Comment puis-je câbler un interrupteur à 9 positions pour que chaque position allume une LED de plus que la précédente?


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J'ai un interrupteur à 9 voies comme ce type:

9 voies

Et j'essaie de comprendre comment je peux allumer une LED avec la position 1, 2 avec la position 2, jusqu'au 9 en position 9.

Évidemment, je peux répéter tout le câblage des LED à chaque position, mais cela semble idiot.

Mon idée est qu'avec une disposition comme ci-dessous, l'interrupteur représenterait la ligne rouge encerclée (montrée en position 3), qui s'allongerait vers la droite dans chaque position successive jusqu'à ce qu'elle connecte toutes les lumières. Comment puis-je faire ceci?

schématique


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De quelle tension de fonctionnement chaque LED a-t-elle besoin, combien de courant chaque LED utilise-t-elle et quelle est la tension d'alimentation?
Bruce Abbott

Votre logique définit la logique d'entrée OU pour chaque LED mais plus simple tinyurl.com/y38aomlp
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

@BruceAbbott l'idée était d'utiliser une batterie 9V, mais si je le dois, je peux utiliser une alimentation CC qui convient à une prise de commutation de type 9V. Les LED consomment environ 25-30mA mais elles font l'affaire même à demi-luminosité, il y a donc une certaine marge de manœuvre là-bas.
Isaac Lubow

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Avec du sol au-dessus et en dessous, votre circuit semble provenir d'au-delà de la tombe :)
Dmitry Grigoryev

@DmitryGrigoryev Est-ce bizarre? Je suis habitué à voir des schémas de pédales de guitare où ils collent au sol partout où ça va ...
Isaac Lubow

Réponses:


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Voici une solution low tech qui nécessite beaucoup de pièces. Seulement 4 positions affichées, vous avez besoin de 45 diodes pour 9 positions.

Sunyskyguy a une solution intelligente si vous avez une haute tension disponible.

entrez la description de l'image ici


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Pouvez-vous faire cela avec moins de diodes si vous en apportez chacune avant (à gauche de celle au-dessus?
Bob Jacobsen

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Vous pouvez supprimer les diodes horizontales si un léger changement de luminosité est tolérable. À une tension de batterie élevée (9 V), cela ne sera probablement pas perceptible.
Mattman944

Seule réponse qui répond réellement à la question jusqu'à présent.
abligh

@ mattman944 ​​a pensé que vous aimeriez voir cette solution en action ... instagram.com/p/BxaSo5BgA3U
Isaac Lubow

Il y a un problème d'optimisation soigné ici où les diodes pourraient être omises au détriment d'une certaine variation de luminosité. Il existe une solution évidente à 8 diodes ainsi que la solution à 37 diodes de Mattman, mais vous pouvez alors introduire certaines des "diodes à sauter" pour réduire la variation de la solution à 8 diodes.
Andrew Macrae

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À l'aide d'une source de courant régulée pour les allumer, câblez les LED en série et court-circuitez le segment que vous souhaitez assombrir.

schématique

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab

Vous pouvez éventuellement utiliser un convertisseur buck-boost pour faire le 30V si vous n'avez pas déjà une tension appropriée.

Voici un moyen simple d'en créer un à l'aide d'un module LM2596S:

  1. Retirez le potentiomètre et les deux grands condensateurs
  2. Connectez l'un des condensateurs récupérés entre + in et + out (positif à + in) et installez un condensateur en céramique de 1 uF à l'emplacement du condensateur de sortie.
  3. Connectez une résistance de 100 ohms de la sortie à la borne centrale du potentiomètre.

Modifié de cette façon, il créera une tension négative sur les bornes de sortie et agira comme un puits de courant de 12,5 mA à la borne du potentiomètre central (avec la source à + sortie) si l'alimentation est appliquée entre + entrée et + sortie.

schématique

simuler ce circuit

ou un module buck-boost XL6009 peut être modifié. cette fois, retirez simplement le potentiomètre et ajoutez une résistance de 100 ohms, connectez 3-30V aux bornes d'entrée nirmal et connectez la chaîne LED à la sortie et à la résistance.

schématique

simuler ce circuit


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Ou bien, connectez le commutateur entre les anodes et la source de courant au lieu de la terre. De cette façon, il n'y aura pas de consommation d'énergie lorsqu'aucune LED n'est allumée, et il sera plus facile de l'acheminer si vous souhaitez que la barre de LED croisse dans le sens horaire / vers la droite lorsque le commutateur est tourné dans le sens horaire.
TooTea

