Tester LED regolato corrente: 4 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:06

Molte persone presumono che tutti i LED possano essere alimentati con una fonte di alimentazione a 3V costante. I LED infatti hanno una relazione corrente-tensione non lineare. La corrente cresce esponenzialmente con la tensione fornita. C'è anche l'idea sbagliata che tutti i LED di un dato colore avranno una specifica tensione diretta. La tensione diretta di un LED non dipende solo dal colore ed è influenzata da altri fattori come la dimensione del LED e il suo produttore. Il punto è che l'aspettativa di vita del tuo LED potrebbe degradarsi quando non è alimentato correttamente. Mentre ci sono calcolatori là fuori che ti dicono la quantità di resistenza da collegare in serie con il tuo LED, dovresti comunque indovinare la tensione operativa e attuale. I LED normalmente non vengono forniti con una scheda tecnica e qualsiasi specifica fornita potrebbe essere imprecisa. Questo piccolo circuito ti permetterà di determinare l'esatta tensione e corrente da fornire al tuo LED. Il tester LED non è una mia idea originale. L'ho trovato qui. Stavo praticamente testando i miei LED come faceva lui prima di fare il tester; collegando un LED, un potenziometro, un alimentatore e un multimetro. Non il più elegante dei metodi e spesso molto fastidioso. Un circuito regolatore di corrente non mi era nuovo, ma non mi è mai venuto in mente di usarlo come tester per LED. Tuttavia, considero la mia scheda più ordinata con i test pad/loop disposti in modo più intuitivo. E sebbene non sia una scienza missilistica produrre il layout del PCB dagli schemi, sto fornendo il mio layout per tua comodità. Se dai un'occhiata al sito Web dell'autore originale noterai che ho qualcosa in più nel mio tester. Ha usato una scheda a doppia faccia, quindi può permettersi di saldare i componenti su un lato e avere i grandi pad piatti sull'altro lato. Ho finito le tavole a doppia faccia nel momento in cui ho fatto la mia. All'inizio, ho pensato di avere solo un pezzo di cartone extra piccolo dietro la scheda principale e di saldare i due insieme per ottenere una scheda a doppia faccia parziale. Poi ho pensato che forse avrei potuto creare una presa in modo che i grandi pad di prova siano rimovibili e possano essere inseriti in una breadboard per altri usi. Immaginando come sarebbe stato, mi sono reso conto che avrebbe avuto un profilo piuttosto alto e stavo pensando a una soluzione per ridurre l'altezza. Poi mi è venuto in mente che probabilmente avrei potuto sfruttare lo spazio sottostante e aggiungere un magnete in modo che i LED (sia a foro passante che SMD) si attaccassero ai pad senza che io li tenessi lì. Ho testato rapidamente l'idea con un magnete e alcuni componenti e sembrava funzionare. Mi è venuto in mente di scrivere un Instructable sul tester LED quando ho visto Get The LED Out! concorso. Stavo già usando il tester LED per un po' di tempo, quindi questo è stato documentato dopo il suo completamento e potrebbe mancare le foto del progetto in corso. Se c'è qualcosa che deve essere chiarito o spiegato, non esitare a postare un commento. Presumo che il lettore abbia almeno una conoscenza di base dell'elettronica e competenze sufficienti nella saldatura e nella fabbricazione di PCB. Questo progetto ha tre sub-Instructables perché io senti che ogni parte merita la sua guida:- Un altro metodo di prototipazione rapida PCB- Adattatore per dispositivo a montaggio superficiale magnetico (SMD)- Strumento per tornire la manopola Trimpot

