Bipolar Driver LED menggunakan Mikrokontroler dan IC 555 Timer
Driver LED atau bipolar driver LED adalah rangkaian listrik yang mengatur jumlah arus dan tegangan ke lampu LED atau LED. Lampu LED adalah lampu yang berisi susunan LED yang dikonfigurasi dalam rangkaian listrik yang dirancang untuk beroperasi secara efisien. Rangkaian bipolar driver LED adalah catu daya yang dioptimalkan untuk LED dan umumnya dikenal sebagai “driver LED”.
Driver LED menerima daya dari sumber arus bolak-balik (AC) utama (tegangan primer). Driver memperbaiki tegangan primer ini untuk menghasilkan tegangan DC konstan pada sisi sekunder untuk menggerakkan lampu LED. Driver LED dapat memiliki transformator inti besi besar untuk menurunkan tegangan tinggi utama ke tegangan lebih rendah untuk lampu LED (misalnya 12V).
Sebagian besar rumah tangga menggunakan power inverter untuk menurunkan tegangan untuk lampu LED karena biayanya yang lebih rendah dan faktor bentuk yang kecil.
LED juga dibuat dari persimpangan PN, tetapi silikon tidak cocok karena penghalang energi terlalu rendah. LED pertama dibuat dari gallium arsenide (GaAs) dan menghasilkan cahaya infrared sekitar 905 nm.
Alasan untuk menghasilkan warna ini adalah perbedaan energi antara pita konduksi dan tingkat energi terendah (pita valensi) dalam GaAs. Ketika tegangan diterapkan pada LED, elektron diberi energi yang cukup untuk melompat ke pita konduksi dan arus mengalir. Ketika sebuah elektron kehilangan energi dan jatuh kembali ke pita valensi, sebuah foton (cahaya) sering dipancarkan.
LED yang digunakan di sini memiliki drop tegangan maju sebesar 2.2V dan karenanya dapat dibiaskan menggunakan supply 5V. Rangkaian ini menggunakan Mikrokontroler untuk menggerakkan Bipolar LED.
Kontrol atas rangkaian driver LED dilakukan oleh program Microcontroller, berdasarkan pada tombol push input. Mikrokontroler diprogram sesuai untuk mengirim sinyal yang sesuai ke dua pin output. Pin output ini terhubung ke terminal Bipolar LED.
Antarmuka mikrokontroler dilakukan dengan menghubungkan dua sakelar push button ke port P1 dan menghubungkan dua terminal LED dua warna ke port P2. Desain osilator dilakukan dengan memilih dua kapasitor keramik 10pF untuk memberikan stabilitas. Sinyal clock dihasilkan menggunakan Osilator Kristal 11MHz.
Rangkaian reset dirancang dengan memilih kapasitor elektrolit 10uF dan resistor 10K untuk mencapai lebar pulsa reset 100ms. Penurunan tegangan melintasi resistor dijaga sekitar 1.2V.
Sekarang ketika tombol kedua ditekan, kompiler akan menetapkan sinyal logika rendah yang akan ditetapkan untuk pin output dan LED akan dimatikan.
Rangkaian yang ditunjukkan di atas dirancang berdasarkan IC timer 555. Power ON rangkain (5V), karena tegangan pada pin trigger IC 555 kurang dari 1/3 Vcc.
Tegangan input akan mencapai Kapasitor melalui Potensiometer 10kΩ dan Dioda D2 sehingga kapasitor mulai mengisi dengan konstanta waktu RdR1C (di mana Rd adalah resistansi maju Dioda D2).
Ketika tegangan kapasitor melebihi 2/3 Vcc, IC 555 timer akan diatur ulang. Maka output akan menjadi nol volt. Pada saat ini, kapasitor dilepaskan melalui dioda D1 dan potensiometer R1 ke pin output karena berada di potensial tanah. Ketika tegangan kapasitor turun di bawah 1/3 Vcc, output dari IC 555 kembali naik ke 5V. Proses ini berlanjut.
Di sini jalur pengisian dan pemakaian sama sekali berbeda karena diisolasi oleh dioda D1 dan D2 (lihat gambar di atas). Jika titik tengah potensiometer berada di 50% (tengah), kita akan bisa mendapatkan siklus kerja 50% (gelombang persegi dengan lebar pulsa yang sama).
Lebar pulsa dapat bervariasi dengan mengubah waktu pengisian dan pemakaian, ini dimungkinkan dengan menyesuaikan potensiometer. Jadi kita mendapatkan sinyal PWM (modulasi lebar pulsa) sesuai tingkat intensitas yang kita butuhkan.
Sinyal ini diterapkan ke LED melalui Resistor 4.7 kΩ. Kecerahan LED sebanding dengan nilai rata-rata gelombang persegi. Untuk lebar pulsa tinggi, dimungkinkan untuk mendapatkan kecerahan LED yang sangat besar. Juga, jika itu adalah pulsa rendah dengan, kecerahan juga berkurang.
Driver LED menerima daya dari sumber arus bolak-balik (AC) utama (tegangan primer). Driver memperbaiki tegangan primer ini untuk menghasilkan tegangan DC konstan pada sisi sekunder untuk menggerakkan lampu LED. Driver LED dapat memiliki transformator inti besi besar untuk menurunkan tegangan tinggi utama ke tegangan lebih rendah untuk lampu LED (misalnya 12V).
Sebagian besar rumah tangga menggunakan power inverter untuk menurunkan tegangan untuk lampu LED karena biayanya yang lebih rendah dan faktor bentuk yang kecil.
