Začal som sa teda dobíjať do vnútra stmievača a po jeho otvorení ma prekvapilo, že to čo je dnu je iné než to čo tam malo byť. Napadlo ma, že mi bol zaslaný nejaký blud, ale po podrobnejšom pohľade na dosku plošných spojov, som zistil, že sa jedná o stmievač, aj keď na inak zapojený a na inej DPS. Po rýchlom prehľadaní internetu som zistil, že tento stmievač je vyrábaný v mnohých rôznych verziách s rôznymi verziami obvodov a rozložením dosiek plošných spojov.

Tiež som sa pokúsil nájsť nájsť nejaké relevantné online recenzie súvisiace s touto túto verziou "nakolnovaného klonu", ale samozrejme,že som nenašiel som nič užitočné. Neskôr som náhodou zistil, že tá moja nie je "pôvodná" verzia, ale voľajaká jej "odľahčená" verzia. Obrázok nižšie je pohľad do vnútra na moju verziu stmievača.

Vľavo deklarovaná verzia a vpravo je doručená verzia, kde absentuje jeden MOSFET.

Ako je vidno na fotografii vyššie, tak pri podrobnejšom preskúmani je dodaná verzia obvodovo podobná originálu, až na to, že sa nenápadne líši veľkosťou a rozložením komponentov na PCB a aj absenciou jednoho výkobnového tranzistora. Nižšie je schéma tohoto stmievača.

Schéma zapojenia stmievača. Nič zložité, ale pritom funkčné.

Schéma je mimoriadne jednoduchá a myslím si, že k nej nie je veľmi čo povedať. Základná frekvencia PWM je riadená čipom NE555 (IC2) a za frekvenciu (<1 kHz) by mal byť zodpovedný kondenzátor (C2) zapojený medzi jeho piny 2 (TR) a 6 (THR). Na obrázku nižšie je priebeh krivky ktorá je na pine 2 NE555 (TP1).

Priebeh signálu na pine 2 LM358 (TP1) s 50% pracovným cyklom a vytočeným potenciometrom 1K (P1).

Priebeh signálu na pine 1 LM358 (TP2).

Pohľad na konštrukciu

Po zbežnom nahliadnutí do datasheetu výkonového mosfetu označeného ako 09N03LA som zistil, že by mal byť schopný zabezpečiť prechod záťažováho prúdu až 8A bez väčších problémov. IPB09N03LA je N-kanál MOSFET s veľmi nízkym RDS a ID 50A (VDS = 25V). Nie je mi síce veľmi jasné, ako tento tranzistor dokáže "pretlačiť" až 8A cez tak tenké cestičky na DPS, ale budiž.

Toto je výňatok z oficiálneho údajového listu IPB09N03LA vydaného spoločnosťou Infineon Technologies:

Rovnako tak odporúčané maximálne vstupné napätie lineárneho čipu 78L05 + 5V je 30V_DC (a VDS na MOSFETe je 25V). Aspoň, že sa  online predajca / výrobca obvodov zhodli vo svojom tvrdení.

Pohľad na moduláciu šírky impulzu

Hral som sa s frekvenciou PWM nastavenou na asi 1kHz počas napájania LED pásu. Aj pri tak pomerne vysokom PWM však vidím, ako sa pri rýchlom pohybe očí "oddeľujú pruhy" - respektíve je osvetlenie nekonzistentné. Viem, že rôzni ľudia sú citliví na blikanie inými spôsobmi, preto je lepšie zvýšiť frekvenciu PWM tak vysoko, aby ste dosiahli čo najkonzistentnejšie a najpríjemnejšie svetlo. Ak chcete vyskúšať vyššie frekvencie PWM, aby ste zistili, čo sa pri nich deje, jednoducho vymeňte 100nF kondenzátor (C2) za iný, podľa potreby (napríklad za 10nF ~ 6kHz). Na fotografii nižšie som zakreslil kondenzátor C2, ktorý ju má na starosti.

Je pravda, že stmievač je primárne určený na stmievanie LED diód a / alebo malých žiaroviek. Môžeme ho však použiť aj ako regulátor otáčok malého jednosmerného motora. Motor však pri regulácii vydáva určitý "hluk", pretože PWM je na nižšej (počuteľnej) frekvencii. Počas niekoľkých testov som spustil testovací motor na nízkej frekvencii, ktorá spôsobovala "hučanie". Výmenou kondenzátora C2 som zvýšil pracovnú frekvenciu nad počuteľnú frekvenciu a motor je teraz úplne tichý.

MOSFETy vo vysokofrekvenčných spínacích aplikáciách

Pri výbere vhodného MOSFETu sú parametre, na ktoré sa intuitívne zameriava väčšina konštruktérov, VDS, RDS, ID. Pre aplikácie s vysokofrekvenčným spínanim je však nevyhnutné vybrať čo možno najvhodnejší MOSFET, pretože v takýchto situáciách hrá náboj Gate významnú úlohu. Celkový náboj brány Q_g zahŕňa Q_gs a Q_gd. Qgs predstavuje akumuláciu Gate-Source kapacity, zatiaľ čo Q_gd je akumulácia Gate-Drain kapacity. Pri vysokofrekvenčnýchspínaných aplikáciách by sa Q_g malo zvoliť čo najmenšie.

Viac o napäťovo riadenej šírkovej modulácii

V zapojení stmievača,  sa reguluje napätie PWM tak, že sa najskôr použije generátor trojuholníkového signálu (IC2), ktorý poskytuje základnú pulznú frekvenciu PWM a potrebné napätie rampy (stúpanie a klesanie) na vytvorenie signálu PWM. Ďalej kontinuálnym porovnávaním tohto rampového napätia podľa úrovne napätia produkovaného potenciometrom (P1) pomocou komparačného obvodu (IC3) vzniká presná regulácia napätia PWM. Zmenou napätia prahového bodu by sme mohli meniť aj dobu zapínania a vypínania komparátora, čo je presné správanie, ktoré potrebujeme na vytvorenie požadovaného signálu PWM na riadenie výstupnej zaťaže (LED pás).

Jednoducho, rampový signál poskytuje NE555 astabilný, ktorý generuje signál trojuholníkovej vlny, zatiaľ čo komparátor LM358, ktorý vstupuje z 1K potenciometra, ktorý poskytuje prahový bod napätia, a spolu s trojuholníkovou vlnou produkuje požadovaný výstup PWM. PWM je v podstate impulzný signál zapínania a vypínania s konštantnou periódou alebo frekvenciou. Zmenou pracovných cyklov PWM by sme mohli zmeniť priemerné napätie na výstupných svorkách zaťaže, čo znamená, že by sme mohli meniť jas LED pásu / otáčky motora iba zmenou veľkosti pracovného cyklu PWM.

Záver

Tento stmievač je relatívne jednoduchej, no stabilnej konštrukcie. Aj keď bol doručený konštrukčne iný modul akobolo uvedené na stránkach výrobcu, tak funguje spoľahlivo a po vyššie spomenutej úprave hodnoty kondendenzátora C2 aj s jednosmerným motorom, takže sajeho využitie stalo viac menej univerzálnym. Teraz je ho možné pripojiť aj k malej modelárske  vŕtačke / brúske s motorom 12/24V_DC s motorom z AKU náradia s veľmi dobrými výsledkami. V prípade použitia pre reguláciu vŕtačky odporúčam umiestniť do skrinky vhodný konektor pre jej napájanie.

Tento stmievač si môžte kúpiť prostredníctvom tohoto odkazu - klikni (Banggood)