Circuito de desvanecimiento de LED simple

En primer lugar la advertencia: -

el problema es que no puedo alcanzar el brillo completo del led que alcanza cuando simplemente se conecta a la fuente de alimentación de 12v

No conecte un LED estándar directamente a un suministro de voltaje a menos que quiera arriesgarse a romperlo; use siempre una resistencia limitadora de corriente.

De vuelta a su esquema; está utilizando un seguidor de emisor para impulsar varias series de LED y esto, naturalmente, pierde alrededor de 0,7 voltios entre la entrada (base) y la salida (emisor) y esto podría explicar cierta pérdida de brillo. Para restaurar la corriente, intente bajar la resistencia en serie con la cadena de LED, pero preste atención a la advertencia de que es una resistencia limitadora de corriente y no la haga tan baja que dañe los LED.

También está utilizando un divisor de potencial para impulsar la base y esto, naturalmente, reduce el voltaje de la base y, a su vez, esto reduce naturalmente el voltaje del emisor. Movería R2 a la izquierda de R1 y le daría un valor más bajo que R1. Por ejemplo, si R1 es de 10 kohm, entonces el R2 recién posicionado debería ser de aproximadamente 1 kohm.

La irradiancia del LED es una función de la corriente, en términos generales. La iluminancia del LED es más como una función logarítmica de la irradiancia. Entonces, para lograr un aumento o disminución aproximadamente "lineal" en el brillo percibido, querrá que la corriente en los LED siga una aproximación aproximada de la curva de carga RC (que es exponencial). 't hacer el truco. Es posible que prefiera controlar la corriente del LED en función del voltaje de carga.

El siguiente circuito logrará esto con una aproximación razonable:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

El espejo actual formado por$Q_2$y$Q_3$operará razonablemente bien hasta una saturación superficial para$Q_3$. Esto significa que casi puede lograr todo el$V_\text{CC}$voltaje a través de sus LED, menos quizás medio voltio más o menos. Y también controlarán la corriente del LED todo el tiempo.

$Q_1$está trabajando como seguidor de un emisor. A medida que aumenta el voltaje del capacitor, también lo hace el emisor, en un paso de bloqueo relativamente cercano. Esto significa que el voltaje en$C_1$establece la corriente en$R_\text{SET}$, como coleccionista de$Q_2$siempre se tratará solo de una caída de diodo sobre el suelo.

El único truco en todo esto es que$Q_1$requiere una corriente de recombinación de base para funcionar. Esto "arrastra" la tasa creciente de$C_1$de voltaje y, del mismo modo, acelera la tasa de caída. Sin embargo, este circuito utiliza sólo$R_2$para cobrar pero la suma de$R_2+R_3$para descargar El mayor valor de$R_2+R_3$(que de lo contrario parecería requerir un tiempo de descarga más largo) se compensa con la corriente base de recombinación para$Q_1$, que también descarga$C_1$. Entonces, con un poco de ajuste de la proporción de estas dos resistencias, puede obtener tiempos de subida y bajada aproximadamente iguales para las corrientes en los LED.

Si está usando un$12\:\text{V}$oferta y desea un pico de aproximadamente$20\:\text{mA}$en los LED, luego usando el circuito anterior obtendrías algo como$R_\text{SET}\approx 390\:\Omega$(asumiendo$Q_1$'s$\beta\approx 240$.) Por supuesto, también podría ser menos que eso, pero esto obtiene un valor de resistencia de estadio para empezar, independientemente. (Con solo$5\:\text{V}$,$R_\text{SET}\approx 39\:\Omega$.)

De todos modos, es fácil probarlo. Siempre que la corriente del LED sea modesta (en las proximidades de$20\:\text{mA}$o menos) la disipación en los tres transistores debe estar dentro de las especificaciones sin necesidad de disipadores de calor.$R_\text{SET}$debería ser al menos$\frac14\:\text{W}$, aunque. Asegúrese de verificar lo que digo, probando y sintiendo el cambio de temperatura de los tres BJT y$R_\text{SET}$, aunque. Siempre verifique y haga los ajustes necesarios donde se sienta mejor.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Con este circuito, hay un circuito divisor de voltaje con R1 y R2, lo que significa que en la base de su transistor solo está viendo una relación de su voltaje de entrada.
$V_{BASE} = (R_{2}/(R_{1}+R_{2}))/V_{IN}$

Esto significa que su voltaje base será menor que el voltaje de su colector dependiendo de los valores que use para R1 y R2, esto significa que su transistor no se saturará por completo, lo que significa que habrá una mayor caída de voltaje en su transistor. ($V_{CE}$)

Incluso en el mejor de los casos, perderá ~ 0.7 V en su transistor incluso cuando esté completamente saturado. Está pensando que su LED todavía está conectado a 12 V cuando la realidad es que después del transistor es más como conectar el LED a ~ 10-11 V (dependiendo de sus valores para R1 y R2)

Luego, usando la ley de Ohm, es simple ver por qué su LED no se vuelve tan brillante, menos voltaje con la misma resistencia = menos corriente.
Lo que debe hacer es calcular cuál será la caída de voltaje de su transistor y luego calcular un nuevo valor para su resistencia limitadora de corriente en función de su nuevo voltaje ($V_{IN}-V_{CE}$)

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Figura 1. Mueva R2 a la posición que se muestra.

Puede evitar el efecto divisor potencial de su primer circuito moviendo R2 al interruptor. Entonces no tendrá ningún efecto cuando SW1 esté encendido, pero proporcionará una vía de descarga cuando SW1 esté apagado. Su valor podría ser aproximadamente 1/10 del de R1 para mantener similares las corrientes de carga y descarga.

Echando un vistazo a tu segundo circuito...

Como puede ver en los rastros de la imagen de arriba, Q1 nunca recibe suficiente voltaje para encenderse por completo. El rastro rojo está en el interruptor, el verde está en el centro del divisor de resistencia y el azul está en la base del transistor. En esta simulación, el interruptor se mantiene encendido durante 2 s y luego se suelta durante 3 s.

Sus resistencias tienen un valor demasiado alto (y están en una red innecesariamente complicada). Intentaría reducir el valor de sus resistencias. La velocidad de carga del condensador se controlará mediante las ecuaciones de la constante de tiempo del condensador , asegúrese de haber echado un vistazo y haber conectado los números que desea allí. Un condensador más grande tardará más en cargarse por completo (con una resistencia constante).

En lugar de usar RC, podría usar PWM. Los automóviles modernos utilizan circuitos PWM para atenuar o desvanecer las luces del interior y de los instrumentos. He visto luces de techo interiores que se desvanecen y se desvanecen, estilo teatro.