Как самому сделать светодиодную свечу. Светодиодная свеча своими руками. Почему допустимо замыкать выводы сгоревших светодиодов в LED лампах

Фонарь на новогоднюю елку

Небольшое декоративное устройство собранное всего-лишь на одной микросхеме и четырех светодиодах создает эффект (имитацию) пламени свечи.
Хотя автор (Praktická elektronika 11 2012 Zdeněk Budinský ) изначально использовал светодиоды красного свечения, но для улучшения эффекта имитации пламени лучше все-же применить пару желтых светодиодов

Чтобы имитировать мерцание огней использованы четыре мультивибратора, работающие на разных частотах. К их выходам подключены 4 светодиода, которые создают впечатление мигающего пламени свечи. Плата помещается в фонарь, сделанный из плотной бумаги.

Основные технические характеристики

Напряжение питания: 9-15 В.
Потребление: до 40 мА
Частоты мерцания: 1 Гц, 1,8 Гц, 3 Гц, 5 Гц.

Описание
Принципиальная схема показана на рисунке 1 . Провода питания подключены к точкам X1 или X2 (плюс) и X3 или X4 (минус). Напряжение питания может быть в диапазоне 9-15 В. Диод D1 защищает микросхему при подключении в обратной полярности.

Конденсатор C1 - фильтр по питанию. Микросхема DD1 (4093A, отечественный аналог К561ТЛ1) включает в себя четыре инвертирующих элемента, на которых собраны 4 мультивибратора. Каждый элемент работает на разной частоте, которая определяется номиналами конденсаторов (С2-С5) и резисторов (R1, R3, R5, R7). Изменяя значения этих компонентов, частоту мультивибратора можно изменять в широких пределах. На выход каждого элемента подключен светодиод через резистор (R2, R4, R6, R8). Изменяя сопротивление этих резисторов можно увеличить или уменьшить яркость светодиодов.

Печатная плата устройства

Наконец, припаиваем светодиоды на разной высоте, медленно мигающие LED4 повыше и быстро мигающие LED1 пониже(см. фото). На выход каждого мультивибратора могут быть подключены более одного светодиода последовательно, количество ограничено только напряжением питания.

После пайки всех компонентов удалите остатки канифоли, проверьте платы с целью выявления любых неточностей или замыканий. Для проверки подключите к источнику питания.

Наконец, необходимо сделать свой фонарь. Он сделан из плотной бумаги (см. рис. 4, 5, 6 ), Размеры и форма зависят от фантазии творца. Вырежьте дно, четыре стороны и крышу.

Закрепите на дне фонарика плату, подключите к источнику питания. На плате есть место для подключения двух проводов для плюса и двух для минуса. Сделано это для того, чтобы вы подключили несколько фонариков в гирлянду.

Список компонентов
R1 - 2,2 МОм
R3 - 3,6 МОм
R5 - 6,2 МОм
R7 - 10 МОм
R2, R4, R6, R8 - 1кОм
C1-С5 - 0,1мкФ
DD1 HCF4093BE
VD1 - 1N4148
LED1-LED4 диаметром 5 мм, 20 мА

При всем разнообразии современных способов освещения свечи все равно продолжают привлекать человека. Ужин при свечах считается более романтичным, чем при обычном освещении (даже приглушенном). Возможно, что этот эффект создает именно мерцание свечи, поэтому стоит попробовать его воспроизвести.

В рассматриваемом проекте мы покажем, как можно сымитировать мерцающую свечу с помощью светодиода. На рис. 2.14 показана блок- мерцающей светодиодной свечи. Просто зажечь светодиод - не проблема. Секрет имитации свечи состоит в воспроизведении ее мерцания. Пламя свечи колеблется случайным образом, а иногда интенсивность света меняется от движения воздуха. При использовании светодиода заставить пламя колебаться не удастся, но можно добиться случайного изменения интенсивности свечения (даже при отсутствии движения воздуха). На блок-схеме показан случайных чисел, который выдает сигнал в цепь управления интенсивностью свечения светодиода.

