Testeur de LED à régulation de courant : 4 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:11

Beaucoup de gens supposent que toutes les LED peuvent être alimentées avec une source d'alimentation constante de 3V. Les LED ont en effet une relation courant-tension non linéaire. Le courant croît de façon exponentielle avec la tension fournie. Il y a aussi l'idée fausse que toutes les LED d'une couleur donnée auront une tension directe spécifique. La tension directe d'une LED ne dépend pas uniquement de la couleur et est affectée par d'autres facteurs tels que la taille de la LED et son fabricant. Le fait est que l'espérance de vie de votre LED peut se dégrader lorsqu'elle n'est pas alimentée correctement. Bien qu'il existe des calculatrices qui vous indiquent la quantité de résistance à connecter en série avec votre LED, vous devrez toujours deviner la tension de fonctionnement et courant. Les LED ne sont normalement pas livrées avec une fiche technique et les spécifications avec lesquelles elles sont fournies peuvent très bien être inexactes. Ce petit circuit vous permettra de déterminer la tension et le courant exacts à fournir à votre LED. Le testeur de LED n'est pas mon idée de départ. Je suis tombé dessus ici. Je testais à peu près mes LED comme il le faisait avant de fabriquer le testeur; brancher une LED, un potentiomètre, une alimentation et un multimètre. Pas la plus élégante des méthodes et souvent très gênante. Un circuit régulateur de courant n'était pas nouveau pour moi, mais il ne m'est jamais venu à l'esprit de l'utiliser comme testeur de LED. Cependant, je considère que ma carte est plus propre avec les blocs de test/boucles disposés de manière plus intuitive. Et bien que ce ne soit pas sorcier de produire la disposition du PCB à partir des schémas, je fournis ma disposition pour votre commodité. Si vous consultez le site Web de l'auteur original, vous remarquerez que j'ai quelque chose de plus dans mon testeur. Il a utilisé une carte à double face, il peut donc se permettre de souder les composants d'un côté et d'avoir les grands plots plats de l'autre côté. J'ai manqué de planches double face au moment où j'ai fait la mienne. Au début, j'ai pensé à avoir juste un petit morceau de carte supplémentaire dos à dos avec la carte principale et à souder les deux ensemble pour obtenir une carte partielle à double face. Ensuite, j'ai pensé que je pourrais peut-être créer une prise pour que les grands blocs de test soient amovibles et puissent être branchés sur une planche à pain pour d'autres utilisations. En imaginant à quoi cela ressemblerait, j'ai réalisé qu'il aurait un profil assez haut et je pensais à une solution pour réduire la hauteur. Il m'est alors venu à l'esprit que je pourrais probablement utiliser l'espace en dessous et ajouter un aimant pour que les LED (à la fois traversantes et SMD) collent aux tampons sans que je les tienne là. J'ai rapidement testé l'idée avec un aimant et certains composants et cela a semblé fonctionner. Il m'est seulement venu à l'esprit d'écrire un Instructable sur le testeur LED quand j'ai vu le Get The LED Out ! concours. J'utilisais déjà le testeur LED depuis un certain temps, donc cela a été documenté après son achèvement et peut manquer de photos du projet en cours. S'il y a quelque chose qui doit être éclairci ou expliqué, n'hésitez pas à poster un commentaire. Je suppose que le lecteur aura au moins des connaissances de base en électronique et des compétences suffisantes en soudure et en fabrication de circuits imprimés. Ce projet a trois sous-Instructables parce que je estime que chaque pièce mérite son propre guide:- Une autre méthode de prototypage rapide de PCB- Adaptateur de dispositif de montage en surface magnétique (SMD)- Outil de rotation de bouton Trimpot

