[size=150]Teho-RGB-himmennin ilman mikrokontrolleria[/size]
RGB himmennin sai alkunsa kun sopiva käyttöliittymä mikrokontrolleri ohjattuun RGB himmentimeen jäi suunnitteluasteelle. Ideaa jatkojalostaessa, netistä löytyi ajatuksia siitä miten himmennin voitaisiin toteuttaa elektroniikalla ilman mikrokontrolleria. Esittelen siis artikkelissa toimivaksi testatun kytkennän, jolla voidaan potentiometreillä (3 kpl) säätää teho RGB ledin näyttämään sopivaa valoa.
[size=120]Virranrajoitus[/size]
Netin ihmeellisestä maailmasta jäi käteen myös vinkki ledin tehon rajoittamisesta, jolloin jännitelähteen jännite voi olla mitä vain (tietenkin tietyt rajat huomioon ottaen)
Virran rajoittimen idea yksinkertaisuudessaan on sellainen, että vastus joka on transistorin kannan (base) ja emitterin (emiter) välissä, mitoitetaan niin, että sen yli vaikuttaa n. 0.6V:n jännite kun sen läpi kulkee sen suuruinen virta millä ledejä/lediä aiot käyttää. Esim 100mA teholedi tarkoittaisi seuraavaa: U=RxI -> R=U/I -> R=0,6V/0,1A = 6Ohm Tehon kesto vastukselle: P=UxI -> P=0,6x0,1 = 0,06W Ja tietenkin vastuksen tehonkesto mielellään yläkanttiin, ettei kuumenisi ihan kamalasti. Nyt läpikulkeva virta pitää vastuksen yllä 0,6V:n jännitteen joka saa transistorin osittain johtavaksi, transistori sitten säätää fet:n kantaa niin, että fet rajoittaa virtaa. Näin syntyy automaattisesti säätyvä virran rajoitus. Virran noustessa vastuksen yli jäävä jännite kasvaa -> transistori johtaa enemmän, fetin kantajännite pienenee -> virta pienenee. Ja sama tietenkin toisin päin. Virran pienetessä vastuksen yli jäävä jännite pienenee -> transistori lakkaa johtamasta -> fetin kantajännite nousee - > virta kasvaa. Käytäntö osoitti, että 300mA 3,8V:n Teholedejä voitiin huoleti ajaa 12V:n powerilla, ja kytkentä toimi mainiosti. Fetin jäähdytyksestä on kuitenkin syytä huolehtia. Myös kytkennän oikosulku tuli testattua. Virta rajoittui oikosulusta huolimattakin lasketulle tasolle.
[size=120]Kello ja komparaattori[/size]
Kello on siis toteutettu NE555 piirillä, jossa komponentit ovat mitoitettu niin, että ajastin puskee ulos noin 100Hz:n saha-aaltoa. Tämän mitoitukseen löytyykin sitten ripakopallinen ohjetta ja mallia netistä. Muistelisinpa että tämänkin kellon mitoitus on tainnut jostakin netistä aikoinaan mukaan tarttua. Piirin tuottama saha-aalto on sitten viety komparaattorin vertailunastaan + . Komparaattorin toiseen vertailunastaan - on sitten viety referenssi jännite, jonka jännite on 0-5V riippuen potentiometrin asennosta. Komparaattori sitten vain vertailee sisään tulevia jännitteitä, ja kun + vertailunastan jännite kasvaa korkeammaksi, kuin potentiometrillä asetettu referenssi, komparaattorin lähtö käytännössä kytkeytyy päälle jolloin virranrajoittimen feti saa ohjauksensa.
Kuvalla yritin havainnollistaa, miten kytkentä toimii. Punaisella on merkitty NE555 piirin tuottama saha aalto, vihreällä potentiometriltä tuleva referenssi ja sinisellä komparaattorin lähtö, eli ledin ohjaus.
[size=120]Kaikki yhdessä[/size]
Edellä olleet osakytkennät kun sovussa laitellaan samalle paperille ja tinataan yhteiselle levylle, pitäisi piirikavion ja ylipäätään koko himmentimen näyttää jokseenkin tällaiselta:
[size=120]Lopussa kiitos seisoo[/size]
Kaiken kaikkiaan kytkentä oli mielenkiintoinen, mutta kuitenkin yksinkertainen tehdä. Laite toimii hyvin, vaikkakin tässä laitteessa fetien jäähdytys puuttuu tila-ahtauden vuoksi. Toisaalta fetit eivät paljon kuumenneet, kun kytkentää ajettiin 6V:n powerilla. Pientä säätöä voisi vielä potentiometrien kanssa tehdä, sillä kirkkauden säätö on voimakkaimmillaan keskialueella, jolloin säätö on hieman herkkä.
Hyvää ja RGB-ledirikasta värivalojoulua ruuvaajille!
Ville K.