интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''

Мерцание светодиодных ламп и как с ним бороться. Схема мерцания


Мерцающий эффект на светодиодах и тиристорах

   Оригинальным устройством, визуально напоминающим мягкое мерцание свечи, можно украсить новогодний праздник или интимный ужин, добавить к елочным гирляндам, рекламной вывеске, подсветить муляж камина или просто наслаждаться необычными переливами света в домашних условиях. Собрать такое электронное устройство нетрудно. Потребуются всего несколько деталей и источник питания на 12-15 В. Необычность устройства – в применении тиристоров (обычно радиолюбители делают транзисторные мультивибраторы) и в том, что в качестве нагрузки применены мигающие светодиоды.

   Тиристоры включены по схеме генератора постоянного тока релаксационного типа и открываются попеременно. Напряжение, поступающее на светодиоды, заставляет их мягко мерцать. Электрическая схема устройства представлена на рис. 1.25.

   Диод VD2 допустимо заменить на КД509А, КД213 с любым буквенным индексом. VD1 можно заменить на КД105Г, 1N5004.

   Рис 1 25 Электрическая схема устройства

   В момент подачи питания тиристоры VS1 и VS2 закрыты, оксидные конденсаторы С1 и С2 разряжены. По мере зарядки оксидных конденсаторов через ограничительные резисторы Rl, R2, R4, R5 один из тиристоров откроется (какой – зависит от постоянных времени заряда конденсаторов и точного сопротивления ограничительных резисторов). Если, к примеру, первым откроется тиристор VS1, конденсатор С2 разряжается через перед данного тиристора и резистор R3. После открывания тиристора VS1 напряжение на аноде тиристора VS2 резко уменьшается и по мере заряда конденсатора СЗ постепенно увеличивается. Наступает момент, когда открывается тиристор VS2. Разница потенциалов заряженного конденсатора СЗ в обратной полярности будет приложена через малое прямое сопротивление перехода открытого тиристора VS2 к тиристору VS1, что и приведет к закрытию последнего.

   Далее начинается новый цикл. Неполярный конденсатор СЗ снова заряжается, но уже через открытый тиристор VS2. При этом оксидный конденсатор С2 разряжается, а С1, соответственно, заряжается. Затем снова открывается тиристор VS1, и процесс повторяется.

   Емкость коммутирующего неполярного конденсатора СЗ выбирают в зависимости от тока через тиристоры. Так, при токе более 1,5 А (к примеру, в качестве нагрузки используются линейки светодиодов, включенных параллельно) емкость СЗ должна быть 20 мкФ. Неполярный конденсатор можно составить из двух полярных (оксидных), включив их одинаковыми полюсами вместе. Емкость СЗ, указанная на схеме (рис. 1.27), соответствует указанной нагрузке (12 светодиодов), ток до 0,5 А.

   Устройство работоспособно при напряжении питания 12-24 В.

   Постоянные резисторы типа MF-25, МЛТ-0,25. Переменные -типа СПО-1 или аналогичные. Оксидные конденсаторы С1 и С2 типа К50-29. Вместо указанных на схеме тиристоров можно применить КУ101А-КУ101Г, КУ201А-КУ201В, КУ202А-КУ202В.

   Мигающие светодиоды YL1-HL12 можно заменить на L816BRSC-B, L-769BGR, L56DGD, TLBR5410, L456B, FYL-5013UBC-B (синего цвета) и аналогичные. Также можно установить и светодиоды постоянного горения, к примеру АЛ307БМ, но эффект уже будет другим (просто мигание двух линеек).

   Устройство в налаживании не нуждается. Частота мигания (мерцания) подбирается с помощью переменных резисторов R2 и R5.

    Литература: Кашкаров А. П. Электронные устройства для уюта и комфорта.

nauchebe.net

Реверс-инжиниринг мерцающего светодиода / Хабр

Дешевые электронные «свечи» в последнее время, кажется, повсюду. Я не обращал на них особого внимания, пока не заметил, что на самом деле в них используется особый светодиод — со встроенным «моргательным» контроллером. Теперь-то совсем другое дело: кому не нравятся таинственные светодиоды? Полчаса спустя я уже набрал охапку мерцающих светодиодов китайского производства.

Конечно, самый интересный вопрос — как они работают? Учитывая, что стоят они буквально по несколько центов за штуку, там внутри не может быть какой-то дорогой электроники. В связи с этим возникает еще один вопрос: правда ли эти светодиоды хуже, чем многочисленные «свечи» на микроконтроллерах, схем которых полно в интернете? Устройство относительно простое. В стандартном 5-миллиметровом корпусе размещены кристалл светодиода и микросхема, которая чуть больше первого по размеру. Схема контроллера соединена как с положительным, так и с отрицательным выводами. Третьей перемычкой к ней подключен анод светодиода, в то время как катодом он «сидит» на отрицательном выводе.