Étape 1: Liste des composants

Composants pour le circuit principal:1x pile 9V1x pince de batterie 9v1x connecteur femelle 2 broches (broches et boîtier)3x prise SIL 1 broche1x connecteur mâle 2 broches1x connecteur mâle coudé à 2 broches1x bloc de court-circuit 1x condensateur 100nF1x diode 1N41481x LM317LZ positif réglable régulateur1x résistance de 39 ohms1x potentiomètre horizontal carré de 500 ohms1x Embase femelle1x prise IC à 8 broches (nécessaire uniquement si vous fabriquez l'adaptateur)1x panneau plaqué de cuivre 50mm X 27mmMatériaux pour l'adaptateur SMD magnétique (facultatif):1x Aimant2x Embase mâle à 4 broches1x Carte plaquée de cuivre de 12 mm X 27 mm Le condensateur et la diode ne sont pas essentiels au fonctionnement de ce circuit. Je les ai utilisés pour rendre ma carte plus peuplée. J'ai réduit la valeur de la résistance à 39 ohms (peut être plus difficile à trouver) au lieu de 47 ohms afin que mon testeur puisse produire un maximum d'environ 32 mA. La version de David Cook peut produire jusqu'à environ 25 mA. J'utilise des LED haute puissance et 25mA ne suffisent pas encore 32mA pour de courtes durées devraient être relativement inoffensifs pour les LED plus faibles. Vous pouvez utiliser une résistance de 47 ohms si vous êtes satisfait de 25 mA max. Vous pouvez déterminer le courant de sortie max et min en divisant la valeur de la tension de référence sur le LM317LZ (1,25 V selon ma fiche technique) sur la valeur de votre résistance de détection (trimpot + résistance pour être correct). Courant de sortie min (trimpot réglé sur max de 500 ohms): 1.25V / (500 ohm + 39 ohm) = 0.0023A = 2.3mAMax courant de sortie (trimpot réglé sur min de 0 ohms): 1,25 / (0 ohm + 39 ohm) = 0,0321A = 32,1 mA Utilisez les équations ci-dessus pour créer un testeur de LED avec une plage de sortie de courant différente si vous le souhaitez. N'oubliez pas que le LM317LZ est limité à un courant de sortie maximal de 100 mA. Vous aurez également besoin d'un équipement de soudage, d'un ruban adhésif double face (pour fixer le PCB à la batterie) et d'outils et de matériaux de fabrication de PCB (selon la méthode utilisée). Vous devriez déjà avoir tout cela à disposition si vous aviez déjà fait de l'électronique à domicile.

Étape 2: schéma et disposition du circuit

Regardez les images pour le schéma et la mise en page. Vous pouvez vous référer à ce Instructable pour obtenir des instructions sur la fabrication du PCB. L'Instructable utilise ce circuit comme exemple afin que vous puissiez le suivre directement. N'oubliez pas de vérifier le brochage de votre régulateur. J'ai également inclus un PDF de la mise en page que vous pouvez imprimer. NE PAS mettre à l'échelle lors de l'impression si vous souhaitez utiliser la mise en page comme masque pour la photolithographie ou le transfert de toner.

Étape 3: Description et détails

Sertissez les broches du connecteur femelle avec les fils de la pince de batterie 9V. Vous pouvez utiliser des en-têtes polarisés à la place si vous voulez éviter de connecter l'alimentation dans le mauvais sens. Je n'ai pas utilisé de connecteurs polarisés car je n'en avais pas sous la main et la diode est là pour la protection contre les inversions de tension. Les boucles de test sont une excellente idée que j'ai branchées sans vergogne depuis la salle des robots. Ce sont simplement une boucle de fil de cuivre entre deux trous voisins. A noter que mes boucles de test sont un peu moches car j'ai oublié de les pré-étamer avant de les souder au PCB. Au moment où j'ai réalisé que j'avais oublié, j'avais déjà collé le PCB sur la batterie et je ne voulais pas le retirer, d'où le vilain étamage. N'oubliez pas de pré-étain le vôtre ! Les boucles de test sont idéales pour s'accrocher avec des pinces crocodiles ou accrochées avec des crochets/clips de test. Même si je devais utiliser une carte en cuivre double face, j'aurais besoin d'un moyen de connecter la couche inférieure à la couche supérieure. Le problème, c'est que je n'aime pas les vias réalisés en soudant un fil entre les deux couches, c'est moche. Ma solution était d'utiliser des sockets SIL. SIL signifie Single In-Line pour ceux d'entre vous qui ne savent pas. Celles-ci sont similaires aux sockets IC usinés à la machine, mais au lieu de deux rangées, il n'y en a qu'une. Les sockets sont comme des en-têtes normaux en ce sens que vous pouvez casser ou couper une rangée avec autant de broches que vous le souhaitez. Il suffit de casser/couper 3 prises à 1 broche (une pour chaque bloc de test). Ensuite, cassez/coupez le support en plastique pour révéler la partie conductrice. Notez que la goupille a quatre diamètres. Coupez l'extrémité la plus étroite. La prochaine extrémité la plus étroite sera insérée dans votre circuit imprimé, de sorte que votre trou et votre plaquette de cuivre devront être agrandis. Les prises offrent une belle fosse pour enfoncer les pointes pointues de vos sondes multimètre. Ce n'est pas censé s'adapter, mais cela aide à empêcher les sondes de glisser. Vous pouvez également insérer des fils et peut-être le brancher au port ADC de votre microcontrôleur. L'adaptateur SMD magnétique est connecté au testeur via une prise IC. Vous devrez utiliser les sockets IC de la version normale pour cela, car les embases mâles ne s'adapteront pas aux sockets IC usinés. Il suffit de diviser une prise IC à 8 broches et de la souder sur le PCB. Vous pouvez aller plus loin comme je l'ai fait et limer toutes les petites saillies avant de souder afin que tout soit bien à plat. Si vous faites cela, vous allez inévitablement limer une infime partie de la partie conductrice qui ne fait pas beaucoup de mal. Les broches d'en-tête de l'adaptateur ont été intentionnellement raccourcies afin qu'il s'insère complètement dans la prise. Cela rend l'en-tête affleurant contre la prise sans espace entre les deux, produisant un look plus agréable et un profil global plus bas. Consultez ce Instructable pour un guide sur la fabrication de l'adaptateur SMD magnétique.

