Управление яркостью светодиодных индикаторов, Линейный регулятор Опции

[Barcooler]

Задача следующая: необходимо реализовать управление яркостью светодиодных групп (индикаторов).
Предварительно предполагается управление ЦАПом с микроконтроллера.

Управлять ШИМом не позволяют убеждения (ТЗ).

Предварительно есть два варианта:
1. Организовать регулировку током, но честно говоря групп светодиодов может быть много и сложность реализации такой схемы представляется существенной.
2. Организовать регулировку по напряжению (светодиоды в группе включены параллельно), что кажется более простым учитывая что светодиоды из одной партии с достаточно близкими характеристиками и есть возможность выбраковки (отбора по параметрам).

По второму варианту пока нашёл такой регулятор, но пока непонятно можно ли им управлять потенциалом на управляемом выводе микросхемы.

Может что-то подскажите?
Заранее благодарен.

[Plain]

В качестве ЦАП сойдёт отфильтрованная RC-фильтром ШИМ с соответствующего модуля таймера микроконтроллера, полученное напряжение преобразовать в ток стандартной схемой на ОУ, биполярном транзисторе и резисторе. Поскольку регулировочная характеристика у любого источника света должна быть логарифмической, а полная шкала резистора будет к примеру порядка 100 мВ, требуется ОУ с малым напряжением смещения (автообнуляемый).

[Barcooler]

В качестве ЦАП сойдёт отфильтрованная RC-фильтром ШИМ с соответствующего модуля таймера микроконтроллера, полученное напряжение преобразовать в ток стандартной схемой на ОУ, биполярном транзисторе и резисторе. Поскольку регулировочная характеристика у любого источника света должна быть логарифмической, а полная шкала резистора будет к примеру порядка 100 мВ, требуется ОУ с малым напряжением смещения (автообнуляемый).

Ну аппаратный ЦАП есть в микроконтроллере, на его использование я в общем-то и расчитываю.
Вопрос в реализации схемы управления непосредственно светодиодными сегментами.
Так-же забыл уточнить - сегменты будут управляться тем-же микроконтроллером. То есть единовременно добжны быть включены разные сегменты в различных комбинациях. Но у всех должны быть одна регулировка яркости.

[Guest_TSerg_*]

Но у всех должны быть одна регулировка яркости.

И все сегменты будут с идеально совпадающими ВАХ

[Barcooler]

И все сегменты будут с идеально совпадающими ВАХ

Ну незнаю, на моём опыте есть светодиодные стоп сигналы автомобиля премиальной марки в котором светодиоды соединены следующим образом - в группе светодиоды соединены паралельно (5 штук), и 4 такие группы соединены последовательно - по мне так самый дурацкий вариант соединения светодиодов но они отработали 16 лет и толь потом выгорели.
Производитель видимо не опасался того, что характеристики будут отличаться на столько что будет заметно глазу.

Возмите 2-3 светодиода и резистором посмотрите нужный диапазон изменения напряжения/тока.
Сразу станет понятнее с вариантами реализации.

Номинальный ток одного светодиода 50 мА.
Напряжение на сколько мне известно в диапазоне 2,3 В (это при 50 мА), и 1,5 В свечение почти незаметно.

Работа от источника напряжения будет приемлема только если у Вас по индивидуальному резистору на сегмент. В противном случае все сегменты будут светиться как хотят, даже из одной партии.

Это я думаю не проблема вовсе.

Еще не стоит забывать, что регулировка яркости должна быть не линейной, а хоть как-то похожа на экспоненциальную. А чтобы глазами хоть как-то ощущался не ничтожный диапазон регулировки, то хотя бы на порядок ток меняться должен. А скорее на два.

Вопрос сложности - вопрос схемотехники включения групп и отдельных диодов. Последовательное соединение возможно?

Про экспоненциальную регулировку я понимаю, тут я думаю возможны варианты но не думаю, что это большая проблема.

На счёт последовательного соединения - возможно, но вопрос в том, что в группах может быть не одинаковое количество светодиодов.

ПодскажИм следующее:

1) Иногда убеждения лучше поменять. А то придется долго долбиться головой в стену рядом с открытой дверью.
2) "Сложность реализации" регулируемых источников тока, управляемых напряжением ничуть не "существеннее" чем источников напряжения, управляемых напряжением.

1. Немного не понял, ну да ладно, будем считать это лирикой.
2. Имелось ввиду то, что обеспечить одинаковый ток во всех включённых светодиодах подав на них одинаковое напряжение проще, чем обеспечить одинаковый ток контролируя ток во всей системе.

то есть допустим есть разные группы (8, 6, 4 светодиода) таких групп несколько, они включаются независимо.
Но те, которые включаются должны светиться непрерывно и одинаково.