В блоге Evil Mad Scientist недавно был рассказ о похожих светодиодах. Там было показано, как они «поют», если преобразовать изменения яркости в звук. А также — как с их помощью управлять более мощным диодом. Подобные трюки основаны на том, что светодиод потребляет больший ток в те моменты, когда контроллер зажигает его ярче. Обычный светодиод, включенный последовательно с мерцающим, показывает очень похожие изменения яркости. Иными словами, падение напряжения на добавочном резисторе изменяется пропорционально яркости.

Это я и использовал, чтобы извлечь управляющий сигнал контроллера и завести его на логический анализатор (см. схему выше). Подстройкой переменного резистора я добился того, чтобы анализатор воспринимал броски тока как «нули» и «единицы», а светодиод при этом нормально работал.

На диаграмме выше показаны изменения яркости диода в течение примерно минуты, записанные с частотой выборки 1 МГц. Заметны интервалы, когда светодиод непрерывно включен, и периоды, когда его яркость каким-то образом модулируется. Светодиод никогда не выключается надолго. Это разумно, ведь настоящая свеча тоже ярко светит большую часть времени, снижая яркость на короткие периоды мерцания.

Более пристальный взгляд покзывает, что сигнал имеет широтно-импульсную модуляцию. Это означает, что перед нами цифровая схема, без всяких аналоговых трюков.

Любопытно, что частота сигнала — примерно 440 Гц, как у стандартного камертона (нота Ля первой октавы — прим. перев.). Совпадение? Или разработчик просто взял генератор из какой-то музыкальной схемы? Так что есть доля правды в рассказах о «музыкальности» этих светодиодов. Каждый «кадр» постоянной яркости составляет ровно 32 такта и длится около 72 мс. Это соответствует 13-14 кадрам в секунду.

Я написал небольшую программу для определения яркости в каждом кадре по коэффициенту заполнения ШИМ-сигнала. Программа читает поток отсчетов с логического анализатора и выводит серию вещественных чисел — по одному на каждый кадр.

График яркости в зависимости от времени наводит на некоторые мысли: изменения яркости случайны, дискретны и имеют неравномерное распределение. Кажется, существуют 16 уровней яркости, низшие 4 из которых используются очень редко. Им соответствуют только 13 из 3600 отсчетов.

Постороение гистограммы открывает всю картину: фактически используется только 12 уровней яркости. Ровно половина кадров имеет максимальную яркость, остальные значения распределены примерно поровну.

Как это может быть реализовано на аппаратном уровне? Вполне вероятно, используется генератор равномерно распределенных случайных чисел, которые пропускают через простую функцию-формирователь. Для того распределения, которое мы наблюдаем, требуется как минимум 12x2=24 дискретных уровня. Половина из них отображаются в один. Это весьма любопытно, так как генератор, скорее всего, выдает двоичные числа. Наиболее логичной была бы разрядность числа 5 бит, а это 32 состояния. Отобразить 32-уровневую дискретную случайную величину в 24 уровня, не изменив распределения, не так просто, как кажется. Не забываем также, что это совсем не критичная схема, и у разработчика, вероятно, не было много времени на красивое решение. Поэтому он применил самое простое, своего рода хак.

Единственный простой способ, что приходит на ум — просто отбрасывать неподходящие значения и брать следующее случайное число. Нежелательные значения можно легко отделить по битовой маске. Так как схема синхронная, есть только конечное число попыток, пока не начнется следующий кадр. Если контроллер не уложился в заданное количество попыток, он застрянет на «неправильном» значении. Помните редкие выбросы на графике яркости?

Реализация на ANSI-C могла бы выглядеть так:

char attempts=0; char out; while(attempts++<MAX_ATTEMPTS) { out=RAND()&0x1f; if ((out&0x0c)!=0) break; // отбрасываем значения, у которых 2-й и 3-й биты нулевые } if (out>15) out=15; // верхняя половина диапазона соответствует максимальной яркости

Можно узнать, сколько делается попыток? По статистике, доля a=0,25 всех чисел должн быть отброшена и сгенерирована заново. Вероятность того, что за n попыток не будет выбрано «правильное» число, равна an.

n=1 0,25 n=2 0,0625 n=3 0,015625 n=4 0,003906

Доля аномально низких уровней яркости составляет 13/3600=0,0036, что хорошо совпадает с вариантом n=4. Таким образом, MAX_ATTEMPTS==4.

Обратите внимание, что более простым решением было бы просто использовать значение из предыдущего кадра, если встретилось недопустимое число. Этот вариант можно было бы исключить, исходя из автокорреляции (см. ниже). Наиболее же простое, вероятно, решение — изменить схему ШИМ — не было здесь использовано.

