Testador de LED com corrente regulada: 4 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:40

Muitas pessoas presumem que todos os LEDs podem ser alimentados com uma fonte de alimentação constante de 3 V. Os LEDs, na verdade, têm uma relação corrente-tensão não linear. A corrente cresce exponencialmente com a tensão fornecida. Também existe o equívoco de que todos os LEDs de uma determinada cor terão uma voltagem direta específica. A tensão direta de um LED não depende apenas da cor e é afetada por outros fatores, como o tamanho do LED e seu fabricante. A questão é que a expectativa de vida do seu LED pode diminuir quando não estiver alimentado corretamente. Embora existam calculadoras que informam a quantidade de resistência para conectar em série com o seu LED, você ainda terá que adivinhar a tensão de operação e atual. Normalmente, os LEDs não vêm com uma folha de dados e quaisquer especificações que acompanham podem muito bem ser imprecisas. Este pequeno circuito permitirá que você determine a tensão e a corrente exatas para fornecer ao seu LED. O testador de LED não é minha ideia original. Eu me deparei com isso aqui. Eu estava testando meus LEDs como ele fez antes de fazer o testador; conectar um LED, um potenciômetro, uma fonte de alimentação e um multímetro. Não é o mais elegante dos métodos e muitas vezes é muito problemático. Um circuito regulador de corrente não era novo para mim, mas nunca me ocorreu usá-lo como um testador de LED. No entanto, considero minha placa mais organizada com os blocos / loops de teste organizados de uma maneira mais intuitiva. E embora não seja nenhuma ciência de foguete produzir o layout do PCB a partir dos esquemas, estou fornecendo meu layout para sua conveniência. Se você verificar o site do autor original, perceberá que tenho algo extra em meu testador. Ele usou uma placa de dupla face, portanto, ele pode soldar os componentes de um lado e ter as grandes almofadas planas do outro lado. Eu acabei com as placas de dupla face na época em que fiz a minha. No início, pensei em apenas ter um pedaço extra pequeno de placa, costas com costas, com a placa principal e soldar os dois juntos para obter uma placa dupla-face parcial. Então pensei que talvez pudesse fazer um soquete para que os grandes blocos de teste sejam removíveis e possam ser conectados a uma placa de ensaio para outros usos. Imaginando como ficaria, percebi que teria um perfil bastante alto e estava pensando em uma solução para reduzir a altura. Então me ocorreu que eu provavelmente poderia usar o espaço abaixo e adicionar um ímã para que os LEDs (através do orifício e SMD) grudassem nas almofadas sem que eu os segurasse lá. Eu testei rapidamente a ideia com um ímã e alguns componentes e pareceu funcionar. Só me ocorreu escrever um Instructable no testador de LED quando vi o Get The LED Out! concurso. Já fazia algum tempo que utilizava o testador de LED, pelo que este foi documentado após a sua conclusão e podem faltar fotos do projecto em curso. Se houver algo que precise ser esclarecido ou explicado, não hesite em postar um comentário. Presumo que o leitor tenha pelo menos conhecimento básico de eletrônica e habilidades suficientes em soldagem e fabricação de PCB. Este projeto tem três subinstrutíveis porque eu sinta que cada parte merece seu próprio guia: - Outro método rápido de prototipagem de PCB - Adaptador de dispositivo de montagem em superfície magnética (SMD) - Ferramenta de giro de botão Trimpot

