Panneau LED lumineux (luminosité activée): 4 étapes (avec images)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Dans ce instructable, j'ai documenté comment construire un panneau LED avec un capteur d'obscurité/lumière et un circuit de gradateur PWM intégré.

Je me suis ennuyé à Noël et j'ai soudé un projet rapide inspiré de l'intro vidéo youtube pour "GreatScott!". J'avais envie de mettre mon propre nom dans les lumières, mais je pensais que souder plus de 150 LED en parallèle n'était pas si difficile, alors j'ai pensé le rendre un peu plus intéressant.

Mes panneaux LED ont un circuit de détection d'obscurité/lumière pour s'allumer la nuit et s'éteindre le jour. J'ai également ajouté plus tard un circuit PWM pour ajuster la luminosité des LED (les LED que j'avais dans ma poubelle ont fini par être super brillantes:-S). La majeure partie de cette version provient de choses que j'avais déjà plutôt que de rechercher de nouvelles choses pour économiser de l'argent, donc avant de vous demander pourquoi j'ai utilisé le composant X au lieu de Y…… vous savez maintenant:-)

Étape 1: Concepts de circuits

Il existe de nombreuses manières différentes de construire des circuits clairs/sombres, les méthodes les plus courantes utilisent l'un des circuits suivants (les trois utilisent un LDR ou une résistance dépendante de la lumière sur son entrée):

• Une minuterie 555 avec un transistor sur la broche 3
• Un LDR dans le cadre d'un diviseur de tension qui déclenche un transistor NPN
• Un comparateur de tension (ampli-op / comparateur IC)

Comme j'avais tellement d'amplis-op et de comparateurs assortis dans mon bac à pièces, j'ai décidé d'utiliser un LM311. Le comparateur compare simplement les tensions d'entrée sur ses entrées. La sortie est élevée lorsque les entrées sont identiques/supérieures, et/ou faible lorsqu'une entrée est inférieure à l'autre. Dans mon cas, lorsque la tension LDR est supérieure à la tension de référence définie par le potentiomètre, la sortie est élevée, activant un petit relais qui active les LED à luminosité contrôlée. Un condensateur est placé dans le circuit pour empêcher une commutation rapide du relais lorsque la tension d'entrée oscille au-dessus et en dessous de la tension de référence. Un MOSFET pourrait être utilisé ici, mais encore une fois, il me restait beaucoup de petits relais à utiliser, j'en ai donc utilisé un à la place.

Pour le circuit PWM, j'ai utilisé la minuterie 555 classique pour faire varier la tension des LED (voir schéma ci-joint).

Remarque: dans le schéma PWM, Rload est la matrice de LED que vous souhaitez contrôler, dans le schéma de luminosité, Rload est techniquement le circuit PWM dans ce cas, mais vous pouvez changer la charge directement si vous le souhaitez.

Étape 2: Construire un circuit de test

À partir des schémas, j'ai construit des circuits de test sur deux cartes d'essai distinctes et testé initialement à l'aide d'une seule LED. Le côté droit est le détecteur sombre/lumière, et le côté gauche est le circuit PWM. Le circuit détecteur de luminosité active/désactive l'ensemble du circuit et le circuit PWM ajuste la tension d'alimentation de la matrice LED.

Mon intention était d'éteindre un chargeur de téléphone portable 5V, 1A via un connecteur de dérivation micro USB. Le circuit était sujet à une commutation rapide près de son point de commutation (en particulier au crépuscule lorsque les niveaux de lumière sont d'une luminosité intermédiaire), j'ai donc placé un condensateur inutilement grand de 2200 uF sur le transistor pour maintenir la tension de commutation pendant les creux de tension. En fonction de la quantité de courant, vos puits de charge détermineront sa résistance de charge effective et feront ainsi partie d'un réseau RC avec le condensateur. La durée pendant laquelle le condensateur maintient la tension de charge peut être trouvée à l'aide de la formule de constante de temps t = R x C. Vous devriez pouvoir calculer une valeur appropriée à l'aide de cette formule. En réalité, vous devez garder les composants de stockage d'énergie comme les condensateurs aussi bas que possible pour minimiser la consommation d'énergie inutile.

J'ai utilisé Loch-Master pour espacer un nom auquel je voulais souder mes LED de 5 mm. J'aime utiliser des lames longitudinales au pas de 2,54 mm (alias veroboard). Toutes les LED sont soudées en parallèle (ce n'est pas une bonne pratique, dans la mesure du possible, vous devez limiter le courant à chaque LED individuelle avec une résistance séparée).

Étape 3: Assemblage

L'étape suivante implique une quantité inutile de colle chaude. C'est parfait pour les paresseux comme moi qui veulent juste rejoindre les choses rapidement.

Une fois que j'ai tracé le nom à l'aide de Loch-master, j'ai soudé toutes les LED en parallèle. Les circuits PWM et de luminosité ont été soudés sur un seul morceau de stripboard. Le LDR a été séparé du circuit principal sur des fils volants afin que le capteur lui-même puisse être collé dans un trou à l'avant de la lunette. Celles-ci ont ensuite été montées sur une pièce de PVC isolant, elle-même collée au dos de la matrice LED.

Connaissant les dimensions de la matrice LED de Loch-Master, j'ai fabriqué une lunette en PVC noir pour entourer la matrice LED et la rendre jolie. J'ai fait un modèle pour tenir sur une page A4 afin qu'il puisse être imprimé sur du papier et placé sur un carton mousse noir de 5 mm. J'ai ensuite collé le gabarit à l'aide de ruban adhésif et j'ai soigneusement découpé le milieu et les bords avec un cutter. J'en ai aussi fait un assorti sans la découpe au milieu pour le dos. Le contour a ensuite été offert jusqu'à la matrice LED et simplement collé. Les deux circuits ont ensuite été collés à l'arrière du stripboard LED (notez qu'ils ont été séparés à l'aide de PVC).

Enfin, un panneau arrière a été ajouté à l'aide de vis M3 insérées à l'avant et d'entretoises noires (entretoises) fixées dans celles-ci. Cela a permis de visser le panneau arrière sur le dessus et de le maintenir en place par six écrous et rondelles M3.

Étape 4: Profitez

J'espère que vous avez apprécié ce projet de week-end sporadique. Il y a beaucoup de place pour l'amélioration à ce sujet car c'était juste un peu amusant, mais j'espère que je vous ai inspiré à créer le vôtre. Vous pouvez utiliser uniquement le circuit PWM seul et faire varier la luminosité des LED en fonction des niveaux de lumière en fonction de l'heure de la journée.

Les principes du circuit peuvent être utilisés pour d'autres choses intéressantes comme les thermostats (échanger le LDR avec une thermistance) ou les commandes de vitesse variable du moteur avec le circuit PWM.