Последний кусочек головоломки — это сам генератор случайных чисел. Типичным способом генерации случайных последовательностей в цифровых схемах является применение сдвиговых регистров с линейной обратной связью. Такой регистр выдает псевдослучайную битовую последовательность, которая повторится не позже, чем через 2x-1 тактов, где x — разрядность регистра. Одной из особенностей таких последовательностей (и хороших псевдослучайных последовательностей в целом) является то, что их автокорреляционная функция равна единице только в точке 0 и в координатах, кратных длине последовательности. Во всех остальных интервалах она нулевая.

Я рассчитал автокорреляцию всей последовательности значений. Самоподобия не было найдено вплоть до 3500 кадров (на графике выше показано только 1200), что означает уникальность мерцания на протяжении по меньшей мере 4 минут. Неясно, наблюдалось ли дальнейшее повторение последовательности, или логический анализатор автора просто не позволял записывать дольше — прим. перев. Поскольку на каждый кадр нужно как минимум 5 бит случайных данных (а учитывая механизм отбрасывания нежелательных чисел — еще больше), псевдослучайная последовательность имеет длину по меньшей мере 17500 бит. Для этого потребуется регистр разрядности не менее 17, либо настоящий аппаратный генератор случайных чисел. В любом случае, интересно, как много внимания при разработке уделили тому, чтобы картина мерцания не повторялась.

В заключение ответим на вопросы, заданные в начале статьи. Мерцающий светодиод оказался гораздо сложнее, чем я ожидал (также я не ожидал потратить на него 4 часа). Многие микроконтроллерные реализации свечей просто подают биты с генератора псевдослучайных чисел на ШИМ-выход. Покупной светодиод использует более хитрый алгоритм изменения яркости. Безусловно, определенное внимание было уделено разработке алгоритма, и при этом использован кристалл почти минимально возможной площади. Доля цента потрачена не зря.

Каков же лучший алгоритм мерцания? Можно ли улучшить этот?

Дополнение: Я наконец нашел время написать эмулятор. Написанная на ANSI-C программа, эмулирующая поведение этого светодиода, здесь. Код написан под AVR, но его легко портировать под любой другой контроллер. Репозиторий на Гитхабе содержит все данные и исходные коды, использованные в процессе реверс-инжиниринга светодиода.

habr.com

Мерцание светодиодных ламп и способы борьбы с ним

Лампы накаливания потихоньку уходят в прошлое, освобождая место в светильниках энергосберегающим и светодиодным. Эти осветительные приборы, создавая ту же освещенность, потребляют меньшую мощность, что позволяет экономить электроэнергию.

Современные виды ламп

Современные виды ламп пришедшие на замену лампам накаливания

Но наряду с преимуществами появляется ряд проблем, которые приходится решать потребителю.Рассмотрим одну из них – мерцание светодиодных ламп, с которой рано или поздно приходится сталкиваться любому электрику или обычному пользователю. Мерцать могут не только светодиодные, но и энергосберегающие, люминесцентные лампы.Мерцать лампы могут при работе или в выключенном состоянии. Почему же мерцает выключенная лампа после отключения от сети?

Почему могут мерцать светодиодные лампы в выключенном состоянии

Вначале скажем пару слов о конструкции светодиодной лампы. Хоть она и подключается к источнику переменного тока, работает она на постоянном. Напряжении в сети 220 В, а для работы светодиодов необходимо меньшее напряжение. Для того, чтобы превратить переменное напряжение в постоянное и снизить его величину в состав светодиодной лампы входит специальное устройство, называемое драйвером.Как устроена светодиодная лампаНа входе драйвера установлен выпрямитель из четырех диодов. Для сглаживания пульсаций выпрямленного тока в нем, как и в выпрямителе, используются электролитические конденсаторы. После емкостного фильтра напряжение подается на электронную схему, преобразующую и стабилизирующую выходное напряжение.Теперь, зная конструкцию драйвера, можно объяснить, почему светодиодная лампа мерцает после выключения.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Одной из причин мерцания или периодического вспыхивания светодиодной лампы после выключения являются выключатели с подсветкой. При включенном выключателе ток идет к лампе напрямую через его контактную систему, а при выключенном – через маломощную неоновую лампочку. Работая после отключения последовательно с нагрузкой, она потребляет небольшой ток.Ток протекает не только через лампочку подсветки, но и через нагрузку.

Подключение светодиодной лампы

Ток питающий подсветку выключателя проходит через нагрузку

Проходя через выпрямительные диоды драйвера, он заряжает электролитический конденсатор фильтра. Напряжение на нем возрастает и при достижении величины, достаточной для срабатывания схемы стабилизации, поступает на светодиоды. Они вспыхивают и разряжают конденсатор. Далее процесс повторяется с частотой, зависящей от параметров драйвера: емкости конденсатора, способа стабилизации, мощности светодиодов.

