Светодиодная подсветка, которая медленно тускнеет при удалении от источника питания

Мы все играли с разными трансформаторами и блоками питания, у которых есть светодиодный индикатор, который затемняется перед тем, как полностью отключиться, когда блок питания отключен.

Я работаю над созданием акцентного света, в котором бы использовался полупрозрачный кристаллический источник света (вероятно, из смолы или стекла, если я смогу найти дешевого поставщика), содержащий светодиоды и определенную электронику, а также базу, которая будет подавать электрический ток. Для геймеров это может показаться чем-то вроде Welkynd Stone. Мой вопрос заключается в том, каков самый простой способ заставить светодиоды медленно тускнеть (скажем, в течение 2-10 секунд), когда кристалл извлекается из основания? Подобно отключенному трансформатору, но с преднамеренным и контролируемым затемнением.

Я только что купил несколько светодиодов и планирую построить тестовую систему в течение следующего месяца или двух. Эти светодиоды имеют 5-метровую полосу, разделенную на 3 серии светодиодов, работающих параллельно и рассчитанных на напряжение 12 В. Я не знаю номинал усилителя светодиодов, но я предполагаю, что в диапазоне 20 мА (то, что я прочитал, является средним для ярко-белого). Я, вероятно, буду использовать 4 серии на 12 светодиодов в тестовой сборке. Светодиодная лента

Если бы в базу был встроен трансформатор от сети переменного тока, я бы предположил, что мог бы использовать несколько конденсаторов параллельно с резистором для накопления электричества и медленной разрядки его в светодиоды. Но я энтузиаст-самоучка, поэтому, честно говоря, не знаю, сработает ли это на самом деле. Также я не знаю количество и номиналы конденсаторов и резисторов, которые мне понадобятся.

Если бы в кристалл встроили трансформатор, трансформатор и выпрямитель сохранили бы небольшое количество электричества, но я не думаю, что этого было бы достаточно, чтобы обеспечить искомый эффект, так что нужно было бы что-то еще добавлено, чтобы оно длилось несколько секунд.

Никакая батарея с управляющей электроникой буквально является моим последним средством для достижения этого эффекта, и я, вероятно, откажусь от этой идеи, прежде чем приступить к программированию собственной печатной платы.

Это мой главный вопрос. Если кто-то захочет вбросить мысли о том, как соединить кристалл с основанием, я открыт для предложений. Мой первоначальный план состоял в том, чтобы просто иметь прямое соединение меди с медью с основанием. Но я недавно рассматривал систему зарядки EM (сродни powermat или этим беспроводным перезаряжаемым фонарям, которые есть у моего отца). Проблема с беспроводной связью обеспечивает постоянное питание светодиодов, хотя и безопаснее. Я также уже довольно много узнал о создании блока питания, просматривая этот сайт SE, но если у кого-то есть какие-либо предложения по этому поводу, я весь слух. Для тестовой сборки я, вероятно, подключу его к блоку питания компьютера или ноутбука, если смогу найти 12В в Goodwill или в местном магазине электроники.

Если я заставлю тестовую модель работать, я планирую построить, возможно, дюжину из них для акцентного освещения вокруг моего дома.

Этот вопрос вызвал у меня интерес достаточно, чтобы начать эксперимент. Я изменил параметры вопроса в одном ключевом аспекте: вместо светодиодной ленты с несколькими последовательными светодиодами я подключил 3 синих светодиода (V _f = ~ 2,8 Вольт каждый) параллельно , с одним резистором 100 Ом для ограничения тока для всех 3, до 0,047 Фарада, 5,5 Вольт монеты типа "суперкап материнской платы".

Я знаю, что разделять резисторы - это действительно плохая практика, поэтому просто используйте отдельные резисторы для своего собственного эксперимента.

Суперкаппа заряжалась от пары щелочных элементов АА (~ 3,12 В на конденсаторе через 3 минуты), затем провода к батарее были отсоединены.

