可変抵抗器を使用してLEDを調光する

私の質問は、可変抵抗器を使用してLEDの輝度を制御できますか？

私はもともと、ポテンショメータとMCUを使用してPWMで輝度を制御することを計画していましたが、それはもう少し難しいでしょう:)。それでは、明るさを制御する可変抵抗器を介してLEDをバッテリーに直接接続するだけでいいのでしょうか？

理論的には、はい、ポットを使用してLEDの輝度を制御できます。実際には、それほどではありません。

まず、LEDのが2.0v、I Fであると仮定しましょう$V_F$$I_F$が20 mA、電源装置が5vであるます。標準の電流制限抵抗が必要な場合は、電流を20 mAに制限するために150オームにする必要があります。

ポットでは、150Ωの直列固定抵抗器も必要です。この理由は、ポットが0Ωに下がることであり、その場合は何も爆破したくないためです。したがって、そこに150オームの抵抗を入れると、LEDに最大20 mAの電流が流れます。

また、LED電流を1 mAに下げたいとしましょう。ポットの抵抗が非常に高い場合を除き、0 mAには下がりません。1mAは妥当な下限のようです。そのためには、ポットを約2Kオームにする必要があります。

計算を進めると、ポットの最大消費電力は約8％で、抵抗は160オームです。この場合、ポットでの消費は約0.016ワットであり、これはほとんどすべてのポットで問題ありません。それでも、ポットを燃やさないようにすることは重要なステップです。

しかし、ここに重要なことがあります。人間の目は明るさに対して対数的に反応します。LEDに100％の電力が流れていて、LEDを下げたいとしましょう。合理的であると感じる前に、約50％に下げる必要があります。次のステップダウンは25％などです。

別の言い方をすると、ノブに1〜10のマークが付いている場合、10は100％、9は50％、8 = 25％、7 = 12％、6 = 6％、5 = 3％などとなります。

問題は、標準的なポットではそれができないことです。動作し、LEDが暗くなります。しかし、ポットの範囲の大部分（おそらく50％）は本質的に役に立たず、明るさの変化はほとんどありません。

対数テーパーのあるオーディオポットを使用できるかもしれませんが、ログ部分の方向が間違っていると思います。（申し訳ありませんが、私はオーディオで働いていても、ログテーパーポットは使用しません。）

はい、ポットを使用できます。求める効果が得られないかもしれません。

はい、できます。デビッドは、抵抗器と直列に1つの可変抵抗があれば、それを調整しても知覚される明るさに対してあまり線形に見えないことは間違いありません。ただし、いくつかの抵抗を並列に導入すると、状況が変わります。

私はこれらの値を赤いLEDでテストしましたが、かなりうまく機能します。あなたはすべての数学を行うことができますが、本当にそれをブレッドボードに貼り付けて、あなたが望む応答を得るまで値をいじるのが最も簡単です。これは、R2とD1の並列の組み合わせを通る電流が増加すると、D1の動的抵抗（つまり、1ポイントで観測される電圧と電流でのオームの法則に基づいて計算される抵抗）が減少し、より多く盗むためですR2から離れた電流。それらを並列抵抗器のように考えてください。関係は厳密には対数ではありませんが、誰も肉眼で見分けることはできません。

また、R1のワイパーとグランドの間にダイオードを接続し、R1を電源レールに接続するだけで、非常にうまく実行できます。事実上、R1の半分はR2になります。ここでの問題は、ポットの移動範囲が狭い場合、ワイパーの電圧がLEDをオンにするほど高くないことです。

$180\Omega$

PWMを使用する輝度調整可能なLEDドライバーを描いたことがあります。多すぎるかもしれませんが、うまく動作します：

3VはNE555の仕様を下回っていますが、とにかく動作します。これを回避するには、CMOS 555バリアントを選択するか、3V以上を使用します。

この回路の興味深い点は、少なくとも理論的には、抵抗を介してLEDを駆動するよりも効率的であることです。抵抗器は過剰な電圧を熱に変換しますが、インダクタを使用することで、1つの電圧でエネルギーを蓄積し、（理論上）損失なしに別の電圧でエネルギーを放出できます。

もちろん、これは概念の証明であり、それほど慎重に設計されたものではなく、ほぼ確実に必要以上に複雑なものですが、教育目的だけであれば共有するのは面白いと思いました。