Выключатель с подстветкой

Выключатель с подсветкой может быть одной из причин мерцания светодиодной лампы в выключенном состоянии

Точно по той же причине мигают в выключенном состоянии энергосберегающие лампы. В них также установлена схема, включающая в себя выпрямитель, фильтр и схему запуска и поддержания работы лампы. Люминесцентные лампы, имеющие полупроводниковую пускорегулирующую аппаратуру, тоже не терпят выключателей с подсветкой и периодически вспыхивают после отключения.Очевиден и ответ на вопрос, как убрать мерцание светодиодных и других ламп в этом случае. Нужно поменять выключатель на обычный, без подсветки. Либо удалить из него неоновую лампочку. Сделать это несложно, так как лампочка подключается при помощи разъемного винтового соединения и ее отсутствие не повлияет на работоспособность устройства.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Но иногда подсветка бывает нужной, а на некоторых моделях она устроена сложнее, и от нее так просто не избавиться. А замена выключателя не желательна, так как нарушается дизайн помещения.Как в этом случае избавляться от мерцания светодиодных ламп? Нужно исключить прохождение тока через схему лампы, направить его по другому пути. Самый простой выход из положения работает при размещении ламп в люстре или включении группы ламп одним выключателем. Одну из них нужно заменить на небольшой мощности галогеновую или накаливания. Сопротивление их намного меньше, чем всех подключенных к выключателю осветительных приборов, поэтому ток через нее в выключенном положении пойдет больший. Оставшегося миниатюрного тока гарантированно не хватит для зарядки конденсаторов.Если лампа подключена в единственном экземпляре или применение другого типа осветительных приборов нежелательно или невозможно, для шунтирования можно использовать постоянный резистор. Подойдет резистор с сопротивлением около 51 кОм и мощностью не менее 2 Вт. Его нужно подключить к параллельно любой из ламп, объединенных в группу.

Схема подключения светодиодной лампы

Резистор подключенный параллельно шунтирует ток проходящий через нагрузку

Удобно сделать это в соединительной коробке или непосредственно на патроне лампы (если лампа одна в группе).

Установка шунтирующего резистора непосредственно в патрон

Шунтирующий резистор

Выводы резистора нужно изолировать, да и на него самого неплохо надеть термоусаживаемую или изоляционную трубку. Если длины его выводов недостаточно, их можно нарастить, припаяв гибкие провода сечением 1,5 мм2.Но почему лампы после отключения все равно мерцают, если в выключателе нет подсветки. Это происходит, если рядом с осветительной электропроводкой идут кабели другого назначения, например, розеточной сети. После отключения выключателя провод, идущий от него к светильнику, оказывается под влиянием этих кабелей и они наводят в нем напряжение, достаточное для мерцания светодиодных ламп. Тем более, что ноль на них приходит всегда.Бороться с наводками можно теми же способами: установкой лампы накаливания или резисторов.

Мерцание при работе

Мы рассмотрели, почему могут мерцать светодиодные лампы в выключенном состоянии. Это мерцание после выключения видно невооруженным глазом и вызывает дискомфорт. Но мерцать они могут и при работе, и не ощущаются визуально. Такое мерцание приносит вред, так как воздействует на человека на подсознательном уровне. При длительном воздействии оно может стать причиной частой утомляемости, бессонницы, подавленного состояния. А самое главное, оно негативно сказывается на зрении.Почему это происходит? Все дело в том же конденсаторе фильтра. Если его емкость недостаточна, то фильтр плохо справляется со своей задачей. Часть переменного тока с удвоенной частотой сети 100 Гц добирается до светодиодов и заставляет их изменять яркость свечения с той же частотой.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Согласно Свода Правил СП 52.13330.2011, регламентирующего требования к естественному и искусственному освещению, для детских и лечебных помещений коэффициент пульсаций не должен превышать 10-20 %. Величина варьируется в зависимости от размера объектов, которые требуется рассматривать. Для остальных помещений коэффициент пульсаций не нормируется, но это еще не значит, что им нужно пренебрегать. Тем более, что у низкого качества ламп отдельных производителей он доходит до 60%!Сами же производители редко предоставляют информацию о коэффициенте пульсаций, с которым работает их продукция. Поэтому для его оценки в домашних условиях приходится проводить тесты, фиксирующие не величину, а само наличие мерцания.Первый и самый простой – так называемый «карандашный тест», основанный на эффекте стробоскопа. Включив в помещении только светильник с тестируемой лампой, быстро помашите перед ней карандашом. Если вы увидите сплошной след от карандаша, с пульсациями все в порядке. Если след от карандаша распадается на фрагменты, значит, пульсации есть.Второй способ связан с использованием фото- или видеокамеры. Можно воспользоваться мобильным телефоном. Камеру нужно навести на лампочку с расстояния около 1 метра, при наличии мерцания на дисплее вы увидите темные полосы. Если вы часто снимаете, то наверняка их не раз видели, но теперь знаете, почему так происходит.Рассмотрим, как убрать такое мерцание светодиодных ламп. Нужно поменять конденсатор фильтра на другой, имеющий большую емкость. При этом нужно подобрать конденсатор на то же рабочее напряжение и вписаться в габаритные размеры. Нужно, конечно, обладать некоторыми навыками, чтобы найти на плате драйвера этот конденсатор и иметь навыки владения паяльником. Емкость нового элемента придется подбирать экспериментально. Способ этот не является панацеей, не всегда получается полностью убрать мерцание, но попробовать можно.Еще одна из причин возникновения мерцания при работе – это использования диммеров для регулировки яркости.

