Для управления яркостью светодиодов требуются всего две линии

Jerry Wasinger

EDN

Изображенная на Рисунке 1 схема обеспечивает 32-уровневое управление яркостью подсветки приборной панели всего по двум линиям портов ввода/вывода микропроцессора. Кроме того, схема занимает мало места на плате, поскольку в ней используются всего три устройства в корпусе SOT-23 и одно в корпусе µMax. Хотя на Рисунке 1 показана схема, управляющая белыми светодиодами, нагрузкой также может быть двигатель постоянного тока или лампа накаливания. Основу схемы составляет модифицированный релаксационный генератор на триггере Шмитта (Рисунок 2). Уровень сигнала на выходе IC₁ высокий, когда

где

k – позиция движка,
V_CC – напряжение питания,
V_D – напряжение на диоде,
V_N и V_P – пороговые напряжения триггера Шмитта.

Рисунок 1.	Управляя коэффициентом заполнения импульсов генератора на триггере Шмитта, можно получить 32 уровня яркости светодиодного дисплея.

Рисунок 2.	Коэффициентом заполнения импульсов генератора на триггере Шмитта управляет цифровой потенциометр MAX5160.

Уровень сигнала на выходе IC₁ низкий, когда

Период (T) и коэффициент заполнения (DC) равны

и

На первый взгляд, расчет коэффициента заполнения с помощью вышеприведенных формул может показаться утомительным алгебраическим упражнением. Но если подставить V_CC, V_D, V_N и V_P под знаки логарифма в двух логарифмических выражениях, результаты будут близки по значениям. Это позволяет упростить расширенное решение уравнения для коэффициента заполнения до

Основываясь на приведенных выше соображениях, можно увидеть, что коэффициент заполнения схемы не только линейно следует за положением движка, но и не зависит от выбранных компонентов. Выбор компонентов влияет только на центральную частоту колебаний. Приближенная формула для рабочей частоты имеет вид

Рисунок 3.	Коэффициент заполнения импульсов генератора на триггере Шмитта является линейной функцией положения движка потенциометра.

Рисунок 4.	Частота также зависит от положения движка, но не влияет на характеристики схемы.

В этой схеме используется цифровой потенциометр MAX5160, полное сопротивление которого составляет 200 кОм, в комбинации с конденсатором емкостью 10 нФ. Эта комбинация дает рабочую частоту порядка 875 Гц. Обратите внимание, что небольшие несоответствия двух логарифмических членов приводят к незначительному изменению частоты при регулировке коэффициента заполнения. Графики зависимости коэффициента заполнения и рабочей частоты от положения движка потенциометра показаны на Рисунках 3 и 4, соответственно.

1. Datasheet Maxim MAX5160
2. Datasheet ON Semiconductor NC7S14
3. Datasheet Diodes BAT54S
4. Datasheet Diodes ZXM61N02F