exact current. The chart below shows the number of serial connected LEDs and the required power supply voltage.

Number of LEDsMinimum Supply Voltage
15V
29V
312V
415V
520V

You can series-parallel connect LEDs to drive more LEDs as needed. If you only have 12V power supply but want to connect 6 LEDs, make two strings of 3 LEDs in series and connect them in parallel, for example (see the schematic).

Step 5: Put It to Use!

Put It to Use!

I’m sure there are many uses for a little driver like this – under the shelf lights, tabletop lamp conversion, LED lanterns, etc.

Power supply can be one of those wall-warts laying around. Voltage between 5 to 20V can be used. Batteries can be used as well.

Step 6: Amendment!

(As of Aug. 9, 2012)

The power supply voltage range was originally quoted as 5 to 24V. However as the MOSFET can only tolerate +-20V between the source and gate, the power supply should not exceed 20V.

I will post the circuit modification to allow supply voltage above 20V soon.

Thank you hanlin_y for bringing this to my attention.

Make It Real Challenge

Participated in the
Make It Real Challenge

1 Person Made This Project!

Did you make this project? Share it with us!

Recommendations

The Solar Powered Super Cool Social Networking Hat – Spirit of Invention: National Archives UK by Hey Jude in Kids

2 387

Creating a Stylish Triangular Pixels LED Clock Using WS2812 Leds and Wemos D1 Mini Module by andrei.erdei in LEDs

129 10K

High Contrast Braille Keypad With Indicator Lights by boysenberry in Sensors

6 911

ESP32-Powered Tabletop Kinetic Sand Drawing Robot by aidenvigue in Robots

216 13K

  • Colors of the Rainbow Contest
  • Metal Contest
  • Wear It Contest

We have a be nice policy.
Please be positive and constructive.

155 Comments

amythechloe

amythechloe

Question 2 years ago

I’m confued, wouldn’t the PWM basically make the current limiting circuit compensate for the current drop and make it shoot up higher to the source voltage? making it not work.

ChrisP458

ChrisP458

4 years ago

I need help creating a schematic. All I know is the 2Watt LED I intend on using. I want to use 3 LEd’s of these and design a circuit. Power source will be 12volts, forward voltage is 3.6v, current 700mA of each led. simple as possible be great

RichardC388

RichardC388

4 years ago

Good afternoon, I hope you still would be able to help on such an old post. What components do you need to eliminate to make it run without PWM? I want to control a second LED independently using the second comparator and to keep everything on one single board

Undermentioned

Undermentioned

7 years ago

Hi man

Sorry I know this is a old post but I need to pulse a 1watt IR led at its peak forward current (1000mA) with a arduino for 5us high and 100us low.

Will this circuit work for that?

Thanks.

SniperSix

SniperSix

5 years ago

Hey nice work… my psu is 24V. I have as much as 60 3W leds to my project, not all lit at the same time on 7 different circuits. Did you post the circuit modification to allow supply voltage above 20V yet?

ScottH328

ScottH328

5 years ago

HI ledartist,
I realize this is an old post, just wanted to say thanks for offering up such a simple, useful circuit and well written, complete post. Very useful.

kamhagh

kamhagh

5 years ago

Thanks a lot for this circuit :O I was almost going insane figuring it out myself.

It’ll be a pain or RGBW though D:

but a few questions:

Do the capacitors have to be exactly the same? also can I use LM358?

Sorry I’m a total newb

Christoffer KolbeB

Christoffer KolbeB

6 years ago

I need some help with the schematics. What does this sign mean?

Buck.JPG
ChadH83

ChadH83

6 years ago

Can you upload the full gerber files (including Solder mask and Silk screen)?

zshaw3

zshaw3

6 years ago

This is great! I have been searching the internet for hours trying to find out how to build one of these. Didn’t even think to check instructables. Quick question, would I be able to use this circuit to power two 10W 1A 9-12V high power LED’s? Thank you for your time.

Jean-SébastienL3

Jean-SébastienL3

7 years ago

Nice work!

It took me some time to figure out where in the design 350mA magic number came from. I feel like this should be mentioned in the technical description. Here’s where I think it’s from. But I’m not certain.

The voltage drop of D1 is roughly 0.7V (you can research why, but that’s just typical for that kind of diode), which means that the voltage across R2 + VR1 + R3 to reach ground is also 0.7V. D1 conducts to ground when more than 0.7V are applied by the source, but that current goes through a 4.7k resistance though, so roughly 4mA even for a 20V source).

If the VR1 potentiometer’s wiper is on the least resistant setting, 0 Ohm, then you have 10k ohm of resistance before the comparator, and 11kOhm after it, which means that the comparator is sensing roughly 52% (11k / 21k) of the 0.7V, so 367mV. When it is turned the other way, it will be sensing 1k/21k * 0.7V = 33mV. (The description says the ratio is 1:11 but maybe I’m wiring it differently).