Passaggio 1: elenco dei componenti

Componenti per il circuito principale: 1 x batteria da 9 V 1 x clip per batteria da 9 V 1 x connettore femmina a 2 pin (pin e alloggiamento) 3 x presa SIL a 1 pin 1 x connettore maschio a 2 pin 1 x connettore maschio ad angolo retto a 2 pin 1 x blocco di cortocircuito 1 x condensatore 100 nF 1 x diodo 1N4148 1 x LM317LZ positivo regolabile regolatore1x resistore da 39 ohm1x trimpot quadrato orizzontale da 500 ohm1x intestazione femmina1x presa IC a 8 pin (necessaria solo se stai realizzando l'adattatore)1x scheda rivestita in rame da 50 mm X 27 mmMateriali per l'adattatore magnetico SMD (opzionale):1x magnete2x header maschio a 4 pin1x Scheda rivestita in rame da 12 mm X 27 mm Il condensatore e il diodo non sono cruciali per il funzionamento di questo circuito. Li ho usati per far sembrare la mia scheda più popolata. Ho ridotto il valore del resistore a 39 ohm (può essere più difficile da trovare) invece di 47 ohm in modo che il mio tester possa emettere un massimo di circa 32 mA. La versione di David Cook può emettere fino a circa 25 mA. Uso alcuni LED ad alta potenza e 25 mA non sono sufficienti, ma 32 mA per brevi periodi dovrebbero essere relativamente innocui per LED più deboli. È possibile utilizzare un resistore da 47 ohm se si è soddisfatti di un massimo di 25 mA. È possibile determinare la corrente di uscita massima e minima dividendo il valore della tensione di riferimento sull'LM317LZ (1,25 V in base alla mia scheda tecnica) per il valore del resistore di rilevamento (trimpot + resistore per essere corretto). Corrente di uscita minima (trimpot impostato su un massimo di 500 ohm): 1,25 V / (500 ohm + 39 ohm) = 0,0023 A = 2,3 mA Corrente di uscita massima (trimpot impostato su un minimo di 0 ohm): 1,25 / (0 ohm + 39 ohm) = 0,0321 A = 32,1 mA Utilizzare le equazioni sopra per creare un tester LED con un diverso intervallo di uscita di corrente, se lo si desidera. Ricorda solo che l'LM317LZ è limitato a una corrente di uscita massima di 100 mA. Avrai anche bisogno di attrezzature per la saldatura, del nastro biadesivo (per attaccare il PCB alla batteria) e strumenti e materiali per la fabbricazione del PCB (dipende dal metodo utilizzato). Dovresti già avere tutto questo a disposizione se hai mai fatto l'elettronica fatta in casa.

Passaggio 2: schema e layout del circuito

Guarda le immagini per lo schema e il layout. È possibile fare riferimento a questo Instructable per istruzioni sulla fabbricazione del PCB. The Instructable usa questo circuito come esempio in modo che tu possa seguirlo direttamente. Ricorda di controllare il pinout del tuo regolatore. Ho incluso anche un PDF del layout che puoi stampare. NON ridimensionare durante la stampa se si desidera utilizzare il layout come maschera per fotolitografia o trasferimento di toner.

Passaggio 3: descrizione e dettagli

Crimpare i pin del connettore femmina con i fili della clip della batteria da 9V. È possibile utilizzare invece connettori polarizzati se si desidera evitare di collegare l'alimentazione nel modo sbagliato. Non ho usato intestazioni polarizzate perché non ne avevo a portata di mano e il diodo è lì per la protezione dalla tensione inversa. I loop di prova sono una grande idea che ho spudoratamente collegato alla Robot Room. Questi sono semplicemente un anello di filo di rame tra due fori vicini. Nota che i miei circuiti di prova sono un po' brutti perché ho dimenticato di pre-stagnarli prima di saldarli al PCB. Quando mi sono reso conto di essermi dimenticato, avevo già fissato il PCB alla batteria e non volevo rimuoverlo, da qui la brutta stagnatura. Ricordati di pre-stagnare i tuoi! I cappi di prova sono ottimi per essere agganciati con clip a coccodrillo o agganciati con ganci/clip di prova. Ho usato una scheda di rame su un solo lato, quindi non c'era modo di avere i pad di prova sul lato superiore. Anche se dovessi usare una scheda di rame a doppia faccia, avrei bisogno di un modo per collegare lo strato inferiore a quello superiore. Il problema è che non mi piacciono i via fatti con la saldatura di un filo tra i due strati, è brutto. La mia soluzione era usare i socket SIL. SIL sta per Single In-Line per quelli di voi che non lo sanno. Questi sono simili agli zoccoli IC lavorati a macchina, ma invece di due file, ce n'è solo uno. Gli zoccoli sono come normali intestazioni in quanto è possibile interrompere o tagliare una riga con tutti i pin che si desidera. Basta rompere/tagliare 3 prese a 1 pin (una per ogni test pad). Quindi rompere/tagliare il supporto in plastica per rivelare la parte conduttiva. Notare che il perno ha quattro diametri. Taglia via l'estremità più stretta. L'estremità successiva più stretta verrà inserita nel PCB, quindi il foro e il pad di rame dovranno essere ingranditi. Gli zoccoli forniscono una bella fossa in cui inserire le punte appuntite delle sonde del multimetro. Non dovrebbe adattarsi, ma aiuta a evitare che le sonde scivolino. Puoi anche inserire i cavi e magari collegarlo alla porta ADC del tuo microcontrollore. L'adattatore SMD magnetico è collegato al tester tramite una presa IC. Dovrai utilizzare le prese IC della versione normale per questo poiché le intestazioni maschio non si adattano alle prese IC lavorate a macchina. Basta dividere una presa IC a 8 pin e saldare sul PCB. Puoi fare un ulteriore passo avanti come ho fatto io e archiviare tutte le piccole sporgenze prima di saldare in modo che tutto sia a posto. Se lo fai, inevitabilmente archivierai una piccola parte della parte conduttiva che non fa molto male. I pin dell'intestazione sull'adattatore sono stati intenzionalmente accorciati in modo che si adattassero completamente alla presa. Questo fa sì che l'intestazione si trovi a filo della presa senza spazi tra di loro, producendo un aspetto più gradevole e un profilo complessivo più basso. Controlla questo Instructable per una guida su come realizzare l'adattatore SMD magnetico.

