Comment puis-je câbler un interrupteur à 9 positions pour que chaque position allume une LED de plus que la précédente?

J'ai un interrupteur à 9 voies comme ce type:

Et j'essaie de comprendre comment je peux allumer une LED avec la position 1, 2 avec la position 2, jusqu'au 9 en position 9.

Évidemment, je peux répéter tout le câblage des LED à chaque position, mais cela semble idiot.

Mon idée est qu'avec une disposition comme ci-dessous, l'interrupteur représenterait la ligne rouge encerclée (montrée en position 3), qui s'allongerait vers la droite dans chaque position successive jusqu'à ce qu'elle connecte toutes les lumières. Comment puis-je faire ceci?

Voici une solution low tech qui nécessite beaucoup de pièces. Seulement 4 positions affichées, vous avez besoin de 45 diodes pour 9 positions.

Sunyskyguy a une solution intelligente si vous avez une haute tension disponible.

À l'aide d'une source de courant régulée pour les allumer, câblez les LED en série et court-circuitez le segment que vous souhaitez assombrir.

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Vous pouvez éventuellement utiliser un convertisseur buck-boost pour faire le 30V si vous n'avez pas déjà une tension appropriée.

Voici un moyen simple d'en créer un à l'aide d'un module LM2596S:

1. Retirez le potentiomètre et les deux grands condensateurs
2. Connectez l'un des condensateurs récupérés entre + in et + out (positif à + in) et installez un condensateur en céramique de 1 uF à l'emplacement du condensateur de sortie.
3. Connectez une résistance de 100 ohms de la sortie à la borne centrale du potentiomètre.

Modifié de cette façon, il créera une tension négative sur les bornes de sortie et agira comme un puits de courant de 12,5 mA à la borne du potentiomètre central (avec la source à + sortie) si l'alimentation est appliquée entre + entrée et + sortie.

^{simuler ce circuit}

ou un module buck-boost XL6009 peut être modifié. cette fois, retirez simplement le potentiomètre et ajoutez une résistance de 100 ohms, connectez 3-30V aux bornes d'entrée nirmal et connectez la chaîne LED à la sortie et à la résistance.

^{simuler ce circuit}

Si vous n'êtes pas connecté au commutateur spécifique que vous avez, procurez-vous un «commutateur rotatif de mise en court-circuit progressif» pour le remplacer. Cela fonctionne exactement comme votre dessin.

Une façon d'obtenir votre éclairage progressif à LED lorsque vous tournez le commutateur rotatif consiste à utiliser un puits de courant sur le commun du commutateur, puis à câbler les LED aux bornes du commutateur de sélection, comme illustré ci-dessous. Le puits de courant constant illustré est un moyen peu coûteux d'obtenir un puits de 20 mA pour les LED afin qu'il n'y ait pas de variation de luminosité lorsque le nombre de LED allumées change. Ce schéma nécessite une tension d'alimentation suffisamment élevée qui surmonte la chute de tension directe de la chaîne en série de jusqu'à neuf LED.

Oldfart et Mattman944 ​​donnent des réponses très similaires impliquant des réseaux de diodes complexes. Si la variation de luminosité est acceptable, une simple échelle de diodes est suffisante. Les LED rouges ont généralement une chute de tension de 2 V et les diodes ont généralement une chute de tension de 0,6 V, de sorte que l'effet combiné des chutes de tension des diodes dans une échelle peut être significatif.

Avec une batterie 9V et l'interrupteur en position 9, la résistance de limitation de courant pour la LED 9 verra 9-2 = 7V et la résistance de limitation de courant pour la LED 1 verra 9-2- (0,6 * 8) = 2,2V, ce qui conduire à une différence de courant plus de trois fois supérieure à travers les LED si les résistances de limitation de courant sont de la même valeur.

Si vous insistez sur une luminosité égale, il serait nécessaire d'inclure toutes les diodes recommandées par Oldfart et Mattman944, mais avec seulement quelques diodes supplémentaires, vous pouvez atténuer la variation de luminosité à des niveaux, espérons-le, imperceptibles. En ajoutant trois autres diodes à gauche comme dans le schéma ci-dessus, nous nous assurons qu'avec le commutateur en position 9, la LED 5 voit la même tension que la LED 8. Les tensions réelles aux bornes des résistances de limitation de courant sont les suivantes. Notez qu'une diode supplémentaire entre les LED 5 et 2 (non prise en compte dans le tableau ci-dessous) améliorerait encore le circuit.

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

Une autre façon d'équilibrer les luminosités consiste à installer des diodes dans les lignes de certaines LED pour augmenter délibérément la chute de tension. Dans le schéma ci-dessus, une diode supplémentaire est insérée dans la ligne entre le contact de commutateur 1 et la LED 1, de sorte que la LED 1 voit la même tension, que le commutateur soit en position 1 ou 2. La résistance de limitation de courant pour la LED 1 peut alors être une valeur plus petite que les autres afin d'équilibrer la luminosité de cette LED avec les autres.

Ce ne sont que des idées - pour ce type de projet, le meilleur équilibre entre luminosité uniforme et complexité peut être mieux trouvé par expérimentation.

Vous pouvez utiliser un tampon par LED comme celui-ci.

