Circuito de atenuación de LED simple

Primero la advertencia: -

  

el problema es que no puedo alcanzar el brillo completo del led que   alcanza cuando simplemente se conecta a una fuente de alimentación de 12v

No conecte un LED estándar directamente a una fuente de voltaje a menos que quiera arriesgarse a romperlo, siempre use una resistencia limitadora de corriente.

Vuelve a tu esquema; está utilizando un seguidor de emisores para controlar varios LED de la serie y esto naturalmente pierde aproximadamente 0,7 voltios entre la entrada (base) y la salida (emisor) y esto podría explicar alguna pérdida de brillo. Para restablecer la corriente, intente bajar la resistencia en serie con la cadena de LED, pero preste atención a la advertencia de que es una resistencia limitadora de corriente y no la reduzca tanto que dañe los LED.

También está utilizando un divisor de potencial para impulsar la base y esto naturalmente reduce el voltaje de la base y, a su vez, esto naturalmente reduce el voltaje del emisor. Movería R2 a la izquierda de R1 y lo haría más bajo que R1. Por ejemplo, si R1 es 10 kohm, entonces el R2 recién posicionado debería ser aproximadamente 1 kohm.

La irradiancia del LED es una función de la corriente, en términos generales. La iluminación LED es más como una función logarítmica de irradiancia. Por lo tanto, para lograr un aumento o disminución aproximadamente "lineal" en el brillo percibido, deseará que la corriente en los LED siga una aproximación aproximada de la curva de carga RC (que es exponencial). Desafortunadamente, solo los LED que utilizan un voltaje cambiante exponencial no No hagas el truco. Es posible que prefiera controlar el LED current como function de la tensión de carga.

El siguiente circuito logrará esto en una aproximación razonable:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

La réplica actual formada a partir de \ $ Q_2 \ $ y \ $ Q_3 \ $ funcionará de manera razonable bien por debajo de la saturación superficial para \ $ Q_3 \ $ . Esto significa que casi puede alcanzar el voltaje total \ $ V_ \ text {CC} \ $ a través de sus LED, menos aproximadamente medio voltio. Y también controlarán la corriente del LED todo el tiempo.

\ $ Q_1 \ $ está funcionando como un seguidor de emisor. A medida que aumenta la tensión del condensador, también lo hace el emisor, en un paso de bloqueo relativamente cercano. Esto significa que el voltaje en \ $ C_1 \ $ establece la corriente en \ $ R_ \ text {SET} \ $ , ya que el recopilador de \ $ Q_2 \ $ siempre será solo una caída de diodo sobre el suelo.

El único truco en todo esto es que \ $ Q_1 \ $ requiere una corriente de recombinación de base para funcionar. Esto "arrastra" la tasa de subida del voltaje de \ $ C_1 \ $ y, de la misma manera, acelera la tasa de caída. Sin embargo, este circuito usa solo \ $ R_2 \ $ para cargar, pero la suma de \ $ R_2 + R_3 \ $ para la descarga. El valor mayor de \ $ R_2 + R_3 \ $ (que de lo contrario parecería requerir un tiempo de descarga más largo) se compensa con la corriente base de recombinación para \ $ Q_1 \ $ , que también descarga \ $ C_1 \ $ . Por lo tanto, con un poco de ajuste de la relación de estos dos resistores, puede obtener tiempos de aumento y caída aproximadamente iguales para las corrientes en los LED.

$$ R_ \ text {SET} = \ frac {V_ \ text {CC} - \ frac {I_ \ text {LED} \ cdot R_2} {\ beta} - 1.5 \: \ text {V}} {I_ \ text {LED}} $$

Si está utilizando una fuente \ $ 12 \: \ text {V} \ $ y desea un pico de aproximadamente \ $ 20 \: \ text {mA} \ $ en los LED, luego, utilizando el circuito anterior obtendrías algo como \ $ R_ \ text {SET} \ approx 390 \: \ Omega \ $ (asumiendo que \ $ Q_1 \ $ 'span class="math-container"> \ $ \ beta \ approx 240 \ $ .) Por supuesto, podría ser menos que eso también, pero esto tiene un valor de resistencia de estadio para empezar, independientemente. (Con solo \ $ 5 \: \ text {V} \ $ , \ $ R_ \ text {SET} \ approx 39 \: \ Omega \ $ .)