Let’s assume that the comparator senses 367mV on the “-” side. Now, on the other end of the circuit, after going through the LEDs, the great majority of the current has to go through R10 (R11 is not there in the 350mA configuration). U=RI, and R is 1 Ohm. Which means that for the comparator to trip, the current has to pass over 367mA. There goes the connection between the voltage and current.

sean.thomas.pa33377

sean.thomas.pa33377

7 years ago

Hi. Do you still sell the PCB for this please?? Thankyou ?

hanlin_y

hanlin_y

7 years ago

If you want to exceed 20V, there’s another circuit that might work. You could use it to drive a string of high current LEDs such as 1.5A or 3A from Li-ion batteries. It lets you use a lower powered zener diode.

If the signal MOSFET turns on, the BPJ transistors’ bases should receive 10V and cause TP2 to be 10V. The power MOSFET’s Vgs should be -14 which is less than its rating of -20V.

If the signal MOSFET turns off, the BPJ transistors’ bases should receive 24V and cause TP2 to 24V. The power MOSFET’s Vgs should be 0V.

more than 20V buck.png

Simple Buck LED Driver With PWM Input by ledartist

Categories

About Us

Resources

Find Us


© 2023 Autodesk, Inc.

делаем сразу дополнительный регулятор на ШИМ pwm. 16 килогерц, как подсказывают, если маленькая ардуинка.

  • в другой записи – это сделано для 20-ваттного прожектора, при повороте крутилки – обычного переменного резистора – на модуляцию шим выдается от 200 до 9000 тактов, в результате – там mc34063 и резистор 100к с маленьким конденсатором 10нФ , управление по входу обратной связи, регулируется напряжение, а на самом деле ток через 1 – ом резистор, если 100 милливольт – то полная яркость, 100мА, 21 ватт. При подаче сигнала ШИМ ток снижается до 10 мА, яркость до 90 люмен с 2000.
  • очень удобно – 5 ступенек яркости – смотрим программу в записи Прожектор на 20-ваттном светодиоде.

теория . поизучаем AVR

Широтно-импульсная модуляция Arduino

ШИМ, по-английски Pulse-Width Modulation (PWM) — это управление мощностью на нагрузке с помощью изменения скважности (ширины) импульсов при постоянной частоте и амплитуде сигнала. На следующем графике видно, что при разных значениях в функции analogWrite, амплитуда импульсов остается постоянной, но меняется ширина импульсов. Мощность сигнала определяет коэффициент заполнения импульса.

Параметры сигнала, коэффициент заполнения ШИМ
График. Параметры сигнала, коэффициент заполнения ШИМ

Можно выделить две области применения широтно-импульсной модуляции:

1. PWM используется в источниках питания, регуляторах мощности и т.д. Применение ШИМ на Arduino Nano позволяет значительно упростить управление яркостью источников света (светодиодов, LED-ленты) и скоростью вращения двигателей.

2. PWM используется для получения аналогового сигнала. Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) на Ардуино прост в реализации, так как требует минимума радиоэлементов — достаточно одной RC цепочки из резистора и конденсатора.

Изменение частоты ШИМ Ардуино (разрядности)

Платы Arduino Uno и Arduino Nano на базе ATmega168/328 имеют 6 аппаратных ШИМ модуляторов на аналоговых портах 3, 5, 6, 9, 10, 11. Управление ШИМ сигналом осуществляется с помощью функции analogWrite, которая генерирует на выходе аналоговый сигнал и задает коэффициент заполнения импульса. Arduino устанавливает на выводах частоту 488,28 Гц и разрешение 8 разрядов (от 0 до 255).

Широтно-импульсная модуляция для чайников
Схема. Широтно-импульсная модуляция для чайников

В Arduino на базе ATmega168/328 для ШИМ используются три таймера:

Таймер 0 — выводы 5 и 6
Таймер 1 — выводы 9 и 10
Таймер 2 — выводы 3 и 11

ШИМ Ардуино определяется интегральными компонентами, называемыми таймерами. Каждый таймер в платах Arduino Uno и Nano на базе микроконтроллера ATmega168/328 имеет по два канала, подключенных к выходам. Для изменения частоты PWM сигнала требуется изменение таймера, к которому он подключается. При этом PWM изменится и на аналоговых выходах, подключенных параллельно к этому же таймеру.

Как увеличить частоту и разрядность ШИМ Ардуино

Не существует способа изменить частоту ШИМ Arduino без прямого управления памятью на низком уровне. Рассмотрим далее, как изменить режим работы таймера, чтобы увеличить частоту (frequency) ШИМ Ардуино. Таймер 0 используется для расчета времени, т.е. функции delay и millis. Увеличение частоты на Таймер 0 приведет к нарушению функций сохранения времени, которые могут использоваться в скетче.

Чтобы увеличить разрядность Ардуино на 9 и 10 аналоговом выходе, изменим частоту Таймера 1 без библиотеки. Максимальная частота PWM может достигать на платах Ардуино Уно и Нано — 62 500 Гц. Для этого в процедуре void setup() необходимо добавить соответствующую команду из таблицы, которая приведена далее.