Откомпилированный исходный код (вместе с файлом MAKEFILE) можно скачать по ссылке: www.avrgenius.com/tinyavrl.

Тактовая частота равна 1,2 МГц. Контроллер запрограммирован при помощи в режиме программирования ISP. Во время программирования тактовая частота устанавливается в 1,2 МГц (выбирается частота генератора 9,6 МГц и программируется fuse-бит CKDIV8, для деления ее на 8). Управляющее программное обеспечение для мерцающей свечи очень простое. случайных чисел - это 32-разрядный Галуа (на базе LFSR с отводами 32, 31, 29 и 1 (если разряды нумеровать справа)). В соответствии с генерируемыми случайными значениями включаются случайные выходы, к которым подключен светодиод. Между обновлениями делается случайная задержка. Длительность задержки также определяется по значению LFSR. Начальное значение LFSR равно единице. Полный исходный код приведен в листинге 2.1.

#define F_CPU 1200000UL #include

unsigned long lfsr = 1; unsigned char temp;

DDRB= Oxff; while(1)

lfsr = (lfsr » 1) л (-(lfsr & lu) & OxdOOOOOOlu);

/* отводы 32 31 29 1 */ temp = (unsigned char) lfsr;

//берем младшие восемь битов DDRB = -temp; //Declare those pins as

//выдаем сигнал там, где temp равняется нулю PORTB = temp; //Присваиваем значение О

//тем контактам, которые объявлены как выходные temp = (unsigned char) (lfsr » 24);

Delay_loop_2 (temp«7) ;

Переменная lfsr реализует LFSR. Переменная temp получает младшие восемь битов LFSR и включает случайное количество выходов, дающих ток. Затем в нее записываются старшие восемь битов для формирования случайной задержки между обновлениями.

Светодиодная свеча представляет собой небольшой светильник в форме свечи с установленным светодиодом. В ней использованы светодиоды высокой яркости и специальная программа для имитации настоящей свечи. Благодаря особому режиму свечения она выглядит как самая обычная свеча, но не имеет открытого пламени, не греется и не коптит. Благодаря указанным особенностям, светодиодная свеча - отличный выбор для декоративного освещения праздников.

В этой статье мы рассмотрим процесс изготовления светодиодной свечи в домашних условиях.

Первое, что необходимо сделать - выбрать корпус для свечи. В качестве основы может подойти крышка от геля или любой похожий по форме предмет. С внутренней стороны ножом убираем лишнее.

При помощи мелкозернистой наждачной бумаги обрабатываем светодиод, чтобы рассеять его свечение.

Самая сложная часть этого проекта это создание реалистичного мерцания. Мы рекомендуем добавить к свечке светочувствительный резистор вместе с постоянным резистором. Взаимодействуя между собой, они действуют как делитель напряжения, напряжение с которого подается на один из входов АЦП Attiny85 и записывает результаты пробы через дискретные интервалы времени. Частота дискретизации 100мс. 8-разрядные значения уровня освещенности сохраняются в EEPROM, поэтому свеча запоминает программу мерцания.

Рассчитаем сопротивление резистора при питании 3 батарейками АА по 5V каждая. Таким образом,
((3 * 1,5 В) - 2.01Vf) / 0.02mA = R124.5. Ближайшее значение по ряду это R220, с ним ток через светодиод составил ~ 11mA..

Осталось только установить схему в корпус и подключить светодиод.

Мысль о создании описываемой ниже конструкции возникла при посещении захламленного неосвещаемого помещения. Попытка увидеть окружающую картину целиком с помощью обычного ручного фонаря не увенчалась успехом. Тогда я вспомнил о свече.

