ไฟเน้น LED ที่หรี่ลงอย่างช้าๆเมื่อนำออกจากแหล่งพลังงาน

เราทุกคนเล่นกับหม้อแปลงและแหล่งจ่ายไฟที่มีตัวบ่งชี้ LED ที่หรี่ลงก่อนที่จะออกไปโดยสิ้นเชิงเมื่อถอดปลั๊กออก

ฉันทำงานเกี่ยวกับการออกแบบแสงเน้นซึ่งจะเกี่ยวข้องกับแหล่งกำเนิดแสงคริสตัลโปร่งแสง (อาจทำจากเรซิ่นหรือแก้วถ้าฉันสามารถหาซัพพลายเออร์ราคาถูก) ที่มีไฟ LED และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บางอย่างและฐานที่จะจ่ายกระแสไฟฟ้า สำหรับนักเล่นเกมมันอาจดูเหมือนว่าเป็น Welkynd Stone คำถามของฉันคือวิธีที่ง่ายที่สุดที่จะทำให้ไฟ LED ช้าลงอย่างช้าๆ (พูดมากกว่า 2-10 วินาที) เมื่อนำคริสตัลออกจากฐาน? คล้ายกับหม้อแปลงที่ไม่ได้เสียบปลั๊ก แต่มีการหรี่แสงอย่างตั้งใจและควบคุม

ฉันเพิ่งซื้อ LED บางส่วนและวางแผนที่จะสร้างระบบทดสอบในอีกหนึ่งหรือสองเดือนถัดไป LED เหล่านี้อยู่ในแถบ 5 เมตรแบ่งออกเป็น 3 ชุด LED ทำงานแบบขนานและจัดอันดับที่ 12v ฉันไม่ทราบคะแนนแอมป์ของไฟ LED แต่ฉันคาดเดาในช่วง 20ma (สิ่งที่ฉันได้อ่านคือค่าเฉลี่ยสำหรับสีขาวสว่าง) ฉันอาจจะใช้ 4 ซีรี่ส์รวมเป็น 12 LED ในการสร้างการทดสอบ ลิงค์แถบ LED

ถ้าฉันมีหม้อแปลงจากไฟฟ้ากระแสสลับภายในฐานฉันเดาว่าฉันสามารถใช้ตัวเก็บประจุจำนวนหนึ่งขนานกับตัวต้านทานเพื่อเก็บกระแสไฟฟ้าและคายประจุลงใน LED อย่างช้าๆ แต่ฉันเป็นคนที่กระตือรือร้นในการเรียนรู้ด้วยตนเองดังนั้นฉันจึงไม่รู้ว่าสิ่งนี้จะได้ผลจริงหรือไม่ ฉันไม่ทราบจำนวนและคะแนนของตัวเก็บประจุและตัวต้านทานที่ฉันต้องการ

ถ้าฉันมีหม้อแปลงอยู่ในคริสตัลหม้อแปลงและวงจรเรียงกระแสจะรักษาปริมาณไฟฟ้าไว้เล็กน้อย แต่ฉันไม่คิดว่ามันจะเกือบพอที่จะให้ผลที่ฉันกำลังมองหาดังนั้นสิ่งอื่นก็จะต้องเป็น เพิ่มเพื่อให้มันอยู่ได้นานหลายวินาที

แบตเตอรี่ nicad พร้อมชุดควบคุมอิเล็กทรอนิกส์เป็นทางเลือกสุดท้ายของฉันในการบรรลุผลนี้และฉันอาจจะยอมแพ้กับความคิดก่อนที่ฉันจะไปเขียนโปรแกรมแผงวงจรของตัวเอง