Puis-je le faire avec un LM317 comme celui-ci mouser.com/ProductDetail/ON-Semiconductor/… ?
Isaac Lubow

1
@IsaacLubow, oui, cela convient.
Jasen

Pouvez-vous m'indiquer un schéma où un LM317 transforme 9VDC en courant constant nécessaire pour cette configuration?
Isaac Lubow

@IsaacLubow Cela ne peut pas - cela ne peut que faire baisser la tension. Vous avez besoin d'au moins 20 volts pour allumer les LED, mais probablement plus (vous ne pouvez donc même pas utiliser deux piles 9V en série). Regardez l'option LM2596S, cela fonctionne bien avec une entrée 9V aussi.
pipe

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Si vous n'êtes pas connecté au commutateur spécifique que vous avez, procurez-vous un «commutateur rotatif de mise en court-circuit progressif» pour le remplacer. Cela fonctionne exactement comme votre dessin.


Cela résout le plus petit de mes deux problèmes, oui - il s'avère que les alimenter est l'autre obstacle.
Isaac Lubow

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Une façon d'obtenir votre éclairage progressif à LED lorsque vous tournez le commutateur rotatif consiste à utiliser un puits de courant sur le commun du commutateur, puis à câbler les LED aux bornes du commutateur de sélection, comme illustré ci-dessous. Le puits de courant constant illustré est un moyen peu coûteux d'obtenir un puits de 20 mA pour les LED afin qu'il n'y ait pas de variation de luminosité lorsque le nombre de LED allumées change. Ce schéma nécessite une tension d'alimentation suffisamment élevée qui surmonte la chute de tension directe de la chaîne en série de jusqu'à neuf LED.

entrez la description de l'image ici


Cela peut-il être fait avec 9VDC? Je ne connais pas le LM358 ou le transistor dans votre schéma ... toute documentation serait appréciée!
Isaac Lubow

@IsaacLobow - Non, cela ne peut pas être fait avec 9V pour neuf LED. Si chaque LED a une chute de tension directe de 2 V, alors neuf dans une chaîne ont un totan
Michael Karas

Goutte de 18V. Le puits de courant inférieur lui-même nécessite également quelques volts. Le 9V peut fonctionner pour trois LED rouges
Michael Karas

Y a-t-il un module convertisseur que je peux obtenir qui transformera le 9VDC en courant constant dont j'ai besoin à la tension dont j'ai besoin?
Isaac Lubow

1
Une augmentation de courant ou une alimentation en courant constant peut être utilisée pour maintenir le circuit efficace, quel que soit le nombre de LED allumées.
Alex Cannon

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Oldfart et Mattman944 ​​donnent des réponses très similaires impliquant des réseaux de diodes complexes. Si la variation de luminosité est acceptable, une simple échelle de diodes est suffisante. Les LED rouges ont généralement une chute de tension de 2 V et les diodes ont généralement une chute de tension de 0,6 V, de sorte que l'effet combiné des chutes de tension des diodes dans une échelle peut être significatif.

Avec une batterie 9V et l'interrupteur en position 9, la résistance de limitation de courant pour la LED 9 verra 9-2 = 7V et la résistance de limitation de courant pour la LED 1 verra 9-2- (0,6 * 8) = 2,2V, ce qui conduire à une différence de courant plus de trois fois supérieure à travers les LED si les résistances de limitation de courant sont de la même valeur. entrez la description de l'image ici

Si vous insistez sur une luminosité égale, il serait nécessaire d'inclure toutes les diodes recommandées par Oldfart et Mattman944, mais avec seulement quelques diodes supplémentaires, vous pouvez atténuer la variation de luminosité à des niveaux, espérons-le, imperceptibles. En ajoutant trois autres diodes à gauche comme dans le schéma ci-dessus, nous nous assurons qu'avec le commutateur en position 9, la LED 5 voit la même tension que la LED 8. Les tensions réelles aux bornes des résistances de limitation de courant sont les suivantes. Notez qu'une diode supplémentaire entre les LED 5 et 2 (non prise en compte dans le tableau ci-dessous) améliorerait encore le circuit.

