Bagaimana saya bisa memasang saklar 9 posisi sehingga setiap posisi menyalakan satu LED lebih banyak dari sebelumnya?

Saya memiliki saklar 9 arah seperti orang ini:

Dan saya mencoba mencari tahu bagaimana saya bisa menyalakan satu LED dengan posisi 1, 2 dengan posisi 2, sampai semuanya 9 di posisi 9.

Jelas saya bisa mengulangi semua kabel untuk LED di setiap posisi, tapi itu konyol.

Ide saya adalah dengan tata letak seperti di bawah ini, sakelar akan mewakili garis merah yang dilingkari (diperlihatkan di posisi 3), yang akan memanjang ke kanan di setiap posisi berturut-turut sampai menghubungkan semua lampu. Bagaimana saya bisa melakukan ini?

Berikut ini adalah solusi teknologi rendah yang membutuhkan banyak bagian. Hanya 4 posisi yang ditampilkan, Anda perlu 45 dioda untuk 9 posisi.

Sunyskyguy memiliki solusi cerdas jika Anda memiliki voltase tinggi.

Dengan menggunakan sumber arus yang diatur untuk menyalakannya, pasang LED secara seri dan korslet segmen yang Anda inginkan gelap.

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Anda dapat menggunakan konverter buck-boost untuk membuat 30V jika Anda belum memiliki voltase yang sesuai.

Berikut cara sederhana untuk membangunnya menggunakan modul LM2596S:

1. Lepaskan potensiometer dan kedua kapasitor besar
2. Hubungkan salah satu kapasitor yang diselamatkan antara + masuk dan keluar (positif ke + masuk), dan pasangkan kapasitor keramik 1uF di mana kapasitor keluaran berada.
3. Hubungkan resistor 100 ohm dari -output ke terminal potensiometer tengah.

Dimodifikasi dengan cara ini, itu akan menciptakan tegangan negatif pada terminal-out dan bertindak sebagai sink arus 12,5mA di terminal potensiometer tengah (dengan sumber pada + keluar) jika daya diterapkan antara + masuk dan keluar.

^{mensimulasikan rangkaian ini}

atau modul buck-boost XL6009 dapat dimodifikasi. kali ini cukup lepaskan potensiometer dan tambahkan resistor 100 ohm, konek 3-30V ke terminal input nirmal dan hubungkan string LED ke output dan resistor.

^{mensimulasikan rangkaian ini}

Jika Anda tidak terikat dengan sakelar spesifik yang Anda miliki, dapatkan “sakelar putar korslet progresif” untuk menggantinya. Itu berfungsi seperti gambar Anda.

Salah satu cara untuk mencapai lampu LED progresif saat Anda memutar sakelar putar adalah dengan menggunakan wastafel arus yang ada pada sakelar yang sama dan kemudian memasang LED di terminal sakelar pemilih seperti ditunjukkan di bawah ini. Wastafel arus konstan yang ditunjukkan adalah cara berbiaya rendah untuk mendapatkan sink 20mA untuk LED sehingga tidak ada variasi kecerahan karena jumlah LED yang menyala berubah. Skema ini memang membutuhkan tegangan suplai yang cukup tinggi yang mengatasi penurunan tegangan maju string seri hingga sembilan LED.

Oldfart dan Mattman944 ​​memberikan jawaban yang sangat mirip yang melibatkan jaringan dioda yang kompleks. Jika variasi kecerahan dapat diterima, tangga dioda sederhana sudah cukup. LED merah biasanya memiliki penurunan tegangan 2V dan dioda biasanya memiliki penurunan tegangan 0,6V, sehingga efek gabungan dari penurunan tegangan dioda dalam sebuah tangga bisa signifikan.

Dengan baterai 9V dan sakelar di posisi 9, resistor pembatas arus untuk LED 9 akan melihat 9-2 = 7V dan resistor pembatas arus untuk LED 1 akan melihat 9-2- (0,6 * 8) = 2,2V, yang akan menyebabkan perbedaan lebih dari tiga kali lipat dalam arus melalui LED jika resistor pembatas arus memiliki nilai yang sama.

Jika Anda bersikeras pada kecerahan yang sama akan diperlukan untuk memasukkan semua dioda yang direkomendasikan oleh Oldfart dan Mattman944, tetapi dengan hanya beberapa dioda tambahan Anda dapat mengurangi variasi kecerahan hingga tingkat yang mudah-mudahan tak terlihat. Dengan menambahkan tiga dioda lagi di sebelah kiri seperti pada gambar di atas, kami memastikan bahwa dengan sakelar di posisi 9, LED 5 melihat tegangan yang sama dengan LED 8. Tegangan aktual melintasi resistor pembatas arus adalah seperti di bawah ini. Perhatikan bahwa dioda tambahan antara LED 5 dan 2 (tidak dipertimbangkan dalam tabel di bawah) akan meningkatkan sirkuit lebih lanjut.

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

Cara lain untuk menyeimbangkan kecerahan adalah dengan memasang dioda di jalur ke beberapa LED untuk meningkatkan tegangan secara sengaja. Pada gambar di atas, dioda tambahan dimasukkan ke dalam saluran dari kontak saklar 1 ke LED 1, sehingga LED 1 melihat tegangan yang sama terlepas dari apakah saklar berada di posisi 1 atau 2. Resistor pembatas arus untuk LED 1 kemudian dapat nilai yang lebih kecil dari yang lain untuk menyeimbangkan kecerahan LED ini dengan yang lain.

Ini hanya ide - untuk jenis proyek ini keseimbangan terbaik bahkan kecerahan versus kompleksitas mungkin paling baik ditemukan dengan eksperimen.