นั่นเป็นคำถามหลักของฉัน หากใครต้องการที่จะโยนความคิดบางอย่างเกี่ยวกับวิธีการเชื่อมต่อคริสตัลกับฐานฉันเปิดให้คำแนะนำ แผนเดิมของฉันคือเพียงแค่มีทองแดงโดยตรงกับการเชื่อมต่อทองแดงกับฐาน แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันกำลังพิจารณาระบบการชาร์จ EM (คล้ายกับ powermat หรือไฟฉายชาร์จแบบไร้สายเหล่านี้พ่อของฉันมี) ความกังวลกับระบบไร้สายนั้นให้พลังงานที่สม่ำเสมอกับ LED แม้ว่ามันจะปลอดภัยกว่า ฉันได้เรียนรู้มาบ้างแล้วเล็กน้อยเกี่ยวกับการสร้างแหล่งจ่ายไฟจากการอ่านเว็บไซต์ SE นี้ แต่ถ้าใครมีคำแนะนำใด ๆ เกี่ยวกับเรื่องนั้นฉันก็จะฟัง สำหรับการสร้างการทดสอบฉันอาจขอให้มันขึ้นอยู่กับแหล่งจ่ายไฟของคอมพิวเตอร์หรือแหล่งจ่ายไฟแล็ปท็อปถ้าฉันสามารถหา 12v ได้ที่ค่าความนิยมหรือร้านขายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในท้องถิ่น

ถ้าฉันให้แบบทดสอบทำงานฉันวางแผนที่จะสร้างสิ่งเหล่านี้เป็นโหลเพื่อเน้นแสงรอบ ๆ บ้านของฉัน

คำถามกระตุ้นความสนใจของฉันมากพอที่จะตั้งค่าการทดสอบ ฉันเปลี่ยนพารามิเตอร์ของคำถามในแง่มุมสำคัญเดียว: แทนที่จะเป็นแถบ LED ที่มี LED หลายชุดในชุดฉันจึงติดตั้งไฟ LED สีน้ำเงิน 3 ดวง (V _f = ~ 2.8 โวลต์แต่ละอัน) พร้อมกันโดยมีตัวต้านทาน 100 โอห์มหนึ่งตัว 3 ถึง 0.047 Farad, 5.5 Volt coin ประเภท "motherboard supercap"

ฉันรู้ว่าการแบ่งปันตัวต้านทานเป็นวิธีปฏิบัติที่ไม่ดีดังนั้นเพียงใช้ตัวต้านทานแยกต่างหากสำหรับการทดสอบของคุณเอง

ซุปเปอร์แคปถูกประจุจากเซลล์อัลคาไลน์ AA หนึ่งเซลล์ (~ 3.12 โวลท์ข้ามตัวเก็บประจุหลังจาก 3 นาที) จากนั้นดึงสายไฟไปยังแบตเตอรี่

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

ในขณะที่เอฟเฟกต์การหรี่แสงเป็นผลลัพธ์ที่คาดหวังผลลัพธ์ก็น่าตกใจ: ไฟ LED ติดสว่างที่ความเข้มลดลงนานกว่าหนึ่งนาทีหลังจากถอดแบตเตอรี่ออก นี่คือวิดีโอที่ฉันทำการทดลอง

เหตุผลที่ไฟ LED ติดสว่างนานกว่าที่คาดไว้คือไฟ LED ทั่วไปยังคงส่องสว่างลงไปต่ำกว่า 5% ของกระแสไฟที่ระบุ - ในกรณีของไฟ LED ที่ฉันใช้อยู่ที่ประมาณ 1 นาทีพวกเขามองเห็นได้ชัดเจน ถ้าสลัวมีเพียง 1 mA แยกระหว่างทั้งสาม

ไฟ LED ในที่สุดก็จางหายไปเป็นอะไรหลังจาก 15 นาทีบางที

บทสรุป :

• ความจุที่น้อยกว่า 0.047 ฟาร์ดซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ที่ใช้ในที่นี้น่าจะเป็นที่ต้องการสำหรับภาพที่เห็น
• หากเราต้องใช้แถบ LED ขนาด 12 โวลต์ 20 mA แทนที่จะเป็น LED แบบขนานแล้วชุดของซูเปอร์แคปเหรียญแบบ 3 ชุดนี้จะทำงานได้: ความจุผลลัพธ์ประมาณ 0.0157 Farad จะให้ระยะเวลาการหรี่แสงใกล้กับเป้าหมายของ OP ของ 2 ถึง 10 วินาทีแทนที่จะใช้การลดแสงที่ยาวเกิน 1 นาทีในวิดีโอ
• เหตุผลที่การคำนวณค่าความจุที่โพสต์ก่อนหน้านี้รวมถึงความเห็นของฉันเอง 0.5 Farad นั้นอยู่ไกลจากเครื่องหมายเพราะการลดการไหลของกระแสเนื่องจากการคายประจุนั่นคือการหาเอฟเฟกต์แสงสลัวมาก
• สำหรับความคิดเห็นใด ๆ ที่อาจเกิดขึ้นเกี่ยวกับ ESR "ที่ยอมรับไม่ได้สูง" ของมาเธอร์บอร์ดซูเปอร์แคปเหล่านี้เป็นที่ชัดเจนว่าทฤษฏีต้องได้รับการสำรองโดยการทดลองเชิงปฏิบัติเช่นเดียวกับที่ทำเพื่อคำตอบนี้