Диммер

Перед покупкой диммера, обязательно изучите характеристики используемых ламп: некоторые лампы могут не поддерживать диммирование

Не все светодиодные лампы могут работать с диммером, и не всякий диммер качественно регулирует освещенность. Поэтому перед покупкой внимательно изучите каталог производителя, обратив внимание на то, какие из выпускаемых им ламп диммируются, а какие – нет, и что за устройства рекомендуются для регулировки яркости их свечения.Вот почему мерцают в некоторых случаях светодиодные лампы. Если вы будете следовать рекомендациям, изложенным в этой статье, то избавитесь от лишних хлопот. И главное: покупайте продукцию только проверенных производителей, остерегайтесь дешевых подделок.

 

 Загрузка... Загрузка...

23777

Понравилась статья? Поделитесь:

Советуем к прочтению

voltland.ru

ГЕНЕРАТОР НА МИГАЮЩЕМ СВЕТОДИОДЕ

   Продолжая рубрику статьей для начинающих радиолюбителей, хочу поделится схемой простейшего звукового генератора, который можно построить всего на двух компонентах. Эта схема предназначена для демонстрации принципа работы мигающего светодиода. Как уже догадались, один из компонентов - мигающий светодиод, второй компонент - громкоговоритель. 

Мигающий светодиод - фото

   Мигающий светодиод можно использовать буквально любой, цвет и размеры не имеют значения. Мигающий светодиод у нас будет играть роль задающего генератора. Обычно, частота миганий таких светодиодов 1-4 Герц. Диапазон питающих напряжений 2-4 вольт, на практике светодиод отлично работает и от более высокого напряжения, поскольку это не просто светодиод. В него встроен чип, который работает на определенной частоте, что-то вроде низкочастотного мультивибратора. Схема не содержит дополнительных компонентов и может быть изготовлена за несколько секунд. 

   В качестве звукового излучателя можно использовать любую ВЧ головку или пьезоизлучатель (но эффект получается более хорошим, если использовать высокочастотные головки). Можно использовать динамические головки любой мощности и с любым сопротивлением катушки. 

Применение мигающих светодиодов, в простейших конструкциях

   Источником питания может служить один аккумулятор от мобильного телефона или две пальчиковые батарейки. Вся схема из себя представляет последовательное включение мигающего светодиода и ВЧ динамической головки. При подаче питания схема может не заработать. В таком случае нужно менять полярность питания. 

ГЕНЕРАТОР НА МИГАЮЩЕМ СВЕТОДИОДЕ

   Светодиод будет мигать с определенной частотой, этим подавая кратковременные импульсы на катушку динамической головки. Мы получим эффект, который более похож на тиканье настенных часов. Такой простейший звуковой генератор может быть использован в самых разных электронных игрушках (музыкальные шкатулки, простейшие сигнализации и т.п.). Если дополнить конструкцию кнопкой, то можно получить простейший дверной звонок. Конечно, сигнал, который поступает на динамическую головку достаточно слаб, но его можно усилить применением простого усилителя мощности низкой частоты. Такая система может быть использована в качестве сигнализатора уровня воды, влажности и даже радиации. Устройство не только излучает звуковой сигнал, не нужно забыть о мигающем светодиоде, который играет роль генератора. Такая простая конструкция имеет полное право называться свето-звуковым генератором. Светодиод может быть заменен простым мультивибратором. Применение последнего даст нам возможность регулировать частоту генерируемых импульсов. Автор - АКА

   Форум по радиоэлектронике для начинающих

   Обсудить статью ГЕНЕРАТОР НА МИГАЮЩЕМ СВЕТОДИОДЕ

radioskot.ru

"Мерцающая свеча" на светодиодах.

Подробности Категория: Светотехника    Оригинальным устройством, работа которого визуально напоминает мягкое мерцание свечи, можно украсить романтический вечер, застолье на новый год, или просто спальную комнату. Так-же можно использовать "мерцающую свечу" на светодиодах и для подсветки камина, для подключения елочных гирлянд, для рекламных щитов или просто дома в комнате. Собрать данное устройство по силам даже начинающему радиолюбителю. Ведь для этого потребуется небольшое количество радиокомпонентов и блок питания 12В - 15В.