Etapa 1: Lista de componentes

Componentes para o circuito principal: 1x bateria de 9V1x clipe de bateria de 9v1x conector de conector fêmea de 2 pinos (pinos e caixa) 3x soquete SIL de 1 pino 1x conector macho de 2 pinos1x conector macho de ângulo reto de 2 pinos1x Bloco de curto1x capacitor 100nF1x 1N4148 diodo 1x LM317LZ positivo ajustável regulator1x resistor de 39 ohm1x 500 ohm quadrado horizontal trimpot1x Cabeçalho fêmea1x Soquete IC de 8 pinos (necessário apenas se você estiver fazendo o adaptador) 1x placa revestida de cobre de 50 mm X 27 mmMateriais para o adaptador SMD magnético (opcional): 1x Magnet2x conector macho de 4 pinos 1x Placa revestida de cobre de 12 mm X 27 mm O capacitor e o diodo não são cruciais para a operação deste circuito. Usei-os para fazer minha placa parecer mais populosa. Reduzi o valor do resistor para 39 ohms (pode ser mais difícil de encontrar) em vez de 47 ohms para que meu testador possa produzir no máximo cerca de 32 mA. A versão de David Cook pode produzir até cerca de 25mA. Eu uso alguns LEDs de alta potência e 25mA não é suficiente, mas 32mA para períodos curtos deve ser relativamente inofensivo para LEDs mais fracos. Você pode usar um resistor de 47 ohms se estiver satisfeito com 25mA máx. Você pode determinar a corrente de saída máxima e mínima dividindo o valor da tensão de referência no LM317LZ (1,25 V com base na minha folha de dados) pelo valor do seu resistor de detecção (trimpot + resistor para ser correto). Corrente de saída mínima (trimpot definido para no máximo 500 ohms): 1,25 V / (500 ohm + 39 ohms) = 0,0023A = 2,3 mAM corrente de saída máxima (trimpot definido para mínimo de 0 ohms): 1,25 / (0 ohm + 39 ohm) = 0,0321A = 32,1mA Use as equações acima para fazer um testador de LED com uma faixa de saída de corrente diferente, se desejar. Lembre-se de que o LM317LZ é limitado a uma corrente de saída máxima de 100mA. Você também precisará de equipamento de solda, fita adesiva dupla-face (para prender o PCB à bateria) e ferramentas e materiais de fabricação de PCB (depende do método usado) Você já deve ter tudo isso disponível, se você já fez alguma eletrónica caseira.

Etapa 2: esquema e layout do circuito

Observe as imagens para ver o esquema e o layout. Você pode consultar este Instructable para obter instruções sobre como fabricar o PCB. O Instructable usa este circuito como exemplo para que você possa segui-lo diretamente. Lembre-se de verificar a pinagem do seu regulador. Também incluí um PDF do layout que você pode imprimir. NÃO dimensione ao imprimir se quiser usar o layout como uma máscara para fotolitografia ou transferência de toner.

Etapa 3: Descrição e detalhes

Prenda os pinos do conector fêmea com os fios do clipe da bateria de 9V. Você pode usar conectores polarizados se quiser evitar conectar a alimentação da maneira errada. Eu não usei cabeçalhos polarizados porque não tinha nenhum à mão e o diodo está lá para proteção contra tensão reversa. Os loops de teste são uma ótima ideia que eu descaradamente conectei da Sala do Robô. Eles são simplesmente um laço de fio de cobre entre dois orifícios próximos. Observe que meus loops de teste são um pouco feios porque esqueci de pré-estanhá-los antes de soldá-los ao PCB. No momento em que percebi que havia esquecido, já havia prendido a placa de circuito impresso na bateria e não queria retirá-la, daí o estanho feio. Lembre-se de pré-estanhar o seu! Os loops de teste são ótimos para prender com pinças de crocodilo ou enganchados com ganchos / clipes de teste. Usei uma placa de cobre de um lado, então não havia como ter blocos de teste na parte superior. Mesmo se eu fosse usar uma placa de cobre de dupla face, precisaria de uma maneira de conectar a camada inferior à camada superior. O problema é que não gosto de vias feitas soldando um fio entre as duas camadas, é feio. Minha solução foi usar soquetes SIL. SIL significa Single In-Line para aqueles que não sabem. Eles são semelhantes aos soquetes IC feitos à máquina, mas em vez de duas fileiras, há apenas um. Os soquetes são como coletores normais, pois você pode quebrar ou cortar uma fileira com quantos pinos quiser. Simplesmente quebre / corte 3 soquetes de 1 pino (um para cada pad de teste). Em seguida, quebre / corte o suporte de plástico para revelar a parte condutora. Observe que o pino tem quatro diâmetros. Corte a extremidade mais estreita. A próxima extremidade mais estreita será inserida na placa de circuito impresso, de modo que o orifício e a almofada de cobre precisarão ser aumentados. Os soquetes fornecem um bom buraco para inserir as pontas pontiagudas das pontas de prova do multímetro. Não deve caber, mas ajuda a evitar que as pontas de prova deslizem. Você também pode inserir fios e talvez conectá-lo à porta ADC do microcontrolador. O adaptador SMD magnético é conectado ao testador por meio de um soquete IC. Você terá que usar os soquetes de IC da versão normal para isso, pois os conectores machos não cabem em soquetes de IC feitos em máquina. Basta dividir um soquete IC de 8 pinos e soldá-lo no PCB. Você pode dar um passo adiante como eu fiz e limar todas as pequenas saliências antes de soldar para que tudo fique bem e plano. Se você fizer isso, você inevitavelmente estará arquivando uma pequena porção da parte condutora que não causa muitos danos. Os pinos de cabeçalho no adaptador foram encurtados intencionalmente para que se encaixem completamente no soquete. Isso faz com que o cabeçalho fique rente ao soquete, sem espaço entre eles, produzindo uma aparência mais agradável e um perfil geral mais baixo. Verifique isso Instructable para obter um guia sobre como fazer o adaptador SMD magnético.

