Iluminando 100 LEDs de bateria de 6 volts

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O artigo explica uma maneira inovadora de acionar mais de cem LEDs brancos com uma bateria de 6 volts. O circuito utiliza o IC 555 para acionar um transformador elevador, cuja saída é finalmente usada para iluminar os LEDs. Uma configuração especial de PWM torna o circuito muito eficiente em termos de energia.

Principais etapas do design

Os estágios principais deste driver pwm de 6V 100 LED usando IC 555 são um estágio multivibrador astável configurado com facilidade de controle PWM e um estágio de aumento de transformador de saída.



Os pulsos gerados pelo estágio pwm são usados ​​para descarregar e saturar o enrolamento de entrada do transformador, que são amplificados para os níveis especificados no enrolamento de saída do transformador acionando o monte de LEDs conectados lá.

Usando IC 555 para controle PWM

O IC 555 está conectado em sua configuração mais usual, como um multivibrador astável. Tudo sobre o circuito parece bastante comum, já que os pinos do IC são configurados com seu formato usual, exceto pelos dois diodos e alguns presets que tornam o circuito um pouco diferente dos 555 configurações astáveis ​​típicas.



A inclusão dos dois diodos e dos presets aqui permite o controle das formações de pulso discretamente.

Este controle dos pulsos é denominado PWM ou modulação por largura de pulso.

A implementação PWM no circuito pode ser entendida referindo-se ao diagrama e com os seguintes pontos:

Inicialmente quando o circuito é energizado, o pino # 2, que é o pino de disparo do IC, fica baixo, com o capacitor no modo de descarga, mantendo a saída baixa.

Uma vez que C2 está totalmente descarregado, vira a saída que estava inicialmente baixa para alta. Nesse ponto, o capacitor C2 começa a carregar através de D1 e P1, até que a tensão em C2 alcance 2/3 da tensão de alimentação, quando o pino # 6 do IC é comutado, fazendo com que a saída e o pino 7 fiquem baixos mais uma vez.

Diagrama de circuito

Iluminando 100 LEDs de bateria de 6 volts

O procedimento acima se repete, causando oscilações sustentadas na saída.

No entanto, uma vez que os períodos de carga e descarga de C2 correspondem diretamente aos períodos de saída dos pulsos, isso significa simplesmente que, variando ou controlando a carga e descarga de C2 separadamente, devemos ser capazes de dimensionar os pulsos de saída de forma correspondente.

Os potenciômetros ou os presets P1 e P2 são colocados exatamente para esses ajustes e, portanto, constituem a função PWM.

O aplicativo PWM contribui para outra função importante para o presente aplicativo. Ao otimizar adequadamente os pulsos, podemos definir o circuito para uma posição mais econômica para obter o brilho ideal dos LEDs com consumo de bateria relativamente menor.

A saída do IC é obtida de seu pino número três e usada como transistor de potência.

Uma vez que o coletor do transistor de potência está ligado ao enrolamento secundário (baixa tensão) de um transformador AC-DC comum, toda a tensão de alimentação é descarregada periodicamente nesta seção do indutor do transformador.

Como antecipado, esta tensão pulsada que é forçada no enrolamento secundário induz uma magnitude proporcional de tensão no enrolamento primário do transformador.

O processo é totalmente revertido em comparação com a situação quando o transformador é usado com seus aplicativos de adaptador AC-DC normais.

A tensão é aumentada em vez de cair para cerca de 230 volts, que é a especificação normal do enrolamento primário.

Essa tensão aumentada disponível nas extremidades do enrolamento livre do transformador é, na verdade, usada para acionar um grande número de LEDs que são ligados por meio de séries longas e algumas conexões paralelas.

Como o circuito é alimentado

O circuito de driver 6V 100 LED proposto é alimentado por uma bateria SMF de 6 volts e cerca de 4 AH de capacidade. A energia da bateria pode parecer muito alta, mas os parâmetros não são adequados para acionar um número muito alto de LEDs.

Já discuti sobre esse assunto em várias de minhas postagens anteriores. Basicamente, os LEDs são dispositivos acionados por tensão e não por corrente, ou seja, se a tensão aplicada satisfaz a tensão direta, os LEDs ficam iluminados com os níveis de corrente nominal e, ao contrário, se a tensão não corresponde às especificações de tensão direta dos LEDs, o LED se recusa a acender mesmo se a corrente aplicada for 100 vezes o valor de saturação.

Outro fator associado aos LEDs é que esses dispositivos podem ser executados em série com seus níveis mínimos de corrente especificados.

Isso significa que se a tensão da série corresponder à tensão direta total da série, a corrente necessária seria quase a magnitude que seria necessária para acender um único LED.

Este parâmetro, em vez de apresentar a fiação dos LEDs, torna-se imperativo quando a tensão da fonte é muito baixa.

Assim, para acionar muitos números de LEDs conforme discutido para o circuito proposto de uma fonte de 6 volts, a regra acima torna-se necessária e tem sido efetivamente empregada.

Lista de Peças

As seguintes peças serão necessárias para fazer o circuito do driver PWM LED acima:

Todos os resistores são ¼ watt, a menos que especificado de outra forma.

  • R1, R2 = 1K,
  • R3 = 10 K,
  • R4, R5, R6 = 100 Ohms,
  • P1, P2 = 100 K
  • C1 = 10 uF / 25 V, C2 = 0,001 uF, disco de cerâmica,
  • IC = LM 555,
  • T1 = TIPO 127,
  • TR1 = seg. - 0 - 6 V, prim. - 0 - 230 V, 500mA
  • Bateria - 6 volts, 4 AH, tipo SUNCA,
  • PCB - Veroboard, cortado conforme o tamanho desejado.
  • LEDs - 5 mm, branco, alto brilho, alta eficiência. CUIDADO - O CIRCUITO É BASEADO NAS PREMISSAS FEITAS PELO AUTOR E NÃO FOI VERIFICADO PRATICAMENTE, A DISCRIÇÃO DO VISUALIZA-SE.



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