Regulación del brillo del LED mediante la salida de auriculares

Aquí hay algo que parece cumplir con sus especificaciones:

C1AC:acoplalaseñalparaquepuedatenercualquierdesviacióndeCCdentrodelcircuitoquenosgusta.D1yD2rectificanlaseñaldeentradaasuvoltajepico,menoslacaídadelosdosdiodosSchottky.C2mantieneelvalorentrepicos.Q1esunsumiderodecorrientecontroladoporvoltaje.ElLEDD3esentoncesimpulsadoporesacorriente.

Suseñaldeentradamáximaesde4Vpp.Despuésdequecaiganlosdosdiodos,estoresultaráenaproximadamente3.3VenC2.EsocolocaalemisordeQ1enaproximadamente2.6V,loqueresultaenunacorrientede29mAatravésdeR1.Lagranmayoríadeesacorriente(98%sieltransistortieneunagananciade50,porejemplo)pasaporelLED.Porlotanto,elLEDseactivaráconaproximadamentelos30mAquedeseecuandoseapliqueunaseñaldeaudiodeamplitudcompletaenIN.AjusteR1paracambiarlatensióndeaudioalarelacióndebrillodelLED.LasresistenciasmásaltascausanmenoscorrientedeLEDenelmismoniveldeaudio.

Elrangodelafuentedealimentaciónestálimitadoporelrequisitodevoltajemínimoenelnivelbajoylamáximadisipacióndeltransistorenelextremoalto.Atodovolumen,habráaproximadamente2.6VenR1.FiguraelLEDnecesitaaproximadamente2.1V,porloquedeja300mVparaeltransistor.Unpocomásseríamejorparaunaregulaciónactualmásestricta,peroesoaúndeberíafuncionar.

Enelextremosuperior,utilicéaproximadamente150mWdedisipaciónparaeltransistor.Esosignificaquepuedecaer5Va30mA.Esomás2.6VparaR1y2.1VparaelLEDllegaa9.7V,porloqueredondeoa10V.Noesdifícilencontrarunpequeñotransistordeseñalquepuedadisiparmásde150mW.

Añadido

LarespuestaanterioresparaencenderunLEDaproximadamenteproporcionalalniveldevoltajedeaudio.LoquesesolicitaahoraesencenderunLEDdeacuerdoconlaformadeondainstantánea.Aquíhayuncircuitoquehaceeso:

El transistor está polarizado de manera que hay aproximadamente 2 V en su emisor, y por lo tanto 2 V a través de R1. Eso causa una corriente de 15 mA LED cuando no hay entrada.

La entrada perturba el punto de polarización ± 2 V. C1 AC acopla esta entrada para que no perturbe el punto de polarización de CC, solo el punto de operación instantáneo. Cuando la entrada oscila alto por 2 V, la corriente del LED llega a aproximadamente 30 mA. Cuando oscila bajo en 2 V, la corriente del LED se acerca a 0.

Esto debería funcionar lo suficientemente bien como se muestra, pero sería una buena idea observar la operación real con un alcance, y posiblemente ajustar R2 un poco para que los picos de +2 V y -2 V resulten cerca del LED deseado actual sin clipping.

Puede intentar usar un amplificador de clase D para controlar el LED, en lugar de los auriculares o el altavoz. El controlador de audio tipo PAM8403 acepta voltajes de entrada de audio analógico, y emite pulsos digitales modulados en ancho de pulso a una frecuencia de repetición de aproximadamente 250 kHz. Se utiliza una alimentación de +5 V DC. Muchos otros controladores de auriculares de Clase D están disponibles de otros fabricantes (TI, Maxim).
Una resistencia (R1) en serie con su LED debe limitar la corriente a los 30 mA deseados. No he intentado esto, pero su simplicidad sin prejuicios es muy tentadora. Ciertos LED que modifican el color con recubrimientos de fósforo pueden no ser apropiados, ya que los fósforos agregan una "cola" óptica que podría distorsionar el ancho del pulso. La modulación total de cero a 30 mA debería ser fácilmente alcanzable. Un LED de mayor potencia (hasta 600 mA) podría manejarse con una resistencia de serie más pequeña. Este circuito también podría conducir un diodo láser de estado sólido rojo también. Solo se muestra la salida del canal derecho. Estéreo (usando otro LED similar en la salida del canal izquierdo) es posible, pero las rutas ópticas hacia los detectores izquierdo y derecho deberían mantenerse aisladas.
Esto debería ser compatible con un circuito receptor de fototransistor convencional, aunque es posible que desee agregar un filtro de paso bajo para eliminar cualquier modulación de 250 kHz.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Un circuito simple para hacer lo que quiere es un circuito de rectificación. La cadena de sub-circuitos se vería como:

1. desacoplador
2. rectificador
3. buffer + bias op-amp
4. Filtro

5. polarización del LED.

   • El desacoplador eliminará cualquier componente de CC de la forma de onda.
   • El rectificador se convertirá de una onda sinusoidal de 4Vpp centrada en la tierra a una onda sinusoidal de 2Vpp.
   • El búfer reducirá la carga en la computadora portátil y se debe conectar para cambiar la señal a polarizar, de modo que una amplitud máxima presente 30 mA al LED, y una amplitud mínima presente un 0, para eso deberá saber la caída de tensión directa del LED.
   • El filtro se convertirá de la mitad de onda sinusoidal a un riel de CC.
   • La polarización del LED será una resistencia simple.

Si no le importa invertir la señal, puede usar un amplificador de amplificador operacional de inversión simple con la batería de 9 V como fuente de energía y un divisor de voltaje para generar el voltaje de compensación en la entrada no inversora del amplificador. La tensión de salida será inferior a 9 V, por lo tanto, conecte el cátodo LED a la salida y una resistencia a 9 V en el ánodo. Te lo dejo a ti para calcular la ganancia.

Buena suerte con tu diseño :)

Supongo que su circuito agrega el voltaje de la batería al voltaje de la señal y lo pone en el LED y la resistencia.

El problema que tiene con esto es que 9 V > 2.2 V + 2 V, es por eso que circulaba demasiada corriente a través del LED.

En su lugar, el uso de una batería de 3V (2 * 1.5 V AA) debería dar mejores resultados.
O puede usar un amplificador simple clase A (actual) y establecer el punto de polarización.

R1 - trimpot: establece el punto de polarización. Establezca esto en - (V_negative_peak) + Vgs + Vled.
R2 es para la impedancia de entrada. Omita esto si R1 es lo suficientemente grande.
C2 - Acoplamiento AC. Evita tener tanto un C2 grande como un R1 grande. Q1 es casi cualquier MOSFET. P.ej. de un SMPS no utilizado / roto (fuente de alimentación).
R3 establece la corriente del LED dejando caer la corriente excesiva. Esto debería ser 4 V / 30 mA = 130 Ohm. También es posible que desee utilizar un trimpot para R3.

Los componentes están extremadamente disponibles, incluso puedes obtenerlos de la basura. Y el circuito es extremadamente simple y se puede ajustar con los trimpots. Casi ningún pensamiento requerido.