LED  Voltage across current limiting resistor
9             7
8    7-0.6   =6.4
7    7-0.6*2 =5.8
6    7-0.6*3 =5.2
5    7-0.6   =6.4
4    7-0.6*2 =5.8
3    7-0.6*3 =5.2
2    7-0.6*4 =4.6
1    7-0.6*5 =4

Une autre façon d'équilibrer les luminosités consiste à installer des diodes dans les lignes de certaines LED pour augmenter délibérément la chute de tension. Dans le schéma ci-dessus, une diode supplémentaire est insérée dans la ligne entre le contact de commutateur 1 et la LED 1, de sorte que la LED 1 voit la même tension, que le commutateur soit en position 1 ou 2. La résistance de limitation de courant pour la LED 1 peut alors être une valeur plus petite que les autres afin d'équilibrer la luminosité de cette LED avec les autres.

Ce ne sont que des idées - pour ce type de projet, le meilleur équilibre entre luminosité uniforme et complexité peut être mieux trouvé par expérimentation.


C'est génial, merci! Cela ne me dérange pas une légère variation de luminosité entre les positions des commutateurs, et cela ne me dérange pas non plus de faire fonctionner les LED à mi-puissance - elles sont TRÈS lumineuses.
Isaac Lubow

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@IsaacLubow aucun problème! Quelques conseils supplémentaires: procurez-vous des diodes schottky si vous pouvez les obtenir à un prix raisonnable, elles ont une chute de tension plus faible. Et n'obtenez pas les plus petites diodes que vous puissiez trouver. uk.rs-online.com/web/p/rectifier-diodes-schottky-diodes/6527359 en est un exemple. Oui, c'est une diode 1 Amp! Notez qu'il a une chute de tension typique un peu plus de 0,3 V à 0,1 A mais environ 0,5 V à son courant nominal de 1A. La chute de tension maximale à 0,1 A est de 0,55 V. La chute de tension pour une diode non schottky du même courant nominal pourrait être le double de ces valeurs. Lisez toujours la fiche technique.
Level River St

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Pourquoi utiliser des diodes supplémentaires pour atténuer la variation de luminosité? Pourquoi ne pas le faire dans les résistances?
Harper - Réintègre Monica le

@Harper Le prix d'une diode est de quelques centimes de plus qu'une résistance, il y aurait donc une très petite somme d'argent à économiser si des résistances étaient utilisées à la place. Il peut être possible de le faire avec des résistances, mais cela nécessiterait un calcul d'équilibrage détaillé sur les 9 positions de commutation possibles, plus l'obtention de résistances de différentes valeurs, plutôt que de saisir un tas de résistances identiques qui sont à portée de main et à peu près la bonne valeur. Le temps et les efforts coûteraient plus que les économies de pièces sur un projet ponctuel comme celui-ci.
Level River St

Vous pouvez utiliser les mêmes diodes de valeur pour tout, si vous n'êtes pas un grand fan de mathématiques ...
Isaac Lubow

5

Vous pouvez utiliser un tampon par LED comme celui-ci.

diagramme

Dans ce diagramme, R1 à R3 sont des résistances de rappel. La fermeture de l'un des commutateurs entraîne la mise à 0 du tampon directement connecté, ce qui réduit tous les tampons situés en dessous. 4050 a 6 tampons. Vous en aurez besoin de 2 pour 9 LED.

Cette solution n'a besoin que d'une tension pour alimenter le 4050 (3V à 20V pour le CD4050B). Vous pouvez enchaîner autant de 4050 que vous le souhaitez.


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Si vous pouvez vous permettre une autre baisse de 0,5 V, vous pouvez utiliser une vaste gamme de diodes. Voici un exemple avec trois LED qui nécessite 6 diodes.
(Désolé pour le SW, SW2 .., le laboratoire de circuits n'a pas de symbole de commutateur rotatif)

schématique

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab


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Cela peut sembler exagéré, mais ce serait moins de pièces, et peut-être moins cher, que certaines autres solutions pour utiliser un micro-contrôleur. De nombreuses cartes Ardunio ont plus de 9 broches de sortie numériques - vous pouvez piloter une LED avec chacune des neuf broches. En faisant en sorte que le commutateur sélectionne différents points d'un diviseur de tension et en l'alimentant sur une broche analogique, vous pouvez déterminer la position du commutateur et allumer ce que vous avez décidé d'allumer.