   Рассмотрим более детально работу "мерцающей свечи".

  В устройстве тиристоры VS1 и VS2 включены по схеме генератора постоянного тока релаксационного типа.  При подачи напряжения питания на устройство, тиристоры VS1 и VS2 (КУ101Б) находятся в закрытом состоянии т.к. электролитические конденсаторы С1 и С2 разряжены и напряжение на управляющих электродах тиристоров равна нулю. Через некоторое время, по мере зарядки конденсаторов через токоограничительные резисторы R1, R2 для С1 и R4, R5 для С2 напряжение на управляющем электроде тиристора VS1 или VS2 поднимется и в зависимости от времени заряда конденсаторов и сопротивления токоограничительных резисторов из тиристоров откроется. Когда тиристор откроется, конденсатор разряжается через тиристор и резистор 820 Ом.

"Мерцающая свеча" на светодиодах.

Электрическая схема устройства "мерцающая свеча" на светодиодах.

Далее процесс повторяется. Устройство сохраняет работоспособность при напряжении питания до 25 В.

Детали:

Резисторы R1,R3, R4,R6 типа МЛТ - 0,25. Переменные резисторы R2 и R5 -типа СПО-1. Конденсаторы С1 и С2 любые электролитические. Тиристоры любые из серии КУ101А - КУ101Г, КУ201А - КУ201В, КУ202А - КУ202В.

Светодиоды HL1 - HL12 разных цветов, например типа TLBR5410, L816BRSC, FYL-5013L, 769BGR, L56DGD, L456B .

Устройство "мерцающая свеча" на светодиодах в налаживании не нуждается. Частота мерцания подбирается с помощью R2 и R5.

По материалам статьи

Кашкаров А. П.

Электронные устройства для уюта и комфорта.

radiofanatic.ru

Почему моргает светодиодная лента во включенном состоянии

Повсеместное увлечение светодиодными лентами в быту – явление, обусловленное, в первую очередь, их экономичностью. Утверждается, например, что разница в мощности обычных и светодиодных ламп — чуть ли не десятикратная.

На самом деле реальный эффект намного меньше, поскольку в расчёт вступают как экономические факторы (стоимость), так и конструктивные (включая и фирму-производителя). Однако световой поток, создаваемый лентами светодиодного освещения, всё-таки достаточно мощный, что во многих случаях предопределяет конечный выбор.

Тем не менее, со временем светодиод начинает мигать. Раньше это произойдёт с изделиями и источниками питания китайского производства, но и вроде бы надёжный Armstrong, как оказывается, также далеко не безгрешен. Разобраться почему моргает светодиодная лента во включенном состоянии мы и попробуем с помощью материалов этой статьи.

почему моргает светодиодная лента во включенном состоянии

Почему вредна любая пульсация напряжения в источнике света

Изменение текущего значения светового потока особенно неблагоприятно сказывается при выполнении работ повышенной точности. С этой целью СНиП 52.13330-2011 ограничивает предел перепадов освещённости величиной в 12…20%. Однако эта норма касается только производств, на которых выполняется изготовление или сборка мелких и особо мелких деталей и узлов.

Здесь всё понятно: уставшие глаза сборщицы могут пропустить какой-то особенно важный с точки зрения качества переход, неправильно расположить компонент электронной схемы и т.д. В итоге – брак, финансовые потери и прочие неприятности. А как с пульсацией дело обстоит в быту?

Обычные лампы накаливания работают, как известно, от сети переменного тока с номинальным напряжением 220 В и частотой 60 Гц. Мигают они соответственно, точно такое же количество раз. Период между пульсациями составляет 10 мс, что человеческим глазом не воспринимается. Если напряжение стабильное, так и будет.

Однако на практике скачки напряжения в бытовых электросетях многоэтажных зданий довольно заметны, что можно проверить при помощи обычного пилота со встроенным конденсатором. Фактическое напряжение может колебаться в пределах 215…240 В (на что и рассчитано большинство бытовых электроприборов). Много это или мало?

Мы не слишком ошибёмся, если предположим прямую зависимость между напряжением и освещённостью, создаваемой лампой накаливания, поскольку тепловая мощность разогрева колбы и корпуса так же будет увеличиваться или уменьшаться. Тогда коэффициент пульсации составит:

Коэффициент пульсации

Обычно напряжение в бытовых генерирующих сетях может снижаться и до 190…200 В, тогда коэффициент пульсации увеличится до 22…22,5%., Это, в общем, соответствует верхнему пределу колебаний, которые допускаются вышеупомянутыми СНиП 52.13330-2011. Таким образом, относительно ламп накаливания проблем с мерцанием не возникает. Со светодиодами же дело обстоит далеко не так просто.

