پروژه کنترل جریان (نور) ال ای دی
طراحی سیستم های الکترونیکی (پیاده سازی ایده های نوآوارنه و خلاقانه)
AVR - ARM -ALTIUM
جهت برون سپاری و اجرای صفر تا صد طرح ها و ایده ها خود و دریافت تمامی اطلاعات فنی در انتهای پروژه با آلیا الکترونیک در ارتباط باشید.
فیلم آموزشی پروژه کنترل نور ال ای دی
مقدمه پروژه کنترل نور ال ای دی با روش کنترل جریان
خب با آموزش ها پروژه محور آلیا در خدمت شما هستیم تا با طرح مساله کنترل جریان ال ای دی کلی موارد مفید یاد بگیریم .
آموزش پروژه محور چیست ؟ این مقاله را مطالعه کنید .
در ابتدا مسئله یا همون پروژه رو تعریف می کنیم یا برامون تعریف می کنند حالا مسئله چی هست ؟
کنترل نور ال ای دی ؟
شاید اولین نکته ای که به ذهنتون برسه کنترل این هست که برای کنترل ال ای دی باید ولتاژ ال ای دی را کنتلر کنیم اما آیا این بهترین و یا تنهاترین روش هست ؟ که جواب سوال ها خیر می باشد.
برای کنترل نور ال ای دی دوتا روش داریم :
کنترل نور ال ای دی با روش کنترل ولتاژ
کنترل نور ال ای دی با روش کنترل جریان
خب اما اینکه کدام روش مناسب تر یا بهتر هست را در ادامه بررسی میکنیم.
کنترل نور ال ای دی با روش کنترل ولتاژ :
اگر تا حدود با علم و مسائل الکترونیک آشنایی داشته باشید می دانید اولین و راحت ترین روش کنترل نور ال دی با روش کنترل ولتاژ هست .
برای درک این مطالب نمودار مقابل را مشاهده کنید .
همان طور که در نمودار مشخص هست با افزایش ولتاژ vf که مخفف ولتاژ بایاس مستقیم دیود یا Voltage Forward هست بعد از گذشت یک مقدار ثابت که معروف هست به ولتاژ ولتاژ آستانه یا (threshold voltage) جریان شروع به گذر می کند و از این مرحله با افزایش ولتاژ جریان هم زیاد می شود .
اولین نکته ای که باید در نظر بگیریم این هست که ولتاژ آستانه در دیود های مختلف همانطور که در نمودار مشاهده می کنید متفاوت هست پس اگر روش کنترل با ولتاژ خواستیم استفاده کنیم این نکته را باید در نظر داشته باشیم .
دومین نکته این هست که دامنه کنترل ولتاژ خیلی محدود و متفاوت هست مثلا برای ال ای دی قرمز ولتاژ آستانه حدودا 0.7 ولت هست و در ولتاژ 1.8 حدود به به حداکثر نور خود که همون جریان 20 میلی آمپر هست میرسه . که این ولتاژ ها برای ال ادی ابی کاملا متفاوت هست .
پس بر خلاف اینکه فکر کنیم کنترل ولتاژ کار راحتی هست اصلا اینجور نیست . و همچنین روش استاندارد و بهینه ای نیز نمی باشد.
در این مقاله به صورت کامل با دیود ها ، انواع آنها و ساختارشون آشنا خواهید شد.
دوره های رایگان آموزش نرم افزار التیوم را اینجا مشاهده کنید.
کنترل نور ال ای دی با روش کنترل جریان :
بر خلاف شاید اعتقاد خیلی عموم روش کنترل نور ال ای دی با روش کنتلر جریان هست حتی تغییر ولتاژ در نهایت به تغیی جریان و کنترل نور ختم می شود . این روش دو تا ویژگی بارز دارد که معایب روش کنترل با ولتاژ را برطرف کرده است .
1- در تمام ال ای دی ها نسبت جریان با شدت نور برابر هست (مثلا در تمام ال ای دی ها نمودار بالا حداکثر جریان 20 میلی آمپر و حداقل صفر می باشد که موجب کننترل نور ال ای دی بین صفر تا صد می شود. )
2-بازه کنترل جریان خطی بوده و در تمام ال ای دی ها یکسان میباشد.
ساده ترین مدار کنترل نور ال ای دی با روش کنترل جریان :
مدار مقابل رایج ترین مدار کنترل جریان ال ای دی میباشد. که در این مدار جریان تابع مقاومت و ولتاژ ورودی می باشد. عیب بزرگ این مدار تابع ولتاژ ورودی بودن هست که باعث شده خیلی ها فکر کنند مدار کنترل ال ای دی با ولتاژ هست . و با افزایش ولتاژ ورودی جریان افزایش پیدا کرده و این می تواننند برای ال ای دی در مدارهایی که ولتاژ نوسانات زیادی دارد خطرناک باشد .
