Utilisation d'une résistance variable pour atténuer une LED

Ma question est la suivante: puis-je utiliser une résistance variable pour contrôler la luminosité d'une LED?

Je prévoyais à l'origine d'utiliser un potentiomètre et un MCU pour contrôler la luminosité avec PWM, mais ce serait un peu plus difficile :). Alors, pourrais-je simplement connecter la LED directement à mes batteries via une résistance variable pour contrôler la luminosité?

Théoriquement, oui, vous pouvez utiliser un pot pour contrôler la luminosité d'une LED. En pratique, pas tellement.

Pour commencer, supposons que la LED a un de 2,0 V , un I F de 20 mA et notre alimentation a 5 V. Si nous voulions une résistance de limitation de courant standard, elle devrait être de 150 ohms pour limiter le courant à 20 mA. $V_F$$I_F$

Avec un pot, on veut aussi une résistance fixe de 150 ohms en série. La raison en est que le pot descendra à 0 ohms, et nous ne voulons rien faire exploser dans ce cas. Donc, en y mettant la résistance de 150 ohms, il y aura un courant maximum de 20 mA à travers la LED.

Disons également que nous voulons que le courant LED descende à 1 mA. À moins que le pot n'ait une résistance très élevée, il ne descendra pas à 0 mA, et 1 mA semble être une limite inférieure raisonnable. Pour que cela fonctionne, notre pot doit être d'environ 2K Ohms.

En passant par le calcul, la dissipation de puissance maximale sur le pot est lorsqu'elle est d'environ 8% et la résistance est de 160 ohms. Dans ce cas, la dissipation dans le pot est d'environ 0,016 watts - ce qui est bien pour presque tous les pots. Néanmoins, c'est une étape importante pour vous assurer que vous ne brûlerez pas votre pot.

Mais voici la chose importante: l'œil humain a une réponse logarithmique à la luminosité. Disons que la LED est alimentée à 100% et que nous voulons la désactiver. Il faut descendre à environ 50% avant de penser que c'est raisonnable. La prochaine étape vers le bas serait de 25%, etc.

Autrement dit, si notre bouton était marqué de 1 à 10, alors 10 serait 100%, 9 serait 50%, 8 = 25%, 7 = 12%, 6 = 6%, 5 = 3%, etc.

Le problème est qu'un pot standard ne fait pas tout à fait ça. Cela fonctionnera et la LED sera atténuée. Mais une grande partie de la gamme de pots (peut-être 50%) sera essentiellement inutile, produisant très peu de changement de luminosité.

Vous pourrez peut-être utiliser un pot audio, qui a une conicité logarithmique, mais je suppose que la partie du journal est dans la mauvaise direction. (Désolé, même si je travaille en audio, je n'utilise pas de pots coniques.)

Alors oui, vous pouvez utiliser un pot. Cela pourrait ne pas vous donner l'effet recherché.

Oui, vous pouvez. David n'a pas tort de dire que si vous n'aviez qu'une résistance variable en série avec la résistance, l'ajuster ne semblerait pas très linéaire par rapport à la luminosité perçue. Mais si vous introduisez des résistances en parallèle, l'image change:

J'ai testé ces valeurs avec une LED rouge et cela fonctionne plutôt bien. Vous pouvez faire tout le calcul, mais il est vraiment plus simple de le coller sur une planche à pain et de jouer avec les valeurs jusqu'à ce que vous obteniez la réponse souhaitée. Cela fonctionne car, à mesure que le courant passant par la combinaison parallèle de R2 et D1 augmente, la résistance dynamique (c'est-à-dire la résistance que vous estimez basée sur la loi d'Ohm à la tension et le courant observés sur un point) de D1 diminue et il vole plus courant loin de R2. Considérez-les comme des résistances parallèles. La relation n'est pas exactement logarithmique, mais elle est suffisamment proche, personne ne peut le dire sans les yeux.

Vous pouvez également faire assez bien simplement en connectant la diode entre l'essuie-glace de R1 et la terre, et en mettant R1 à travers les rails d'alimentation. En effet, la moitié de R1 devient R2. Le problème ici est que dans la plage basse de la course du pot, la tension au niveau de l'essuie-glace n'est pas assez élevée pour allumer la LED.

$180\Omega$

Il se trouve que j'ai dessiné un pilote de LED à luminosité réglable qui utilise PWM. Peut-être exagéré, mais cela fonctionne bien:

Le 3V est inférieur aux spécifications du NE555, mais cela fonctionne quand même. Choisissez une variante CMOS 555 pour contourner cela, ou utilisez plus de 3V.

La chose intéressante à propos de ce circuit est que, au moins en théorie, il est plus efficace que de piloter une LED à travers une résistance. Une résistance convertit l'excès de tension en chaleur, mais en utilisant une inductance, vous pouvez stocker de l'énergie à une tension puis la libérer à une tension différente sans (en théorie) aucune perte.

Bien sûr, ce n'est qu'une preuve de concept, pas si soigneusement conçue et presque sûrement beaucoup plus compliquée que nécessaire, mais j'ai pensé qu'il serait intéressant de partager, ne serait-ce qu'à des fins éducatives.