Anda dapat menggunakan buffer per LED seperti ini.

Dalam diagram ini, R1 hingga R3 adalah resistor pullup. Menutup salah satu sakelar akan menyebabkan buffer terhubung langsung ke 0, yang akan menurunkan semua buffer di bawahnya. 4050 memiliki 6 buffer. Anda akan membutuhkan 2 dari mereka untuk 9 LED.

Solusi ini tidak hanya membutuhkan tegangan untuk menyalakan 4050 (3V hingga 20V untuk CD4050B). Anda dapat memasang sebanyak 4050-an yang Anda inginkan.

Jika Anda mampu membeli 0,5V drop lagi Anda dapat menggunakan array besar dioda. Berikut adalah contoh dengan tiga LED yang membutuhkan 6 dioda.
(Maaf untuk SW, SW2 .., lab sirkuit tidak memiliki simbol sakelar rotasi)

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Ini mungkin tampak seperti pembunuhan yang berlebihan tetapi akan menjadi bagian yang lebih sedikit, dan mungkin lebih murah, daripada beberapa solusi lain untuk menggunakan micro-controller. Banyak papan Ardunio memiliki lebih dari 9 pin keluaran digital - Anda bisa menggerakkan satu LED dengan masing-masing sembilan pin. Dengan meminta sakelar memilih titik yang berbeda dari pembagi tegangan dan mengumpankannya ke satu pin analog, Anda dapat menentukan posisi sakelar dan menerangi apa pun yang Anda putuskan harus menyala.

Saya tidak akan menyarankan ini kecuali Anda ingin mendaki kurva pembelajaran untuk FPGA (termasuk membeli pod pemrograman dan berurusan dengan bagian SMT dengan banyak pin), tetapi Anda dapat menggunakan seri Lattice LCMXO2 dengan flash internal dan osilator. Sirkuit akan terlihat seperti ini (ditambah beberapa koneksi catu daya, konektor pemrograman dan tutup bypass):

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Perangkat lunak pemrograman (Lattice Diamond) mendukung VHDL dan Verilog.

Jika Anda merasa beruntung, Anda dapat mengatur output ke drive saat ini minimum dan menghilangkan resistor.

Pendekatan alternatif adalah dengan menggunakan LM3914 untuk menggerakkan LED, dengan tangga 10-resistor eksternal didukung dari tegangan referensi. Kemudian sakelar putar hanya memilih tegangan dari tangga yang akan menerangi jumlah LED yang diperlukan.

Ini hanya garis besar; misalnya, resistor paling atas dari tangga akan dipilih untuk mengatur tegangan langkah dalam toleransi (yang menurut pengalaman saya cukup ketat) dari pembanding LM3914.

Selain itu, semuanya akan kehabisan pasokan 3.3V

Mirip dengan metode pengontrol mikro, cara lain adalah dengan menggunakan IC amp OP. Input positif semuanya terhubung bersama-sama dan terhubung ke potensiometer yang menghasilkan tegangan berbeda, alih-alih sakelar. Koneksi negatif terhubung ke serangkaian resistor untuk memberikan masing-masing Tegangan yang berbeda. Saat kenop diputar, lampu menyala satu per satu.

Jenis sirkuit ini digunakan pada power inverter yang memiliki 10 segmen strip LED untuk memberi tahu Anda berapa banyak Amp yang dikeluarkan oleh inverter. Saya percaya mereka memiliki semua op amp dalam satu IC.

Saya tahu itu bukan jawaban yang tepat untuk pertanyaan karena tidak menggunakan saklar, tetapi kemungkinan mencapai apa yang Anda inginkan.

Sunting 2: Masih mungkin untuk menggunakan sakelar normal yang menghubungkan hanya satu kontak setiap kali. Hubungkan semua input amp OP negatif ke Tegangan rendah seperti 1V. Kemudian sambungkan setiap sakelar keluaran ke setiap op amp. Masukan positif. Pasang resistor besar seperti 100k pada input sakelar dan sambungkan ke catu daya positif. Perlu resistor besar untuk tidak membiarkan arus yang cukup melalui untuk membuat LED di atas nyala, karena input positif akan terhubung ke anoda LED dari OP amp lain. Sekarang ketika Anda menghidupkan sakelar, satu LED akan menyala satu per satu. Untuk membuat semua LED di sebelahnya juga ikut menyala, cukup sambungkan output dari setiap OP amp ke input positif yang ada di bawahnya. Penurunan tegangan maju LED akan jauh terlalu tinggi dibandingkan dengan Tegangan referensi 1V untuk mengambil Tegangan yang cukup jauh dari input positif ampli OP di bawahnya, sehingga LED tidak akan mencegah OP amp menyala, tetapi Beban LED mungkin. Ini mengasumsikan bahwa OP amp adalah tipe sumber arus saja. Sumber arus dan tenggelam op Amp tidak dapat digunakan karena akan mencegah input positif dari op amp lainnya menjadi tinggi. Banyak ampli OP hanya tenggelam saat ini, jadi dalam hal ini LED harus diatur dengan katoda yang terhubung ke input amp OP, dan sisa rangkaian beralih. Jangan lupa untuk menggunakan resistor pull up atau pull down untuk input amp OP yang terhubung ke sakelar. Nilai resistor yang sama yang digunakan untuk menghubungkan sakelar ke catu daya Tegangan positif harus baik.

Sunting 3: Sepertinya orang lain memposting solusi yang serupa tetapi lebih sederhana menggunakan buffer IC bukan op amp.