Je pensais utiliser un régulateur de tension comme ils l'expliquent ici - allaboutcircuits.com/technical-articles/… puis câbler les lumières en série - semble être un bon compromis.
Isaac Lubow

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Suivi: videz l'interrupteur à 9 positions et utilisez un encodeur rotatif à la place.
Solomon Slow

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Le changement est ce qui a inspiré le projet, donc pas cette fois!
Isaac Lubow

ou utilisez un LM3918 et une chaîne de résistance sur le commutateur
Jasen

Un ATMega à cela? Et toujours en utilisant le commutateur? Overkill est une blague. Il y a un IC simple à cela.
Diego C Nascimento

2

Je ne le suggérerais pas sauf si vous êtes désireux de gravir la courbe d'apprentissage pour les FPGA (y compris l'achat d'un pod de programmation et le traitement d'une partie SMT avec beaucoup de broches), mais vous pouvez utiliser une série Lattice LCMXO2 avec flash interne et oscillateur. Le circuit ressemblerait à ceci (plus quelques connexions d'alimentation, un connecteur de programmation et des bouchons de dérivation):

schématique

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab

Le logiciel de programmation (Lattice Diamond) prend en charge VHDL et Verilog.

Si vous vous sentez chanceux, vous pouvez régler les sorties sur un entraînement de courant minimum et omettre les résistances.


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Une autre approche consiste à utiliser un LM3914 pour piloter les LED, avec une échelle externe à 10 résistances alimentée par la tension de référence. Ensuite, le commutateur rotatif sélectionne simplement une tension de l'échelle qui allumera le nombre de LED requis.

Ce n'est qu'un aperçu; par exemple, la résistance la plus haute de l'échelle serait sélectionnée pour régler les tensions de pas dans la tolérance (qui selon mon expérience est assez serrée) des comparateurs LM3914.

De plus, le tout fonctionnera avec une alimentation de 3,3 V


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Semblable à la méthode du micro contrôleur, une autre façon consiste à utiliser un circuit intégré d'amplificateur OP. Les entrées positives sont toutes connectées ensemble et elles se connectent à un potentiomètre qui produit une tension variable, au lieu d'un interrupteur. Les connexions négatives se connectent à une série de résistances pour donner à chacune une tension différente. Lorsque le bouton est tourné, les lumières s'allument une par une.

Ce type de circuit est utilisé dans les onduleurs de puissance qui ont ces bandes de LED à 10 segments pour vous dire combien d'ampères l'onduleur produit. Je crois qu'ils ont tous les amplis OP dans un seul circuit intégré.

Je sais que ce n'est pas une réponse exacte à la question car il n'utilise pas de commutateur, mais il accomplit probablement ce que vous voulez.

Edit 2: Il est toujours possible d'utiliser un interrupteur normal qui ne connecte qu'un seul contact à la fois. Connectez toutes les entrées négatives de l'ampli OP à une basse tension comme 1V. Connectez ensuite chaque sortie de commutateur à chaque entrée positive d'ampli op. Mettez une grande résistance comme 100k sur l'entrée du commutateur et connectez-la à l'alimentation positive. Il doit s'agir d'une grosse résistance pour ne pas laisser passer suffisamment de courant pour que la LED ci-dessus s'allume sensiblement, car les entrées positives seront connectées à une anode LED à partir d'un autre ampli OP. Maintenant, lorsque vous tournez le commutateur, une LED s'allume à la fois. Pour que toutes les LED à côté s'allument également, connectez simplement la sortie de chaque ampli OP à l'entrée positive de celui qui se trouve en dessous. La chute de tension directe des LED sera beaucoup trop élevée par rapport à la tension de référence 1V pour éloigner suffisamment la tension de l'entrée positive de l'ampli OP en dessous, de sorte que la LED n'empêchera pas l'ampli OP de s'allumer, mais d'autres non Les charges de LED pourraient. Cela suppose que les amplis OP sont le type de source actuel uniquement. Les amplificateurs opérationnels source et dissipateur de courant ne peuvent pas être utilisés car cela empêchera l'entrée positive de l'autre ampli opérationnel de monter. De nombreux amplis OP ne sont que des dissipateurs de courant, dans ce cas, les LED doivent être disposées avec les cathodes connectées aux entrées de l'ampli OP et le reste du circuit doit être inversé. N'oubliez pas d'utiliser des résistances pull up ou pull down pour les entrées d'amplis OP qui sont connectées au commutateur. La même valeur de résistance qui a été utilisée pour connecter le commutateur à l'alimentation de tension positive devrait être correcte.

Edit 3: Il semble que quelqu'un d'autre ait posté une solution similaire mais plus simple en utilisant des CI tampons au lieu d'amplificateurs OP.

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