Passaggio 4: come utilizzare il tester

Ci sono due modi per testare un LED. Innanzitutto, puoi collegarlo all'intestazione femminile. Sulla base della prima immagine, l'anodo è il foro superiore e il catodo è il foro inferiore. In secondo luogo, puoi utilizzare l'adattatore SMD magnetico. Basta posizionare i terminali LED sull'adattatore e si attaccherà lì. Allo stesso modo, l'anodo è il pad superiore e il catodo è il pad inferiore. L'adattatore magnetico SMD, come suggerisce il nome, dovrebbe essere utilizzato per testare i LED SMD. Non ho LED SMD a portata di mano, ma l'adattatore SMD magnetico funziona come si può vedere quando l'ho testato con un normale diodo. I pad sono anche ottimi per toccare rapidamente i cavi del LED per verificare la polarità, il colore e la luminosità. Non devi preoccuparti di cortocircuitare i pad poiché la corrente sarà limitata a un massimo di 32 mA. Nessun danno sarà fatto al circuito né alla batteria. Questo tester è stato progettato per la comodità di misurare la tensione e la corrente. È possibile utilizzare i test pad oi test loop. Il pad/loop di test centrale è comune. Il test pad/loop superiore (fare riferimento alla prima immagine) serve per misurare la tensione e il test pad/loop inferiore serve per misurare la corrente. Quando si misura la corrente, sarà necessario rimuovere il blocco di cortocircuito. Per scopi intuitivi, il ponticello è stato posizionato tra i pad/loop di test centrale e inferiore. Supponendo che il tuo LED non abbia alcuna specifica, vorresti sapere quanta corrente e tensione fornirgli per ottenere la luminosità desiderata. Innanzitutto, collega il multimetro per misurare la corrente e rimuovere il blocco di cortocircuito. Posiziona il tuo LED sul tester e regola il trimpot (puoi fare in modo che questo semplice strumento giri la manopola) finché non sei soddisfatto della luminosità. Se non sei sicuro della corrente massima che puoi fornire al tuo LED, di solito è sicuro assumere una corrente di lavoro ottimale di 20 mA. Registra la quantità di corrente che scorre attraverso il LED (assumiamo i suoi 25 mA). Quindi, sostituire il blocco di cortocircuito e misurare la tensione. Registralo (supponiamo che sia 1.8V). Ora supponiamo che tu voglia alimentare questo led da un'alimentazione a 5V. Dovresti quindi eliminare 3,2 V dai 5 V per raggiungere gli 1,8 V necessari per alimentare il tuo LED (5 V - 1,8 V = 3,2 V). Poiché sappiamo che il tuo LED consuma 25 mA, possiamo quindi calcolare la resistenza necessaria per far cadere 3,2 V dall'equazione V / I = R. 3,2 V / 0,025 A = 128 Ohm Ora puoi collegare una resistenza da 128 ohm in serie con il tuo LED e l'alimentazione con 5V per ottenere la luminosità esatta che desideri. La maggior parte delle volte non sarai in grado di trovare un resistore con l'esatto valore di resistenza che hai calcolato. In tal caso, potresti voler ottenere il successivo valore di resistenza più alto solo per essere sicuro. Buon test!