supercapacitor ที่ฉันใช้มีราคาต่ำกว่า $ 2 ต่อคู่รวมถึงการจัดส่งระหว่างประเทศบน eBay:

ไม่นับสิบหรือหลายร้อยดอลลาร์ที่ฉันและคนอื่น ๆ ได้กล่าวถึงก่อนหน้านี้

Addeddumต้องขอบคุณการสนทนากับ@DavidKessener :

• หากใช้หลายซูเปอร์แคปในซีรีส์และชาร์จแรงดันไฟฟ้าให้กับสตริงสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุแต่ละตัวจำเป็นต้องมีตัวต้านทานไบแอสเพื่อยืดอายุตัวเก็บประจุ หากปราศจากสิ่งเหล่านี้ตัวเก็บประจุจะประจุไม่สม่ำเสมอและจะตายเร็วขึ้นในที่สุด
• ตามบันทึกย่อ Maxwell นี้และรับกระแสรั่วไหลต่อตัวเก็บประจุ 10 uA ( กระแสรั่วไหลที่เกิดขึ้นจริงของแคปเฉพาะเหล่านี้ต่ำกว่ามากดังนั้นปลอดภัยยิ่งขึ้น ) เราได้รับค่า 55 kOhm สำหรับตัวต้านทานไบอัสที่จะผ่านไป10 x 10 = 100 uAดังนั้นเพิ่ม 3 ใหม่ ตัวต้านทาน 56k ดังต่อไปนี้สำหรับการใช้แหล่งจ่ายไฟ 12 โวลท์และแถบไฟ LED 12 โวลท์

^{จำลองวงจรนี้}

TL494มักจะใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เป็นกลไกควบคุมสำหรับเจ้าชู้หรือเพิ่มสลับ แต่สามารถนำมาใช้สำหรับการควบคุม PWM ของ LED เช่นกันเพราะแต่ละทรานซิสเตอร์เอาท์พุทสามารถจม 200mA

ดูที่รายงานของแอปพลิเคชัน TI SLVA001E, "การออกแบบตัวควบคุมการสลับแรงดันไฟฟ้าด้วย TL494 (Rev. E)" เพื่อดูวิธีการใส่ในโหมดปลายเดี่ยวและใช้ DTC เพื่อควบคุมเอาต์พุต PWM; วงจร RC บนพิน DTC ควรเพียงพอที่จะค่อยๆลดรอบการทำงานเมื่อทำการถอดอุปกรณ์

แก้ไข:

นี่คือวงจรที่ไม่ได้เพิ่มประสิทธิภาพที่สามารถใช้ได้ โปรดทราบว่าการติดตั้งจะต้องใช้แหล่งจ่ายไฟของตัวเองเพื่อให้ทำงานได้

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

S1 สามารถเป็นไมโครก้านคันโยกหรือหน้าสัมผัสบางคู่ที่เชื่อมต่อกับวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า เมื่อ S1 ถูกปิด DTC จะถูกเก็บไว้ที่ 0V ซึ่งจะช่วยให้รอบการทำงาน PWM สูงสุดและด้วยเหตุนี้ความสว่างของ LED เมื่อ S1 ไม่ทำงาน C1 จะชาร์จประจุอย่างช้า ๆ ผ่านตัวแบ่งแรงดัน R1 / R2 เพิ่มแรงดัน DTC อย่างช้าๆและลดรอบการทำงานของ PWM ลงเหลือ 5%