Почему мерцает светодиодная лента во время работы

Вспомним, что светодиод представляет собой полупроводниковый прибор, работающий от автономного блока питания постоянного тока, причём для стабилизации условий работы в цепь включается ещё и сглаживающий конденсатор. По какой же причине появляются пульсации освещенности?

Причина подобной неприятности следующая. Для того, чтобы лента из LED-светильников давала требуемую освещённость, кроме надёжного источника питания, необходимо наличие двух микросхем:

  • Для преобразования исходного переменного тока в постоянный, которая состоит из ключа управления (драйвера), детекторов тока и напряжения, выпрямителя, балластного резистора, катушки индуктивности и двух конденсаторов. На выходе эта схема даёт 5…6 В (зависит от рабочего напряжения на светодиодной ленте) при 100 мА тока. Отметим (это важно!), что напряжение на выходе не имеет гальванической развязки;
  • Для стабилизации параметров яркости свечения схема включает в себя два мощных транзистора, балластный резистор, дроссель и высокочастотный диод, который и передаёт результирующую мощность от блока питания на светодиоды в ленте.

Таким образом, в схеме управления присутствует сразу два выпрямителя (иногда вместо них используют мостовую схему). По причине последовательности процесса выпрямления тока, интервалы между пульсациями возрастают вдвое, а фактическая частота мерцаний может ставить 30…35 Гц, что болезненно воспринимается человеческим глазом.

Мерцание светодиодной лампы хорошо видно, если снимать ее на видео:

Мерцание светодиодной лампыКак выглядит мерцание светодиодной лампы, если снимать на видео

Почему светодиодная лента начинает мерцать со временем

Во-первых, важно, в каких условиях производился монтаж светодиодной ленты. Повышенная влажность в помещении, отсутствие влагопоглощающей подложки и, как следствие, неизбежное окисление контактов вызывает повышенный нагрев светодиодов в ленте при их эксплуатации.

Причина интенсивности нагрева также и в росте длительности включений и мощности светодиодов в ленте. Поскольку окислы значительно хуже проводят ток, то места соединений разогреваются, и контакт ухудшается. Частота мерцания светодиодов в ленте при этом будет соответствовать полупериодной частоте выпрямленного тока, т.е. 30 Гц.

Во-вторых, важно качество изготовления как самой светодиодной ленты, так и блока питания. Например, светодиоды от Phillips частоту мерцаний со временем практически не повышают более 2,.5…3%. Это подтверждено многочисленными исследованиями. В то же время светодиодные светильники Armstrong увеличивают свои пульсации до 40…45%, при этом фактический уровень освещённости может колебаться в диапазоне 3200…6500 Лм.

Характерно и распределение спектра пульсаций у светодиодов от Armstrong. Преобладающая доля таких пульсаций падает на диапазон 10…20 Гц (до 40…45%), в то время как высокочастотные пульсации – от 100 Гц и выше – составляют всего лишь 20…25% случаев, притом, что и интенсивность (амплитуда) таких пульсаций также менее интенсивна.

Способы устранения мерцания светодиодной ленты

Кардинальным способом решения причин с миганием является приобретение светодиодной ленты с блоком питания от проверенного и надёжного производителя, и притом — в магазинах, где имеются сертификаты соответствия на подобные изделия. Не стоит стесняться попросить продавца показать необходимый документ. Правда, цена вопроса окажется значительно более высокой. Именно по этой причине многие владельцы специализированных маркетов, продающих светильники, отказываются брать на реализацию светодиодную продукцию от торговых марок Phillips или Osram: цена велика, а успешная реализация сомнительна.Сертификат соответствия качеству светодиодной ленты Как выглядит сертификат соответствия

Для лент LED-светильников китайского производства необходимо подбирать соответствующие управляющие схемы (умельцы паяют их самостоятельно, благо, в интернете — на специализированных форумах — имеется достаточное количество схем на все схемы подключения светодиодов). При изготовлении схемы необходимо учитывать, что она должна иметь гальваническую развязку по току. Принцип заключается в том, чтобы гарантированным образом обеспечить передачу мощности между отдельными элементами схемы без их непосредственного контакта.

Вариантов немного: либо емкостная развязка через конденсатор с небольшой ёмкостью, либо индуктивная, при помощи катушки. Конденсаторная развязка более выгодна, поскольку габариты схемы, управляющей работой светодиодов в ленте практически не увеличиваются, а инерционность срабатывания будет весьма малой. Недостаток состоит в том, что емкость конденсатора для каждого варианта включения светодиодной ленты следует подбирать индивидуально.

