Cómo atenuar los LED activados por un temporizador 555 cuando se corta el suministro

Basado en el conocido artículo de Inventable.eu, combiné su temporizador CMOS PWM con ciclo de trabajo ajustable con lógica que cambia el suministro al circuito del temporizador. Solo cuando se cumplen las condiciones de la puerta (Y; ambas señales son verdaderas) se suministran 12 V al resto del circuito.

La siguiente imagen representa el circuito que he construido:

Circuito que comprende un regulador de voltaje de 5 V, un comparador con fotorresistencia, una puerta AND que combina la salida del comparador y la salida de una señal lógica externa para producir una señal para cambiar un pFET que enciende un temporizador 555 CMOS configurado para atenuar tiras de LED de 12 V utilizando PWM.

Mi problema es lograr un efecto de rampa descendente cuando se apaga el suministro de 12 V al subcircuito del temporizador. Mi primer intento fue una red RC en la base de Q4, pero esto solo retrasó el apagado y no produjo el efecto de desvanecimiento deseado. Para mi segunda prueba, agregué un capacitor de 1000uF en paralelo con los 560uF enumerados en el esquema. El retraso resultante fue demasiado corto.

Mi pregunta: cómo introducir un retraso sin comprometer la conmutación por pulsos Q5. Aquí se describe una posible solución , pero no estoy seguro de cómo podría adaptarse y quiero otras opciones antes de salvar el dispositivo optoaislador necesario.

¿Puede explicar en su respuesta cómo interactúa su solución con el PWM del temporizador y el resto del circuito, particularmente la conmutación del lado alto en Q2? Gracias.

Actualización: según los comentarios del Sr. Tony Stewart, parece que mi diseño simplemente puede ser incompatible con cualquier tipo de rampa de salida. Si bien quizás haya opciones que involucren el reinicio del 555 en lugar del interruptor lateral alto, prefiero mantenerlo como está, aunque solo sea por el menor consumo de corriente.

La rampa hacia abajo requiere una cantidad significativa de energía de almacenamiento de Cap para LED de baja ESR y baja tolerancia a la caída de voltaje. ¿Cuáles son sus especificaciones para el tiempo de decaimiento, la potencia del LED? Vmax-Vmin y, por lo tanto, C requerido para cumplir con T depende en gran medida de la ESR * C del LED y la tolerancia de voltaje de caída. por ejemplo, ESR * C=8T implica un límite enorme para la caída de voltaje del 10%. ¿Qué carga, tiempo de rampa y ΔV?
¿Dónde está 1MF? 1000 uF? Veo C5 470uF. Si la carga es LED de 1A que es 3S x 3V o 3 * 3W, esto tiene ESR de 1Ω, por lo tanto, 1000 uF decae. La corriente del LED disminuye << 1 milisegundo. capiche? Entonces, si mis suposiciones de su aplicación son cercanas, no es posible. Si es incorrecto y los 12 V permanecen encendidos, pero solo desea desactivarlos lentamente, responda las consultas anteriores y aclare la respuesta.
Me horroriza que alguien intente hacer esto con un temporizador 555 y una lógica analógica como esta. Este es un trabajo por $1.50 MCU.
@ TonyStewart.EEsince'75 Para las pruebas, estoy usando 1 m de tira de LED de 12 V, que consume 150 mA. La aplicación final utilizará 2,8 m de tira de LED, aproximadamente 420 mA. Los LED se encienden a >6 V (3 en paralelo con 150 Ω). El drenaje de 4 segundos de 12V a 6V es, por lo tanto, el objetivo. Esto le da al ocupante de la habitación tiempo para activar el sensor de movimiento antes de que oscurezca por completo.
@TonyStewart.EEsince'75 Agregué 1000uF en mi placa de prueba en paralelo con 470uF, así como en el suministro para el LED (CONN_01x02, las etiquetas de red no se imprimieron: el pin 2 de Q5 drena al conector). Con 1 m de LED, el desvanecimiento fue una fracción de segundo.
@JackCreasey De acuerdo. Aunque con el objetivo de desarrollar una mejor comprensión de la lógica analógica, abordé este proyecto con una restricción de diseño autoimpuesta de ningún microcontrolador. Me siento cómodo con el diseño de hardware y software de MCU, pero más allá de la interfaz básica, lo analógico es misterioso para mí y quiero saber más sobre cómo trabajar con él. En este caso, para un proyecto único de luz nocturna para mi abuela, simplemente funciona. No hay código con el que perder el tiempo.
@shellusr ¿Qué es la corriente de carga, Vf y el tiempo de desvanecimiento deseado?
I=420mA @ 12V (5W total) y ~0A @ <6V ¿Tiempo de rampa de 4 segundos de 12 a 6V? ¿El "Sensor de ocupación" detecta movimiento de ataque rápido?

