Hola a todos, y bienvenidos a este nuevo post
Hoy aprenderemos como realizar un dimmer para controlar el brillo de nuestros leds.
Comencemos por lo esencial. ¿Qué es y por qué utilizamos PWM?
PWM significa, por sus siglas en inglés, Modulación por Ancho de Pulso (Pulse Width Modulation) con este sistema lo que conseguimos es una mayor eficiencia al momento de regular la potencia en un determinado dispositivo (en nuestro caso, leds) pero este sistema también se aplica a motores, lamparas halogenas, resistencias calefactoras, etc.
Básicamente lo que se hace en energizar al dispositivo en cuestion con la tensión maxima, pero dicha tension es proporcionada de a pulsos, cuanto mayor sea la duracion de esos pulsos mayor sera la potencia que entregue nuestro dispositivo.
Este sistema es altamente eficiente ya que, en la practica, el trabajo de la conmutacion se le confia a semiconductores (transistores), los cuales trabajan como una llave ON-OFF conmutando la tension en el dispositivo en cuestion, pero pese a estar trabajando a altas potencias, las perdidas por calor en nuestro semiconductor son minimas. Veamos algunos numeros:
Basandonos en este grafico, donde hemos reemplazado al semiconductor por simplemente un interruptor, vemos que tenemos dos estados bien diferenciados:
-Cuando la llave esta abierta (corte) cae toda la tension en la llave, pero no tenemos circulación de corriente. Por lo tanto si calculamos la potencia, sin importar de qué tensión estemos hablando, la potencia es cero. Entonces VxI=0.
-Cuando la llave esta cerrada (saturacion) ahora tenemos una máxima circulación de corriente en nuestra llave, pero la tension es cero, ya que ambos terminales del interruptor están sometidos al mismo potencial eléctrico, sea cual sea. Una vez más VxI=0.
Esto hablando de un caso ideal. Muy parecido a esto es un MOSFET, que como saben es un tipo de transistor que, a diferencia de los bipolares (los cuales son de funcionamiento progresivo), solo puede tener dos estados posibles: corte (no conduccion) y saturacion (conduccion) se caracterizan por tener una resistencia interna muy baja entre Drenador (D)y Fuente (S), del orden de los mili-ohms, (RDS on)por lo cual las perdidas por calor, pese a manejar elevadas potencias, son minimas.
Ahora si, con la teoria más clara, hechemos un vistazo al circuito.
Vemos que esta hecho en base al popular integrado LM555. En sus pines 7, 6 y 2 tenemos una modulacion por ancho de pulsos a cargo de la resistencia R1, los diodos D1 y D2, el capacitor C1 y el potenciometro lineal P1 con el cual podremos ajustar el ciclo de actividad (duty cicle) y asi controlar el ancho de los pulsos, con lo cual podremos gobernar el brillo de nuestros LEDS.
Esta señal rectangular en ancho variable y frecuencia fija la tenemos presente en el pin 3 del integrado IC1, y esta señal es aplicada a la puerta (Gate) del transistor MOSFET Q1, al cual conectaremos los leds que estemos interesados en controlar.
EN UN PROXIMO POST VEREMOS MÁS A FONDO EL FUNCIONAMIENTO DE ESTE CIRCUITO. LES MOSTRARÉ PASO A PASO LO QUE OCURRE DENTRO DEL 555 PARA HACER FUNCIONAR EL DIMMER. BIEN VALE LA PENA VER ESTE PROYECTO DETENIDAMENTE...
LISTA DE COMPONENTES:
-R1 1K (1000 Ω) Marrón-Negro-Rojo--Dorado
-D1, D2 Diodos 1N4148
-C1 Capacitor de 0.01µF [103] Cerámico o Polyester
-IC1 LM555
-Fuente de Alimentacion
-Q1 debemos elegirlo en funcion de corriente máxima que pesamos controlar:
C458/100mA
BC547/500mA
BD137/4A (Con disipador)
TIP41C/6A (Con disipador)
IRF630/10A (Con disipador)
IRFZ44N/35A (Con disipador)
IRF3205/100A (Con disipador)
Si usamos un transistor bipolar (los cuatro primeros en lista lo son) debemos poner una resistencia limitadora entre el pin 3 del integrado y la base del transistor. Esta resistencia de ser entre 1K y 4K7. si alimentamos el circuito con baja tension (5V o menos) podemos utilizar valores mas bajos, con un minimo de 100Ω.
Montaje en protoboard, en este caso, con un transistor C458 y una resistencia limitadora de 4K7 (Muy importante el puente rojo a la derecha que lleva el positivo de una linea a otra del protoboard)
Aqui podemos ver el circuito en funcionamiento,vemos cómo con el giro del potenciometro P1 podemos c
ontrolar el brillo de este pequeño grupo de leds. son series de tres leds azules con una resistencia de 100 ohms. el circuito se alimenta con 12V.
También podemos alimentar leds de potencia. En este caso alimentamos un LED CREE de 1W. estos funcionan aproximadamente a los 3,2V y 350mA. Simplemente alimentamos el circuito con 3,8V y reemplazamos el transistor por el TIP41C y la resistencia de base la bajamos a 100 ohms.
Por ultimo vemos que también podemos controlar una tira de led monocromátia... en este caso verde... solo debemos conectar la tira como muestra el circuito y alimentar con 12V.
Y buen gente, eso es todo por este post y espero que les haya gustado. Antes de despedirme quisiera invitarlos a ver el video del funcionamiento de este dimmer en mi canal de Youtube Kriss Electronics.
En la descripcion del video tienen el link de descarga del PCB para todo aquel que quiera realizar el circuito impreso. un Saludo compañeros..!!
Si les interesa podemos realizar este mismo dimmer x 3 para controlar leds RGB. Dejenme en los comentarios si les gustaria verlo y lo haremos.
Si les gustan los proyectos con leds aqui les dejo el post y el video del vumetro LED con operacionales que hace muy poco tiempo hemos realizado.
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