Étape 4: Comment utiliser le testeur

Il existe deux manières de tester une LED. Tout d'abord, vous pouvez le brancher sur l'en-tête femelle. Sur la base de la 1ère image, l'anode est le trou supérieur et la cathode est le trou inférieur. Deuxièmement, vous pouvez utiliser l'adaptateur SMD magnétique. Placez simplement les bornes LED sur l'adaptateur et il s'y collera. De même, l'anode est le plot supérieur et la cathode est le plot inférieur. L'adaptateur SMD magnétique, comme son nom l'indique, est censé être utilisé pour tester les LED SMD. Je n'ai pas de LED SMD à portée de main mais l'adaptateur SMD magnétique fonctionne comme on peut le voir lorsque je l'ai testé avec une diode ordinaire. Les pads sont également parfaits pour toucher rapidement les fils de votre LED pour vérifier la polarité, la couleur et la luminosité. Vous n'avez pas à vous soucier de court-circuiter les pads car le courant sera limité à un maximum de 32 mA. Aucun dommage ne sera causé au circuit ni à la batterie. Ce testeur a été conçu pour faciliter la mesure de la tension et du courant. Vous pouvez utiliser les blocs de test ou les boucles de test. Le tampon/boucle de test du milieu est commun. Le plot/boucle de test supérieur (voir la 1ère image) sert à mesurer la tension et le plot/boucle de test inférieur sert à mesurer le courant. Lors de la mesure du courant, vous devrez retirer le bloc de court-circuit. À des fins intuitives, le cavalier a été placé entre les plots/boucles de test du milieu et du bas. En supposant que votre LED ne soit livrée avec aucune spécification, vous voudriez savoir combien de courant et de tension lui fournir pour obtenir la luminosité que vous souhaitez. Tout d'abord, branchez votre multimètre pour mesurer le courant et retirez le bloc de court-circuit. Placez votre LED sur le testeur et ajustez le potentiomètre (vous pouvez faire cet outil simple pour tourner le bouton) jusqu'à ce que vous soyez satisfait de la luminosité. Si vous n'êtes pas sûr du courant maximal que vous pouvez fournir à votre LED, il est généralement prudent de supposer un courant de fonctionnement optimal de 20 mA. Enregistrez la quantité de courant qui traverse la LED (supposons qu'elle est de 25 mA). Ensuite, remplacez le bloc de court-circuit et mesurez la tension. Enregistrez-le (supposons que son 1,8 V). Disons maintenant que vous voulez alimenter cette led à partir d'une alimentation 5V. Il faudrait alors laisser tomber 3,2V du 5V pour atteindre le 1,8V nécessaire pour alimenter votre LED (5V - 1,8V = 3,2V). Puisque nous savons que votre LED consomme 25mA, nous pouvons donc calculer la résistance nécessaire pour faire chuter 3.2V à partir de l'équation V / I = R.3.2V / 0.025A = 128 Ohms avec 5V pour obtenir la luminosité exacte que vous souhaitez. La plupart du temps, vous ne pourrez pas trouver une résistance avec la valeur exacte de résistance que vous avez calculée. Dans ce cas, vous voudrez peut-être obtenir la prochaine valeur de résistance la plus élevée juste pour être sûr. Bon test !