Respuestas (2)

Si no desea utilizar un MCU. Creo que deberías probar los supercondensadores Farad.

Para su aplicación, es difícil encontrar un súper capacitor que pueda operar con 12 V, por lo que debe hacer diferentes combinaciones de capacitores (serie/paralelo).

Si usa tiras de LED de 5V, sería mucho mejor ya que ya hay supercondensadores de 1F 5V disponibles. Luego debes hacer tus cálculos para saber cuántos capacitores debes usar.

Eche un vistazo aquí y aquí para encontrar el supercondensador que satisfaga sus necesidades.

Como alguien en Bulgaria quería lo mismo para sus luces LED de conducción diurna con tiempo de encendido/apagado de rampa variable, decidí hacer un diseño rápido, que es mi propia invención aquí para ustedes.

Funciona de manera bastante simple mediante la Oscilación de relajación como un 555 (que he decidido no usar nunca por razones profesionales poco claras).

Los disparadores CMOS Schmitt vienen en varios paquetes con 6 por SOIC14 y tienen un umbral típico que se usa en este diseño de 1/3 a 2/3 de Vcc. HC14 para lógica de 5V y otras hasta lógica de 20V y puertas Schmitt NAND, y funciona en todas iguales (más o menos)

Utilizo una relación de resistencia de 1.5: 1 que combina este rango de histéresis en el control de variación de CC con la retroalimentación de retardo de frecuencia R de este oscilador de relajación. Esto da como resultado que se inhabilite el reloj y luego se acelere a través del ciclo de trabajo de 0% a 100% y luego se apague nuevamente.

Si tienes alguna buena pregunta, adelante. Aquí está mi rápido y sucio atenuador de rampa PWM de "dos bits" para cualquier controlador MOSFET. Utiliza el disparador 74HC14 para 5V o el HCF4093 20V CMOS NAND Schmitt si desea desactivarlo con otra entrada.

Un fotosensor PD y un filtro RC con otra puerta podrían usarse como sensor nocturno con la polarización correcta para la corriente de luz y el límite para evitar transitorios usando una puerta NAND o inversores.

Fue diseñado para encender las luces después del encendido y luego regresar al estado de control lógico de entrada con un tiempo de rampa de 0 a 20 segundos usando un potenciómetro de 1M y un límite de 10uF.

El retraso después del cambio es una fracción de la constante de tiempo RC total, que es aproximadamente la mitad del tiempo de rampa de 0 a 100%.

Este no es un diseño completo, solo una solución rápida y sucia.

El reloj PWM en realidad se acelera en el rango de 1~2 Khz a medida que pasa por la zona PWM del 50 % y luego se ralentiza en cada límite, pero no afecta el ciclo de trabajo PWM.

SIMULACIÓN DE FALSTAD con interruptor de palanca manual

Disfrutar.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Presione Restablecer arriba a la derecha para comenzar desde el tiempo T = 0 y ajuste la velocidad de simulación de cámara lenta a la velocidad deseada y debajo de eso ajuste el deslizamiento del potenciómetro a la velocidad de rampa.

Haga clic en el interruptor (izquierda) para alternar la entrada (use otra puerta inversora, ya que esta es una lógica negativa)

También si quieres un ligero mod hace una cena manual. Para que U lo descubra. Si alguien hace un buen PCB pequeño, lo compraré.

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