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Хотя эффект затемнения был ожидаемым результатом, результаты были поразительными: светодиоды оставались гореть с уменьшающейся интенсивностью более минуты после отсоединения батареи. Вот видео, которое я взял из эксперимента.

Причина, по которой светодиоды оставались зажженными гораздо дольше, чем ожидалось, заключается в том, что типичный светодиод продолжает светиться до уровня, который значительно ниже 5% от номинального тока. - В случае светодиодов, которые я использовал, примерно через 1 минуту они были хорошо видны Если он тусклый, то всего 1 мА делится между всеми тремя.

Светодиоды наконец-то погасли, возможно, через 15 минут.

Выводы :

• Значительно меньшая емкость, чем используемый здесь суперконденсатор Фарада 0,047, была бы предпочтительнее для предполагаемой цели.
• Если вместо параллельных светодиодов необходимо использовать светодиодную ленту 12 Вольт 20 мА, тогда будет работать набор из 3-х этих суперкапсекций: последовательно полученная емкость около 0,0157 Фарад обеспечит длительность диммирования ближе к цели ОП: От 2 до 10 секунд вместо невыносимо длинного 1-минутного затемнения, наблюдаемого на видео.
• Причина, по которой некоторые ранее опубликованные расчеты емкостного сопротивления, включая мой собственный комментарий 0,5 Фарада, были далеко от истины, заключается в том, что не учитывалось уменьшение потока тока из-за разряда, т.е.
• Для любых комментариев, которые могут возникнуть по поводу "недопустимо высокого" СОЭ этих суперкапов материнской платы, ясно, что теория должна быть подкреплена практическими экспериментами, как это сделано для этого ответа.

Суперконденсатор, который я использовал, продается на eBay по цене менее 2 долларов за пару , включая международную доставку:

Не совсем десятки или сотни долларов, которые я и другие ранее упоминали.

Добавлено спасибо благодаря обсуждению с @DavidKessener :

• Если используется несколько суперкапс последовательно и заряжается для более высокого напряжения для струны, чем номинальное напряжение отдельного конденсатора, резисторы смещения необходимы для продления срока службы конденсаторов. Без них конденсаторы будут заряжаться неравномерно и в конечном итоге быстрее умрут.
• Основываясь на этом приложении Максвелла , и принимая ток утечки на конденсатор 10 мкА ( фактический ток утечки этих конкретных колпачков намного ниже, поэтому еще безопаснее ), мы получаем значение 55 кОм для сопротивления резисторов смещения 10 x 10 = 100 uA, поэтому добавьте 3 новых Резисторы 56 кОм, как показано ниже, для использования источника питания 12 Вольт и светодиодной ленты 12 Вольт

^{смоделировать эту схему}

TL494 , как правило , используется в источниках питания в качестве механизма управления для понижающего или повышающего коммутатора, но может быть легко использован для управления ШИМ светодиода, а так как каждый из его выходных транзисторов может раковину 200mA.

Взгляните на отчет приложения TI SLVA001E, «Разработка регуляторов напряжения переключения с TL494 (Rev. E)», чтобы узнать, как перевести его в однополярный режим и использовать код неисправности для управления выходом ШИМ; RC-цепь на выводе DTC должна быть достаточной для постепенного уменьшения рабочего цикла при снятии устройства.

РЕДАКТИРОВАТЬ:

Вот неоптимизированная схема, которую можно использовать. Обратите внимание, что для работы устройства потребуется собственный источник питания.

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

S1 может быть либо микропереключателем рычага, либо парой контактов, соединенных проводящим материалом. Когда S1 замкнут, DTC удерживается до 0 В, обеспечивая максимальный рабочий цикл ШИМ и, следовательно, яркость светодиода. Когда S1 отключен, C1 медленно заряжается через делитель напряжения R1 / R2, медленно увеличивая напряжение DTC и тем самым уменьшая рабочий цикл ШИМ до 5%.