Источником питания в предлагаемой светодиодной «свече» (ее внешний вид показан на рис. 1) служит генератор, изготовленный из шагового электродвигателя компьютерного дисковода гибких магнитных пятидюймовых дисков, и включенный параллельно ему ионистор емкостью 0,1 Ф (рис. 2). Статор электродвигателя содержит пару обмоток с отводами от середины. Выводы одной из них выполнены проводами красного и белого цветов, другой - синего и желтого, отводы - коричневого. При легком кистевом вращении руки со «свечой» статор двигателя вместе с монтажной платой и установленными на ней сверхъяркими светодиодами начинает интенсивно вращаться, вырабатывая электроэнергию, которая заряжает ионистор и питает светодиоды Вращаясь, они создают круговое осве­щение.

Схема «свечи» представлена на рис. 3. Импульсы тока, возникающие в обмотках статора при вращении вокруг ротора, выпрямляются диодами VD1-VD4 и заряжают ионистор С1. Поскольку номинальное напряжение примененного ионистора всего 5,5 В. параллельно ему включен стабилитрон КС451А, ограничивающий выпрямленное напряжение значением примерно 5,1 В. При замыкании контактов выключателя SA1 и последующем вращении «свечи» светодиоды EL1-EL3 начинают светить ровным светом, который плавно убывает до полного пропадания после остановки статора Резисторы R1-R3 ограничивают ток через светодиоды.

Шаг 1 . Детали «свечи» монтируют на круглой печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита изготовленной в соответствии с рис. 4. Два диаметрально расположенных отверстия предназначены для крепления ее к статору электродвигателя, третье - для крепления на ней двух грузов, создающих разбаланс, необходимый для вращения статора вокруг ротора.

Шаг 2 . Детали устанавливают на стороне печатных проводников (места пайки их выводов показаны светлыми квадратами). Ионистор кладут «набок» и приклеивают к плате клеем «Момент».

Шаг 3 . Выводы светодиодов сгибают под прямым углом с таким расчетом, чтобы они светили наружу.

Шаг 4 . Стабилитрон КС451А заменим им­портным BZV85-C5V1. Поскольку их напряжение стабилизации может значительно отличаться от номинального значения (4.8..5,4 В), для использования в описываемой конструкции необходимо отобрать эк­земпляр, у которого оно не выходит за пределы 5. .5,1 В. Ионистор С1 - любой, емкостью 0,1 Ф (например, фирм Panasonic, Korchip, ELNA), светодиоды EL1-EL3 - L-53MWC, ARL-5013UWC, ARL-5613UWW белого цвета свечения. Выключатель SA1 - движковый ПД9-3 (от старого калькулятора) или аналогичный импортный Резисторы R1- R3 - МЛТ сопротивлением 100-220 Ом (подбирают при налаживании до получения примерно одинаковой яркости свечения светодиодов).

Шаг 5 . Перед сборкой из статора электродвигателя вывинчивают два рас­положенных по диагонали винта и, заменив их более длинными с такой же резьбой, привинчивают к статору смонтированную плату.

Шаг 6 . Затем на ней со стороны, свободной от деталей, с помощью винта МЗ и гайки закрепляют два груза, представляющих собой стальные цилиндры диаметром 10 и длиной 35.. 40 мм с диаметральным отверстием в сере­дине. В завершение впаивают выводы обмоток статора в соответствующие отверстия в плате.

Шаг 7 . Ручку «свечи» проще всего изготовить из древесины, выточив на станке или, выстругав вручную цилиндр диаметром примерно 30 и длиной 150 мм. В одном из его торцов сверлят глухое отверстие под головку ротора двигателя. Диаметр отверстия должен быть таким, чтобы головка входила в него плотно, без зазора.

Шаг 8 . Установив двигатель на ручке, плату закрывают сверху прозрачным пластмассовым колпаком (автор использовал соответствующую деталь контейнера обувного крема Silver), который приклеивают к плате в нескольких местах клеем «Момент»