Радиолоцман Электроника en
расширенный поиск +
  

27-02-2018

Нелинейное управление интенсивностью освещения с помощью линейного потенциометра

Analog Devices » AD589, AD8031

Журнал РАДИОЛОЦМАН, декабрь 2017

Stephan Goldstein, Analog Devices

EDN

Нелинейность реакции человеческого глаза на уровни освещенности создает проблемы для разработчиков регулируемых источников света. Простые аппаратные или программные способы линейного управления сжимают большую часть видимого изменения интенсивности до относительно небольшого диапазона регулировки. Характеристика управления должна быть сильно нелинейной. Такая характеристика расширяет диапазон управления яркостью и дает более естественные ощущения.

Поводом послужил понадобившийся мне фотофонарь. Простейший светодиодный фонарь для фотопечати вы можете собрать из компонентов, найденных в коробке со старым барахлом, но если бы уровень яркости мог регулироваться, риск засвечивания фотобумаги можно было бы свести к минимуму. Однако потенциометры с логарифмической характеристикой, применяемые в аудиотехнике, достаточно дороги, и хотелось бы избежать их использования. В статье показано, как решить эту задачу, используя недорогой линейный потенциометр.

Нелинейное управление интенсивностью освещения с помощью линейного потенциометра
Рисунок 1. Эта несложная схема обеспечивает линейную регулировку
яркости фотолабораторного фонаря.

Упрощенный вариант решения показан на Рисунке 1. Включенный диодом транзистор Q1 и микросхема AD589 источника опорного напряжения 1.235 В (IC1) формируют в узле A напряжение, равное 1.235 В + VBE(Q1), где VBE(Q1) – напряжение база-эмиттер транзистора Q2. Линейный потенциометр R2 и резистор R3, включенные между узлом A и эмиттером Q2, управляют эмиттерным и коллекторным токами Q2 в соответствии с выражением

Это неточное соотношение, поскольку напряжения VBE транзисторов Q1 и Q2 слегка изменяются при вращении потенциометра, однако на практике эта если не логарифмическая, то нелинейная характеристика работает вполне хорошо.

Падение напряжения на R4 от коллекторного тока транзистора Q2 создает управляющее напряжение для IC3, а, поскольку Q2 всегда находится в состоянии, близком к насыщению, компоненты ограничивают напряжение между его коллектором и базой на приемлемом уровне порядка 200 мВ. В положении движка, когда сопротивление R2 минимально, и яркость света максимальна, резистор R3 ограничивает ток светодиодов, а при максимальном сопротивлении R2, соответствующем минимальной яркости, R1 ограничивает ток через IC1.

Опорное напряжение на коллекторе транзистора Q2 управляет стандартным интегрирующим усилителем обратной связи, состоящим из rail-to-rail операционного усилителя IC2 (AD8031), маломощного MOSFET Q3 (IRFD010) и элементов R5, R6, C2. Эта следящая система устанавливает ток через резистор R5, который в R4/R5 раз больше, чем ток через R4. Резистор R7 изолирует емкость затвора Q3, предотвращая самовозбуждение IC2 из-за нестабильности нагрузки. Для питания схемы используется стандартный модульный источник 12 В, позволяющий включить четыре светодиодных цепочки с общим падением напряжения в каждой строке порядка 8 В. Для защиты от перегрузки и поддержания максимального тока каждой светодиодной цепочки на уровне около 20 мА включены резисторы R8 … R11, делящие ток стока Q3 на четыре. Напряжение, падающее на каждом резисторе, равно 1 В, в результате чего между стоком и истоком транзистора Q3 остаются 3 В, при которых рассеваемая на нем мощность составляет примерно 250 мВт. При увеличении количества светодиодов или напряжения источника питания, возможно, вам потребуется заменить Q3 более мощным МОП транзистором.

Материалы по теме

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Linear potentiometer provides nonlinear light-intensity control

Цена AD589AD589 на РадиоЛоцман.Цены — от 103 до 812 578 руб.
V-Ref Precision 1.235V 5mA 2-Pin TO-51 Tube, RoHS: compliant
ПоставщикПроизводительНаименованиеЦена
Стандарт СИЗAnalog DevicesAD589JRZ103 руб.
5 элементAnalog DevicesAD589JHот 1 082 руб.
T-electronAnalog DevicesAD589JR-REEL154 руб.
ЭлитанAnalog DevicesAD589JRZ175 руб.
ТаймЧипсAnalog DevicesAD589UH/883по запросу
Все 36 предложений от 27 поставщиков »
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя
Фрагменты обсуждения:Полный вариант обсуждения »
  • "Линейный потенциометр R2 и резистор R3" Уже не 1 десяток лет пытаются "уйти" от переменных резисторов. хотя можно за 4 - 5 десятков лет научиться качественно делать переменные сопротивления группы Б, но учитывая "геморой" удишевления продукции - редко можно заметить данное чудо. На тему энергосбережения писать не хочется, если кто то соберется собирать и так видно.
Рекомендуемые публикации по теме:
Форум  »
Обсуждение: Управление до 8 устройств при помощи ИК - пульта управления
Схемы  »
Управление до 8 устройств при помощи ИК - пульта управления
Форум  »
Управление линейным двигателем
Статьи  »
Беспроводное управление LED-освещением? - Простое решение на CC1110 и CC2510
Форум  »
Измерение интенсивности света с помощью фотодиода

При перепечатке материалов с сайта прямая ссылка на РадиоЛоцман обязательна.

Приглашаем авторов статей и переводов к публикации материалов на страницах сайта.

Срезы ↓
Как добавить BLE 4.2 в устройство с 8-битным микроконтроллером
Бесплатный вебинар «Как добавить BLE 4.2 в устройство с 8-битным микроконтроллером»
Практические шаги разработчика для добавления BLE в свое устройство
Дата: 28 июня 2018 г. 11:00
Источник питания Актаком APS-1303
Источник питания Актаком APS-1303
2 LED дисплея, 0…30 В, 0…3 А
Цена: от 9 700 руб.
Доставка: Россия и страны СНГ
Лазерный дальномер Leica Disto D1
Дальномер Leica Disto D1
Дальность измерения: 0.2 - 40 м
Цена: от 4 999 руб.
Доставка: Россия
Рейтинг@Mail.ru