Etapa 4: como usar o testador

Existem duas maneiras de testar um LED. Primeiro, você pode conectá-lo ao cabeçalho feminino. Com base na 1ª imagem, o ânodo é o orifício superior e o cátodo é o orifício inferior. Em segundo lugar, você pode usar o adaptador SMD magnético. Basta colocar os terminais de LED no adaptador e ele irá grudar lá. Da mesma forma, o ânodo é a almofada superior e o cátodo é a almofada inferior. O adaptador SMD magnético, como o nome sugere, deve ser usado para testar LEDs SMD. Não tenho nenhum LED SMD disponível, mas o adaptador SMD magnético funciona como pode ser visto quando o testei com um diodo regular. Os pads também são ótimos para tocar rapidamente os terminais do seu LED para verificar a polaridade, a cor e o brilho. Você não precisa se preocupar em encurtar os blocos, pois a corrente será limitada a um máximo de 32mA. Nenhum dano será causado ao circuito nem à bateria. Este testador foi projetado para a conveniência de medir a tensão e a corrente. Você pode usar os blocos de teste ou os loops de teste. O pad / loop de teste do meio é comum. O bloco / laço de teste superior (consulte a 1ª imagem) é para medir a tensão e o bloco / laço de teste inferior é para medir a corrente. Ao medir a corrente, você terá que remover o bloco de curto. Para fins intuitivos, o jumper foi colocado entre os blocos / loops de teste do meio e do fundo. Supondo que seu LED não venha com nenhuma especificação, você gostaria de saber quanta corrente e voltagem fornecer para obter o brilho desejado. Primeiro, conecte seu multímetro para medir a corrente e remova o bloco de curto. Coloque seu LED no testador e ajuste o trimpot (você pode fazer esta ferramenta simples para girar o botão) até que esteja satisfeito com o brilho. Se você não tem certeza da corrente máxima que pode fornecer ao seu LED, geralmente é seguro assumir uma corrente de trabalho ideal de 20 mA. Registre quanta corrente está fluindo pelo LED (vamos supor que seja 25mA). Em seguida, substitua o bloco de curto e meça a tensão. Registre (vamos supor que seja 1.8V). Agora, digamos que você queira alimentar este led com uma fonte de 5V. Você teria então que diminuir 3,2 V dos 5 V para alcançar os 1,8 V necessários para alimentar seu LED (5 V - 1,8 V = 3,2 V). Como sabemos que seu LED consome 25mA, podemos calcular a resistência necessária para cair 3,2 V a partir da equação V / I = R.3.2V / 0,025A = 128 Ohms. Agora você pode conectar um resistor de 128 ohms em série com seu LED e alimentação com 5V para obter o brilho exato que você deseja. Na maioria das vezes, você não conseguirá encontrar um resistor com o valor exato de resistência que você calculou. Nesse caso, você pode querer obter o próximo valor de resistência mais alto apenas por segurança. Bons testes!