پس راحل چی هست ؟
در ادامه بیان می شود .
کنترل نور ال ای دی با روش کنترل جریان مستقل از ولتاژ ورودی :
از معایب مدار بالا اگاه شدیم برای حل مشکل بالا باید مداری طراحی کنیم که مستقل از ولتاژ ورودی باشد یا حداقل (در یک بازه مثلا 12 تا 24 ولت بتواند جریان ال ای دی را در مقدار تنظیم شده کنترل کند . )
برای این منظور مدار مقابل پیشنهاد می شود .
این مدار ساده به راحتی جریان ال ای دی را براساس مقدار مقاومت R2 تنظیم می کند .
در ادامه به تحلیل این مدار خواهیم پرداخت اما چنانچه با عملکرد آی سی tl431 آشنایی ندارین این مقاله را مطالعه کنید.
همانطوری که در مقاله معرفی آی سی tl431 توضیح دادیم از این ای سی می توان جهت تولید ولتاژ مرجع یا V Reference استفاده کرد . در این جا این ای سی به ولتاژ 2.5 ولت حساس بوده و زمانی که روپین این ای سی ولتاژ 2.5 ولت بیافته پین های دو و سه اتصال کوتاه خواهند شد . در واقع بیس ترانزیستور به زمین وصل می شود و ترانزیستور خاموش می شود .
مجدد مدار از ابتدا تحلیل می کنیم زمانی که تغذیه مدار وصل شود چون در خروجی جریان نداریم ای سی tl431 خاموش هست لذا بیس ترانزیستور با مقاومت R3 تحریک شده و این باعث می شود تا جریان در خروجی جاری شود زمانی که جریان از مقاومت R2 عبور می کند دو سر R2 ولتاژی معادل R*I می افته که اگر مقدار این ولتاژ بیشتر از 2.5 ولت شود باعث می شود آی سی Tl431 روشن بشه که خود و ترانزیستور tip122 خاموش بشه ، ای نروند به صورت کامل ادامه پیدا می کنه و باعث میشه جریان خروجی بیشتر از مقدار دو نیم تقسیم بر مقدار مقاومت نشود . به عبارت دیگر جریان خروجی فقط وابسته به مقدار مقاومت میباشد.
چون عملا جریان خروجی از مقاومت R2 عبور می کند دوتا مشکل خواهیم داشت
1- برای تغییر جریان باید مقدار مقاومت را تغییر بدهیم (برای مدارهایی که نیاز به جریان متغییر داشته باشند مناسب نیست )
2- توان مقاومت خروجی وابسته به جریان خروجی هست که برای جریان های بالا مناسب نمی باشد.
مثلا برای جریان 5 آمپر مقدار مقاومت باید 0.5 باشد پس توان تلفاتی مقاومت برابر هست با
12.5 =I*I*R=5*5*0.5
وات که منطقی نیست
خب بریم این مشکل رو هم حل کنیم .
** نکته چون تو پرروتئوس امکان قرار دادن ال ای دی نبود برای همین کلکتور را مستقیم به vcc وصل کردیم اما در عمل کلکتور به کاتد دیود وصل می شود و اند به vcc **
کنترل نور ال ای دی با روش کنترل جریان مستقل از ولتاژ ورودی برای جریان های بالا :
با بررسی مشکلات بالا به این نتیجه می رسیم در مدار جدید مقاومت خروجی باید کمترین مقدار ممکنه را داشته باشد تا عملا توان تلفاتی پایین بیاید .
خب تقریبا در توضیحات بالا جواب نیز هست ، قبل از اینکه بریم برای تشریح مدار کنترل نور ال ای دی با قابلیت تنظیم جریان پیشنهاد می شود حتما مقاله های زیرا مطالعه کنید .