Более простые способы устранения неисправностей

  1. Отказаться от подсветки в выключателе или в блоке питания. Эффектность работы возрастает, если в выключателе смонтирована подсветка, однако следствие взаимодействия двух групп светодиодов в ленте может привести к обратному эффекту.
  2. Проверить текущее значение напряжения: как уже было показано выше, отдельные производители светодиодов в ленте не в состоянии обеспечивать разумную амплитуду возникающих пульсаций. В таком случае придётся обеспечивать двухполупериодное выпрямление тока, что снизит амплитуду колебаний напряжения примерно вдвое. Недостаток в том, что модернизированная схема может не разместиться в прежнем корпусе.
  3. Самый простой вариант: вышел из строя (либо близок к тому) один из светодиодов. Неисправность одного из светильников LED-ленты (которая включает в себя, как правило, до трёх источников, располагающихся последовательно) приводит к миганию всей ленты. Бракованный элемент имеет чёрные точки или потемнение на своём внешнем корпусе.
  4. Неисправен пульт дистанционного управления: либо функционально (для китайских производителей это не редкость), либо просто села батарейка. Неисправность легко диагностируется тестером, настроенным на диапазон 12 В. Возможно также и обычное механическое загрязнение кнопки на пульте или блоке питания. Пульт проверяется во всём рабочем диапазоне напряжений, при которых функционирует светодиодная лента, но не ниже 6…7. В.

Последовательность восстановления работоспособности светодиодной ленты

Светодиодная лента, как известно, представляет собой гибкую огнепрочную основу из диэлектрика, на одну из поверхностей которой нанесено несколько (до трёх) LED-светильников. При последовательном соединении мигание одного светодиода в ленте приводит к мерцанию и остальных. При более длинных светодиодных лентах мигание может распространяться на длину свыше метра. Во время мигання яркость свечения может не достигать требуемого значения в 12В, что легко проверяется вольтметром.

Неисправный элемент ленты выявляется очень просто. Один из LED-светильников кратковременно переводится в режим короткого замыкания, при этом остальные светодиоды должны ярко вспыхнуть. После замены бракованного светильника электрическое соединение элементов восстанавливается, причём перед этим необходимо проверить, в нужном ли месте расположен сглаживающий колебания конденсатор: он не должен находиться ранее первого, и после последнего светодиода в ленте.

Крепить основу светодиодной ленты необходимо только на сухое основание потолка или стены в помещении. При этом необходимо позаботиться о том, чтобы между основанием и корпусом происходила постоянная вентиляция: при длительной работе схема нагревается, что может нарушить целостность коннекторов. Следует обеспечивать также постоянную механическую защиту от неблагоприятных внешних воздействий.

Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)

svetodiodinfo.ru

Схема мигания светодиода

Светодиод, так же как и обычный диод, представляет собой спайку из двух полупроводников с различной степенью проводимости. Через данное соединение ток совершает движение в одном направлении. Основным отличием светодиода является появление светового излучения в видимом или невидимом диапазоне. Светодиоды представлены огромным количеством модификаций. Периодически, для тех или иных целей, требуется схема мигания светодиода. Для того, чтобы качественно исполнить эту схему, требуются определенные детали.

Основные детали схемы

Основной деталью служит микроконтроллер с отдельным гнездом. Кроме того, понадобятся два конденсатора, емкостью до 22 мкФ, кварцевый резонатор на 8 МГц, шлейф с пятью проводками и разъем к программатору. Из дополнительных элементов будет нужен отсек для батареек на 4 штуки, светодиод, текстолит и программатор со специальной программой. При условии нормальной сборки, светодиод будет мигать с определенной задержкой во времени.

После того, как схема готова, в ней сверлятся отверстия и монтируются основные компоненты. Каждую микросхему лучше всего вставлять в специальные гнезда, которые припаиваются к плате. В таком варианте, микросхема легко заменяется при ее выходе из строя. В схеме нужно применять минимальное количество проводков, поскольку, со временем, они могут отвалиться от платы.

Практическое создание схемы

Во время припаивания светодиодов необходимо соблюдать последовательность полюсов, то есть плюс должен соединяться с плюсом, а минус с минусом, в противном случае схема будет не рабочая. Правильно определить полюса можно с помощью тестера. В конце монтажа необходимо выполнить программирование микроконтроллера, после чего можно запускать специальную программу.

Существует схема, при которой осуществляется плавное мигание. Здесь основным компонентом является таймер. При таком включении, светодиод будет плавно и непрерывно мигать. При заряде в 100 пФ, ток, с помощью транзистора усиливается в сто раз. Таймер в схеме должен контактировать с системой питания.

Есть еще одна схема мигания светодиода. В этом случае используется специально подобранный резистор и мигающий светодиод. Его подключение к источнику питания производится через резистор. В цепочке из обычных светодиодов, один необходимо заменить мигающим. После этого, несколько светодиодов будут мигать одновременно. Таким образом, привлекается повышенное внимание, поэтому, мигающие светодиоды используются для различных видов рекламы.

Как собрать схему мигания светодиода

electric-220.ru


Каталог товаров
    .