Dans ce diagramme, R1 à R3 sont des résistances de rappel. La fermeture de l'un des commutateurs entraîne la mise à 0 du tampon directement connecté, ce qui réduit tous les tampons situés en dessous. 4050 a 6 tampons. Vous en aurez besoin de 2 pour 9 LED.

Cette solution n'a besoin que d'une tension pour alimenter le 4050 (3V à 20V pour le CD4050B). Vous pouvez enchaîner autant de 4050 que vous le souhaitez.

Si vous pouvez vous permettre une autre baisse de 0,5 V, vous pouvez utiliser une vaste gamme de diodes. Voici un exemple avec trois LED qui nécessite 6 diodes.
(Désolé pour le SW, SW2 .., le laboratoire de circuits n'a pas de symbole de commutateur rotatif)

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Cela peut sembler exagéré, mais ce serait moins de pièces, et peut-être moins cher, que certaines autres solutions pour utiliser un micro-contrôleur. De nombreuses cartes Ardunio ont plus de 9 broches de sortie numériques - vous pouvez piloter une LED avec chacune des neuf broches. En faisant en sorte que le commutateur sélectionne différents points d'un diviseur de tension et en l'alimentant sur une broche analogique, vous pouvez déterminer la position du commutateur et allumer ce que vous avez décidé d'allumer.

Je ne le suggérerais pas sauf si vous êtes désireux de gravir la courbe d'apprentissage pour les FPGA (y compris l'achat d'un pod de programmation et le traitement d'une partie SMT avec beaucoup de broches), mais vous pouvez utiliser une série Lattice LCMXO2 avec flash interne et oscillateur. Le circuit ressemblerait à ceci (plus quelques connexions d'alimentation, un connecteur de programmation et des bouchons de dérivation):

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Le logiciel de programmation (Lattice Diamond) prend en charge VHDL et Verilog.

Si vous vous sentez chanceux, vous pouvez régler les sorties sur un entraînement de courant minimum et omettre les résistances.

Une autre approche consiste à utiliser un LM3914 pour piloter les LED, avec une échelle externe à 10 résistances alimentée par la tension de référence. Ensuite, le commutateur rotatif sélectionne simplement une tension de l'échelle qui allumera le nombre de LED requis.

Ce n'est qu'un aperçu; par exemple, la résistance la plus haute de l'échelle serait sélectionnée pour régler les tensions de pas dans la tolérance (qui selon mon expérience est assez serrée) des comparateurs LM3914.

De plus, le tout fonctionnera avec une alimentation de 3,3 V

Semblable à la méthode du micro contrôleur, une autre façon consiste à utiliser un circuit intégré d'amplificateur OP. Les entrées positives sont toutes connectées ensemble et elles se connectent à un potentiomètre qui produit une tension variable, au lieu d'un interrupteur. Les connexions négatives se connectent à une série de résistances pour donner à chacune une tension différente. Lorsque le bouton est tourné, les lumières s'allument une par une.

Ce type de circuit est utilisé dans les onduleurs de puissance qui ont ces bandes de LED à 10 segments pour vous dire combien d'ampères l'onduleur produit. Je crois qu'ils ont tous les amplis OP dans un seul circuit intégré.

Je sais que ce n'est pas une réponse exacte à la question car il n'utilise pas de commutateur, mais il accomplit probablement ce que vous voulez.

Edit 2: Il est toujours possible d'utiliser un interrupteur normal qui ne connecte qu'un seul contact à la fois. Connectez toutes les entrées négatives de l'ampli OP à une basse tension comme 1V. Connectez ensuite chaque sortie de commutateur à chaque entrée positive d'ampli op. Mettez une grande résistance comme 100k sur l'entrée du commutateur et connectez-la à l'alimentation positive. Il doit s'agir d'une grosse résistance pour ne pas laisser passer suffisamment de courant pour que la LED ci-dessus s'allume sensiblement, car les entrées positives seront connectées à une anode LED à partir d'un autre ampli OP. Maintenant, lorsque vous tournez le commutateur, une LED s'allume à la fois. Pour que toutes les LED à côté s'allument également, connectez simplement la sortie de chaque ampli OP à l'entrée positive de celui qui se trouve en dessous. La chute de tension directe des LED sera beaucoup trop élevée par rapport à la tension de référence 1V pour éloigner suffisamment la tension de l'entrée positive de l'ampli OP en dessous, de sorte que la LED n'empêchera pas l'ampli OP de s'allumer, mais d'autres non Les charges de LED pourraient. Cela suppose que les amplis OP sont le type de source actuel uniquement. Les amplificateurs opérationnels source et dissipateur de courant ne peuvent pas être utilisés car cela empêchera l'entrée positive de l'autre ampli opérationnel de monter. De nombreux amplis OP ne sont que des dissipateurs de courant, dans ce cas, les LED doivent être disposées avec les cathodes connectées aux entrées de l'ampli OP et le reste du circuit doit être inversé. N'oubliez pas d'utiliser des résistances pull up ou pull down pour les entrées d'amplis OP qui sont connectées au commutateur. La même valeur de résistance qui a été utilisée pour connecter le commutateur à l'alimentation de tension positive devrait être correcte.

Edit 3: Il semble que quelqu'un d'autre ait posté une solution similaire mais plus simple en utilisant des CI tampons au lieu d'amplificateurs OP.