Если не привязываться к этой задаче, то весьма спорное утверждение. А так - да, ЦАП лучше забыть, использовать ШИМ для управления током проще и эффективнее, в т.ч. с точки зрения энергосбережения.

Почему про ЦАП лучше забыть?
На счёт ШИМа - задача стоит принципиально в непрерывном свечении светодиодов.
На счёт энегросбережения - не совсем понятно, ну да ладно, думаю в данном случае можно этим вопросом пренебречь.

[VCO]

Почему про ЦАП лучше забыть?

1. Ток при изменении напряжения меняется и различается у разных светодиодов довольно сильно.
2. ЦАП предусматривает "сжигание" мощности бОльшей чем нужно, не давая никаких преимуществ в точности регулирования тока, наоборот, загрубляя это регулирование.

На счёт ШИМа - задача стоит принципиально в непрерывном свечении светодиодов.

Вы это серьёзно? ШИМ в голом виде прямо на СД??? Вы когда-нибудь использовали ШИМ по назначению?

На счёт энегросбережения - не совсем понятно, ну да ладно, думаю в данном случае можно этим вопросом пренебречь.

Что непонятного? Вроде всё объяснил:
1. При ЦАП - всю разницу мощности (от разницы напряжения) пускаете на ветер.
2. При ШИМ - кроме потерь на ключе, датчике тока и преобразователе - всё в дело.
Очень странно, что это приходится пояснять...

[Yuri7751]

Вы это серьёзно? ШИМ в голом виде прямо на СД??? Вы когда-нибудь использовали ШИМ по назначению?

Безотносительно данной полубредовой темы (всё-таки ТС следовало бы хоть что-то почитать) замечу, что ШИМ "в голом виде" (в смысле "включил-выключил") весьма широко используется в схемах с dimming'ом. Имеется в виду, конечно, освещение, а не индикация. Связано это с тем, что при регулировке током (как бы это не делать, в т.ч. ШИМом в другом смысле) меняется спектр света, что ограничивает доступный диапазон.

[Onkel]

Безотносительно данной полубредовой темы (всё-таки ТС следовало бы хоть что-то почитать) замечу, что ШИМ "в голом виде" (в смысле "включил-выключил") весьма широко используется в схемах с dimming'ом. Имеется в виду, конечно, освещение, а не индикация. Связано это с тем, что при регулировке током (как бы это не делать, в т.ч. ШИМом в другом смысле) меняется спектр света, что ограничивает доступный диапазон.

Изменение спектра при изменении тока в рабочих пределах весьма мало ( эфф. температура излучения меняется на проценты), а в режиме ШИМ эти же проценты да помножить на отношение времени фронтов шим импульса к периоду шим импульса, т.е. совсем ничего. Обычный человек ничего и не заметит.

[Yuri7751]

Изменение спектра при изменении тока в рабочих пределах весьма мало ( эфф. температура излучения меняется на проценты), а в режиме ШИМ эти же проценты да помножить на отношение времени фронтов шим импульса к периоду шим импульса, т.е. совсем ничего. Обычный человек ничего и не заметит.

Тем не менее этого достаточно, чтобы производители не ждали, пока покупатель проголосует руб...тьфу - долларом.

"It can be seen the over a 10-to-50 mA range, the change in color is relatively large – certainly big enough to be detected by the consumer.
In some circumstances, and over small ranges, the color change caused by analog dimming might be acceptable. However, consumers, who are used to traditional dimmed room lights remaining a constant color, are often disappointed with the color change of a dimmed LED source in this application."
http://www.digikey.com/en/articles/techzon...d-color-dilemma

Это очень насыщенный желающими разбогатеть рынок. Только в Корее LED-освещением занимается около 150 компаний. Так что любой каприз клиента не обсуждается. Если на начальном этапе главным было "просто светить(эффективно)", то сейчас важно ещё обеспечить комфортную цветовую температуру и её стабильность.
Помнится пару лет назад DOE обещал миллион долларов тому, кто сделает лампу в формате PAR38 с эффективностью, если склероз не изменяет, не хуже 123 лм\ватт. Это было бы не очень большой проблемой, но одновременно требовалась достаточно низкая цветовая температура (2700-3000) и хороший индекс цветопередачи. По совокупности желающих поучаствовать в мире не нашлось, конкурс отменили.

[adnega]

обеспечить комфортную цветовую температуру и её стабильность.

Так и к лампам накаливания можно вернуться.
Какие задачи ставит ТС нам не ясно, но уверен, что с ШИМ можно решить задачу
управления яркостью сегментов с индивидуальным включением/выключением.
Я бы поставил (ставлю) специальную микросхему, типа DM13x - 16 каналов со стабильным током.
Управление включением по SPI, управление яркостью ШИМ на вывод OE.