Struktur Dasar Bipolar LED
Light-emitting diode (LED) adalah dua perangkat terminal semikonduktor. PN-junction LED melepaskan foton ketika arus mengalir melaluinya dalam proses yang disebut thermoluminescence. Warna LED ditentukan oleh jenis bahan yang digunakan - yang menetapkan karakteristik celah pita energi khusus untuk semikonduktor.LED juga dibuat dari persimpangan PN, tetapi silikon tidak cocok karena penghalang energi terlalu rendah. LED pertama dibuat dari gallium arsenide (GaAs) dan menghasilkan cahaya infrared sekitar 905 nm.
Alasan untuk menghasilkan warna ini adalah perbedaan energi antara pita konduksi dan tingkat energi terendah (pita valensi) dalam GaAs. Ketika tegangan diterapkan pada LED, elektron diberi energi yang cukup untuk melompat ke pita konduksi dan arus mengalir. Ketika sebuah elektron kehilangan energi dan jatuh kembali ke pita valensi, sebuah foton (cahaya) sering dipancarkan.
Rangkaian Bipolar Driver LED menggunakan Mikrokontroler
Ini adalah rangkaian sederhana yang diberikan di bawah ini dan desainnya melibatkan antarmuka Microcontroller, Osilator, dan reset rangkaian untuk Microcontroller dan pemilihan resistor LED.LED yang digunakan di sini memiliki drop tegangan maju sebesar 2.2V dan karenanya dapat dibiaskan menggunakan supply 5V. Rangkaian ini menggunakan Mikrokontroler untuk menggerakkan Bipolar LED.
Kontrol atas rangkaian driver LED dilakukan oleh program Microcontroller, berdasarkan pada tombol push input. Mikrokontroler diprogram sesuai untuk mengirim sinyal yang sesuai ke dua pin output. Pin output ini terhubung ke terminal Bipolar LED.
Antarmuka mikrokontroler dilakukan dengan menghubungkan dua sakelar push button ke port P1 dan menghubungkan dua terminal LED dua warna ke port P2. Desain osilator dilakukan dengan memilih dua kapasitor keramik 10pF untuk memberikan stabilitas. Sinyal clock dihasilkan menggunakan Osilator Kristal 11MHz.
Rangkaian reset dirancang dengan memilih kapasitor elektrolit 10uF dan resistor 10K untuk mencapai lebar pulsa reset 100ms. Penurunan tegangan melintasi resistor dijaga sekitar 1.2V.
Prinsip kerja Rangkaian Bipolar Driver LED
Setelah rangkaian dinyalakan, mikrokontroler selalu memindai pin input pada port P1. Jika tombol pertama ditekan, mikrokontroler menerima sinyal logika rendah pada pin input yang sesuai dan oleh karenanya kompiler memberikan sinyal logika tinggi ke pin P0.0 dan sinyal logika rendah ke pin P0.1. Ini berakar lampu merah LED menyala.Sekarang ketika tombol kedua ditekan, kompiler akan menetapkan sinyal logika rendah yang akan ditetapkan untuk pin output dan LED akan dimatikan.
Rangkaian Driver LED untuk Kontrol Kecerahan LED oleh IC 555 Timer
Rangkaian Driver LED untuk Kontrol Kecerahan LED oleh IC 555 Timer biasanya dicapai dengan secara cepat mengalihkan catu daya ke LED, mengendalikan rasio ON / OFF catu daya menggunakan proses yang disebut modulasi lebar pulsa (PWM). Driver LED juga memiliki loop kontrol bawaan untuk mempertahankan arus konstan.Rangkaian yang ditunjukkan di atas dirancang berdasarkan IC timer 555. Power ON rangkain (5V), karena tegangan pada pin trigger IC 555 kurang dari 1/3 Vcc.
Tegangan input akan mencapai Kapasitor melalui Potensiometer 10kΩ dan Dioda D2 sehingga kapasitor mulai mengisi dengan konstanta waktu RdR1C (di mana Rd adalah resistansi maju Dioda D2).
Ketika tegangan kapasitor melebihi 2/3 Vcc, IC 555 timer akan diatur ulang. Maka output akan menjadi nol volt. Pada saat ini, kapasitor dilepaskan melalui dioda D1 dan potensiometer R1 ke pin output karena berada di potensial tanah. Ketika tegangan kapasitor turun di bawah 1/3 Vcc, output dari IC 555 kembali naik ke 5V. Proses ini berlanjut.
Di sini jalur pengisian dan pemakaian sama sekali berbeda karena diisolasi oleh dioda D1 dan D2 (lihat gambar di atas). Jika titik tengah potensiometer berada di 50% (tengah), kita akan bisa mendapatkan siklus kerja 50% (gelombang persegi dengan lebar pulsa yang sama).
Lebar pulsa dapat bervariasi dengan mengubah waktu pengisian dan pemakaian, ini dimungkinkan dengan menyesuaikan potensiometer. Jadi kita mendapatkan sinyal PWM (modulasi lebar pulsa) sesuai tingkat intensitas yang kita butuhkan.
Sinyal ini diterapkan ke LED melalui Resistor 4.7 kΩ. Kecerahan LED sebanding dengan nilai rata-rata gelombang persegi. Untuk lebar pulsa tinggi, dimungkinkan untuk mendapatkan kecerahan LED yang sangat besar. Juga, jika itu adalah pulsa rendah dengan, kecerahan juga berkurang.
Aplikasi Bipolar Driver LED
- Beberapa aplikasi untuk driver LED adalah:
- Pencahayaan industri / outdoor
- Kontrol Intensitas Otomatis Lampu Jalan
- Pencahayaan komersial
- Pencahayaan perumahan
- Flash kamera ponsel
- Lampu ekor atau interior otomotif
- Penerang / Senter portabel
- Rambu
- Pencahayaan lift
- LCD backlighting