Tira de LED RGB - Voltaje variable vs. PWM

El uso de resistencias variables funcionaría, pero podría ser difícil de implementar. Por ejemplo, cada segmento tiene una resistencia de 130 ohmios por canal. Entonces, para 33 segmentos en paralelo, esto es efectivamente una resistencia de 130/33 ~ = 4 ohmios. Por lo tanto, para reducir a la mitad la corriente de ese canal, necesitará una resistencia de 4 ohmios, capaz de disipar 0.7 * 4 = 2.8W. En un búsqueda rápida en element14 No pude encontrar un potenciómetro barato con este tipo de clasificación de potencia. Podría usar una olla para controlar un transistor de potencia, pero ¿por qué no ir a PWM para ese esfuerzo? :)

PWM es más eficiente energéticamente. Aquí hay un tutorial sobre cómo se está ejecutando usando un Arduino y PWM. Tira de LED RGB - Voltaje variable Vs. PWM

Primero: Los LED son dispositivos controlados por corriente , no por voltaje.

Un LED es un diodo semiconductor, con una relación de voltaje a corriente como esta:

(de Wikipedia )

La salida de luz de un LED está relacionada con la corriente que se transmite a través de él, mientras que el voltaje permanece más o menos constante en el voltaje de unión Vf del LED específico. ( Nota: para los LED RGB, cada una de las uniones R, G y B tiene un Vf diferente ).

Exhiben una "rodilla" aguda en su voltaje al gráfico actual. Esto es diferente a las luces incandescentes que tienen una gráfica V: I más lineal una vez que se calientan (donde el brillo es más o menos proporcional al voltaje).

Por qué esto importa en el contexto actual :
Cambiar la resistencia variable no cambia la salida de luz de una manera fácil de gestionar a medida que barre la resistencia variable:

• Hasta que se alcanza Vf para el LED relevante a través de los cables LED, se emite cero o una cantidad muy pequeña de luz. La "resistencia" delantera del LED es extremadamente alta. La mayor parte del voltaje de suministro se encuentra en la resistencia variable.
• A medida que se reduce la resistencia, en un punto el voltaje a través del LED alcanza Vf, y el LED se enciende. La "resistencia" directa del LED se vuelve muy baja, por lo que el flujo de corriente aumenta muy rápidamente. La resistencia de la resistencia variable funciona como el limitador de corriente de este circuito.
  Vf aparece en el LED
  (Vsupp - Vf) aparece en la resistencia. Corriente I = (Vsupp - Vf) / R
• Cuando la resistencia variable se reduce ligeramente más, el flujo de corriente va más allá de la capacidad del LED sin un aumento apreciable de voltaje y sale humo mágico. Adiós, LED.

Consulte esta respuesta para otra pregunta sobre el LED, para obtener una mejor explicación.

Por qué funciona PWM:
En un circuito accionado por PWM cuando la señal PWM está en la parte "activa" del ciclo, la corriente generalmente está limitada externamente a una cantidad fija (usando una resistencia, un IC regulador de corriente, lo que quiera). En la parte "apagada" del ciclo, el LED simplemente está apagado.

Por lo tanto, a medida que se modifica el ciclo de trabajo del PWM, el LED está completamente encendido para parte del ciclo, y se apaga para el resto, según la relación PWM. Nuestro ojo combina esta combinación de encendido / apagado (por la persistencia de la visión) para llegar a la intensidad de luz percibida.

PWM no genera niveles de voltaje analógico desde digital , nuestros ojos (o dispositivos externos, por ejemplo, un capacitor) hacen el promedio analógico.

Entonces PWM le dará un control suave sobre la intensidad para cada uno de R, G y B, un resistor variable no lo hará. Suave, pero no lineal ...

Una nota menor a tener en cuenta:
Nuestra percepción visual de la intensidad luminosa no es lineal. Percibimos un cambio pequeño en una luz de baja intensidad con mucha más fuerza que un cambio similar en una luz de mayor intensidad. La Ley de Weber-Fechner proporciona más información sobre esto.

Además, esto difiere entre los colores, y entre los hombres y las mujeres (esto está relacionado con la forma en que más hombres son inseguros para el color que las mujeres).

Por qué esto importa:
Si varía su ciclo de trabajo de PWM de forma lineal, la transición de luz percibida no será lineal. Se recomienda una función exponencial de alrededor de x ^ 2.5 para el aumento de la intensidad lineal percibida.

Resumen

• Las resistencias variables no le darán el control que necesita.
• Incluso con PWM, la variación lineal del ciclo de trabajo no es ideal, la exponencial es mejor.
• Para R, G y B de los LED, las curvas de transición PWM ligeramente diferentes podrían ayudar.

Personalmente, yo también usaría PWM. Agregue un codificador rotatorio con un interruptor para seleccionar entre el ajuste de R, G o B y un LED RGB para indicar que se está cambiando el componente de color .

Sin embargo, me gustaría señalar que:
-Un potenciómetro es una resistencia fija con un toque central variable; funciona como un divisor de voltaje variable.
-Un reóstato es exactamente el mismo dispositivo con un terminal externo desconectado; con una sola ruta para que la corriente fluya, funciona como cualquier resistencia limitadora de corriente normal, excepto que es variable.
-Si la entrada del reostato es de 12 V, la salida del reostato es de 12 V a una corriente variable.
-Los reóstatos se pueden seleccionar con un estrechamiento lineal o de audio entre los terminales externos. -La resistencia mínima del reostato es de aproximadamente 0ohms (no es un problema ya que las tiras tienen resistencias). -La resistencia máxima del reostato se puede seleccionar para proporcionar la relación de "brillo a posición de mando" que desee.
-En la resistencia máxima, un reóstato todavía conectará a tierra un poco de voltaje de la tira. Hay reostatos disponibles que tienen un interruptor de encendido / apagado integrado en uno de sus terminales externos. En algunos, el interruptor de encendido / apagado de tipo clic giratorio se reemplaza por un interruptor de botón pulsado en la base del eje giratorio; presionando la perilla hacia el dispositivo presiona el botón. El botón puede ser momentáneo o de tipo push-in-push-out.