De todos modos, es fácil probarlo. Siempre que la corriente del LED sea modesta (en la vecindad de \ $ 20 \: \ text {mA} \ $ o menos) la disipación en los tres transistores debe estar dentro Especificaciones sin necesidad de disipadores de calor. \ $ R_ \ text {SET} \ $ debe tener al menos \ $ \ frac14 \: \ text {W} \ $ , sin embargo. Asegúrate de verificar lo que estoy diciendo, probando y sintiendo el cambio en la temperatura de los tres BJT y \ $ R_ \ text {SET} \ $ , sin embargo. Siempre verifique y haga los ajustes necesarios para que se sienta mejor.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Con este circuito, hay un circuito divisor de voltaje con R1 y R2, lo que significa que en la base de su transistor solo está viendo una relación de su voltaje de entrada.
\ $ V_ {BASE} = (R_ {2} / (R_ {1} + R_ {2})) / V_ {IN} \ $

Esto significa que su voltaje base será menor que el voltaje de su colector dependiendo de los valores que use para R1 y R2, esto significa que su transistor no se saturará completamente, lo que significa que habrá una caída de voltaje mayor a través de su transistor ( \ $ V_ {CE} \ $ )

Incluso en el mejor de los casos, perderá ~ 0.7V en su transistor, incluso cuando esté completamente saturado. Está pensando que su LED aún está conectado a 12V cuando la realidad es que después del transistor es más como conectar el LED a ~ 10-11V (dependiendo de sus valores para R1 y R2)

Luego, utilizando la ley de Ohm, es fácil ver por qué su LED no se vuelve tan brillante, menos voltaje con la misma resistencia = menos corriente.
Lo que debe hacer es calcular cuál será la caída de voltaje de su transistor y luego calcular un nuevo valor para su resistencia limitadora de corriente según su nuevo voltaje ( \ $ V_ {IN} -V_ {CE} \ $ )

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Figura 1. Mueva el R2 a la posición que se muestra.

Puede evitar el posible efecto divisor de su primer circuito moviendo R2 al interruptor. Entonces no tendrá ningún efecto cuando SW1 esté activado, pero proporcionará una ruta de descarga cuando SW1 esté desactivado. Su valor podría ser de aproximadamente 1/10 al de R1 para mantener las corrientes de carga y descarga similares.

Echando un vistazo a su segundo circuito ...

Comopuedeverenlastrazasenlaimagendearriba,Q1nuncarecibesuficientevoltajeparaencenderseporcompleto.Latrazarojaestáenelinterruptor,elverdeestáenelcentrodeldivisorderesistenciayelazulestáenlabasedeltransistor.Estasimulaciónesconelinterruptorquesemantienepulsadodurante2segundosyluegosesueltadurante3segundos.

Susresistenciastienenunvalordemasiadoalto(yestánenunaredinnecesariamentecomplicada).Intentaríareducirelvalordesusresistencias.Lavelocidaddecargadelcondensadorsecontrolaráutilizandolas ecuaciones constantes de tiempo del capacitador , asegúrese de echar un vistazo y enchufé los números que querías allí. Un capacitor más grande tardará más en cargarse completamente (con resistencia constante).

En lugar de usar RC, puedes usar PWM. Los automóviles modernos utilizan circuitos PWM para atenuar o atenuar el interior y las luces de los instrumentos. He visto luces interiores de cúpula que se desvanecen y desaparecen, al estilo de teatro.