تقویت کننده با آپ امپ (Op Amp)
مقایسه کننده ها با آپ امپ (Op Amp)
معرفی آی سی tl431
مدار کنترل نور ال ای دی با قابلیت تنظیم جریان :
در مدار مقابله مانند مدار قبلی از یک مقاومت جهت اندازه گیری جریان استفاده می کنیم مقدار مقاومت و مقدار گین مدار تقویت جوری باید انتخاب شود که حداکثر ولتاژ خروجی طبقه تقویت کننده دو نیم ولت باشد . در قسمت مقایسه کننده با مقایسه ولتاژ خروجی طبقه تقویت کننده و و ولتاژ خروجی ای سی tl431 که به یک پتانسیومتر داده شده و توسط پتانسیومتر ولتاژ مرجع یا Refrence طبقه مقایسه کننده تنظیم می شود . ماسفت خروجی را کنترل می کنند بدین صورت در صورتی که جریان خروجی از نسبت R*i*g که در این جا منظور از g گین طبقه تقویت کننده هست . برابر یا بیشتر از مقدار مرجع که توسط پتانسیومتر Rv1 و ای سی Tl431 تنظیم می شود ، شود خروجی طبقه مقایسه کننده صفر می شود و به طبع آن ماسفت خاموش می شود . بدین صورت جریان خروجی کنترل می شود .
در این جا مشاهده می کنید مقدار مقاومت یک دهم اهم هست که براساس جریان خروجی و گین طبقه تقویت کننده می تواند کمتر یا بیشتر شود .
سوال : چرا ولتاژ تغذیه ای سی lm358 با مقاومت و دیود زنر تامین می شود ؟
از انجایی که ولتاژ آی سی lm358 نباید بیشتر از سی ولت باشد و همچنین ولتاژ گیت ماسفت نباید بیشتر از 20 ولت باشد لذا برای اینکه مدار محدود به ولتاژ پایین نباشد با استفاده از یک مقاومت و دیود زنر ولتاژ تغذیه را در حدود 20 ولت ثابت نگه داشتیم . دیود زنر 20 ولتی می باشد.
شبیه سازی مدارات کنترل نور ال ای دی در پروتئوس :
مدارات معرفی شده تا اینجا را در نرم افزار پروتئوس شبیه سازی کردیم و از انتهای این مقاله می توانید دانلود کنید.
همچنین اگر علاقه مند به آموزش نرم افزار پروتئوس هستید اینجا کلید کنید .
کتابخانه های فوت پرینت دارای شکل سه بعدی نرم افزار التیوم را از اینجا دانلود کنید .
طراحی برد مدار چاپی مدارات کنترل نور ال ای دی در نرم افزار التیوم :
همانطور که در مبحث های قبلی ذکر شد و همچنین در بحث آموزش پروژه محور بیان کردیم مدرا های کنترل نور ال ای دی را در نرم افزار التیوم طراحی و برد مدار چاپی اش را تولید کردیم ، سپس جهت انجام کار عملی برد چاپ شده را مونتاژ و نتیجه را به صورت عملی تکرار کردیم . تا از صحت عملکرد مدار طراحی شده مطمئن بشیم .
همچنین فایل های طراحی شده را در نهایت برای شما عزیزان جهت دانلود در انتهای مقاله قرار داده ایم .
جهت حفاظت از برد های مونتاژ شده در برابر پلاریته معکوس ولتاژ ورودی ، یک دیود در وردی تغذیه قرار داه ایم .
همچنین شما می توایند از این قسمت آموزش رایگان نرم افزار التیوم را فرا بگیرید .
دانلود نقشه مدار کنترل جریان ال ای دی به همراه فایل شبیه سازی :
پسورد فایل ** aliaco.ir ** می باشد.
خرید قطعات الکترونیکی پروژه های کنترل نور ال ای دی :
برای تهیه قطعات این پروژه ها ماند پروژه های قبلی چند تا روش وجود دارد .
1- در فروشگاه آلیا الکترونیک قطعات الکترونیکی مورد نیازتون به سبد خرید اضافه کنید .
2- خرید پک قطعات به صورت کامل (دقت داشته باشید فقط قطعات الکترونیکی هست برد مدار چاپی به صورت مجزا باید تهیه شود . )
سفارش برد مدار چاپی پروژه های کنترل نور ال ای دی :
جهت سفارش برد مدار چاپی از این قسمت می توانید اقدام کنید .
نتیجه گیری :
دیدگاهی در مورد “پروژه کنترل جریان (نور) ال ای دی”
سلام عالی.بازم مقاله بنویسید و روندشو طولانی کنید.بسیار عالی
سلام، من این مدار رو در نرم افزار پروتئوس کشیدم، اما با تغییر ولتاژ منبع تغذیه از ۱۲ تا ۱۵ ولت، میزان جریان امپرسنج تغییر میکنه. حدف مدار اینه که امپر ثابت باشه دیگه. راهنمایی میفرمایید لطفا؟
خیلی ممنون از شما
سلام ترانزیستور ها رو مشابه گزاشتین ؟
جریان ال ای دی چقدر هست؟