РазрешениеЧастота ШИМКоманды установки режима
8 бит62 500 ГцTCCR1A = TCCR1A & 0xe0 | 1;
TCCR1B = TCCR1B & 0xe0 | 0x09;
7 812,5 ГцTCCR1A = TCCR1A & 0xe0 | 1;
TCCR1B = TCCR1B & 0xe0 | 0x0a;
976,56 ГцTCCR1A = TCCR1A & 0xe0 | 1;
TCCR1B = TCCR1B & 0xe0 | 0x0b;
244,14 ГцTCCR1A = TCCR1A & 0xe0 | 1;
TCCR1B = TCCR1B & 0xe0 | 0x0c;
61,04 ГцTCCR1A = TCCR1A & 0xe0 | 1;
TCCR1B = TCCR1B & 0xe0 | 0x0d;

Максимальная частота ШИМ Ардуино (Arduino PWM Frequency) — 62 500 Гц.

 

это тоже фонарь . сделан даже проще, процессор тоже есть. alexgyver.com драйвер полевика 1.5а MC34151PG

программа https://github.com/Azq2/stm32_fonarik/blob/master/src/main.c#L227

led lamp arduino (70 downloads )

программа к фонарику на lm393 (33 downloads )

первый вариант (взят маленький процессор attiny85)

Схема драйвера проще некуда и усложнять её не будем. В качестве нового каменного сердца был выбран микроконтроллер ATtiny85, хотя хватило бы и ATtiny13(a), но в нужном корпусе его под рукой не оказалось. Кнопка переключения режимов удачно попала на ножку PB2/INT0, а вот база транзистора оказалась подключенной к выходу RESET. Имея на борту аппаратный ШИМ, было решено использовать именно его, поэтому дорожка ведущая к RESET была перерезана, а база транзистора подключена перемычкой к выходу PB1/OC0B. Для удобства программирования необходимые пины были вынесены наружу. Провода зафиксированы соплями термоклея. Провода от аккумуляторов до платы заменены на чуть более толстые.

Прошивка собиралась в Arduino 1.0.6, в качестве программатора использовался Arduino Nano. Установлены фьюзы в соответствии со схемой «ATtiny85 @ 1 MHz (internal oscillator; BOD disabled)». Вес прошивки в бинарном виде на данный момент составляет 278 байт. В выключенном состоянии фонарик потребляет 0.3мкА, при кратковременном нажатии на кнопку включается минимальный режим, потребление увеличивается до 7.6мА. Для выключения необходимо кратковременно нажать и отпустить кнопку. Если продолжить удержание кнопку, то яркость плавно увеличится до максимальной. Частичная замена проводов не дала существенного прироста яркости, ибо провода от блока питания до головы остались узким местом. На данный момент на максимальном режиме потребление получилось 1.2А, напряжение АКБ 4.2, получается примерно 500 люменов.

Но даже несмотря на то, что китайские продавцы указывают в несколько раз завышенные показатели по светосиле, зачастую даже минимальный, из предложенных, режим был слишком ярким для меня. После переделки, минимального режима вполне достаточно для того, чтобы ночью не запнуться на лесной тропинке или использовать фонарик в качестве ночника при ночёвке в пещере. Итого буквально за пару часов из мёртвого фонарика удалось сделать фонарик моей мечты. Надеюсь мой опыт окажется для кого-нибудь полезным. Код доступен по ссылке HeadLamp.ino.

 

 

еще программа шим для ардуино нано есть здесь – https://yahobby.ru/webdirectory/88898/%D1%84%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D1%80%D0%B8%D0%BA-%D0%BD%D0%B0-%D1%81%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D0%BE%D0%B4%D0%B5-3/

добавлю ее как листинг .. если код показывает интернет браузер искаженным – например символы > < показывает @lt .. gt – есть текстовый редактор, gedit akelpad notepad а там правка и поиск – замена. И можно заодно что то поменять, добавить под свое устройство. Например, проверять датчик температуры и снизить мощность, если перегрев. Это не очень сложно, можно воспользоваться готовым примером – на сайте Ардуино или у электронщиков.

вот примерно – код для переменного резистора –

можно считывать переменник потенциометр – подсоединен к A0 и сразу забрасывать значение на выход pwm.

// ШИМ на 9 пин, 1023/4 = 255 – перевели диапазон

analogWrite(9, analogRead(0) / 4);

delay(10);

это от похожей конструкции (пример кода pwm шим ) но от другой. Измеритель тока с шунтом есть и измеритель напряжений, а также экранчик lcd и arduino nano в управлении. Есть кнопка одна ?? и крутилка – переменный резистор 4k7. 4 а может 5 уровней яркости, на дисплее показывает ток и уровень заряда и еще считает мощность общую. – там 20 ватт это 8 ампер от 3 вольт и 100ма при 212 вольт на лампе (72 последовательно светика cob на пластине из керамики). Нет проверки температуры .

 

это вообще из другой оперы – но интересно посмотреть исходник

attiny-1.zip (14058 downloads )

в комментариях перевод на более современные деталюшки c 2008 в 2023 год.

есть сейчас чуть еще проще – pt4115 – эта же схема почти, и как в маленьких точках на 1.8 ватт –

Related Images:

Download Attachments