Светодиодная подсветка компьютерного стола

Автор: DooMmen
Опубликовано 15.09.2012
Создано при помощи КотоРед.
Участник Конкурса "Поздравь Кота по-человечески 2012!"

Как-то раз решили мы сделать ремонт в комнате и обновить мебель, но из-за нехватки места и особенностей интерьера был заказан и изготовлен достаточно небольшой компьютерный стол, на котором поместился лазерный принтер, монитор, и поселились мои коробочки и пакетики с разными деталями.

Все было нормально, но первое неудобство при пользовании компьютером - в темноте не видно надписей на клавиатуре, которая расположилась на выдвижной полке. Решение было простым - светодиоды SMD 1206 белого цвета установленные на небольших платках и соединенные параллельно были приклеены над клавиатурой под крышкой стола. Питание было взято от USB и собрана небольшая плата управления и стабилизации на LM317 и К561ТМ2, но это было временное решение, так как питание зависело от компьютера.

Второй проблемой было отсутствие какого-либо светильника на столе, а особенно отсутствие для него места. С левой стороны стола над принтером были две небольшие полочки на которых расположился цифровой термометр и различные шняжки. Ставить лампу с креплением для полки я посчитал достаточно не эстетичным и решил подойти к этому вопросу с технической точки зрения, а именно - сделать светодиодную подсветку, особенно когда узнал что у нас продаются 3W светодиоды на подложке, и коллиматоры к ним (мне идеально подошел коллиматор на 25 ° в цилиндрическом корпусе, правда пришлось в основании коллиматора просверлить отверстия под головки винтов, и сделать прорези под провода).

Для начала был собран небольшой 3W светомодуль на плоском радиаторе (не помню точно, но возможно от материнской платы, судя по ушкам):

Далее был собран драйвер по почти стандартной понижающей схеме на ZXSC400:

Данная схема драйвера давно получила распространение на просторах интернета, и отличается от штатной только улучшенной стабилизацией тока.

Модуль почти в сборе для тестов:

Далее экспериментальным методом было выбрано расположение модуля на столе и метод крепления — поселился он на левом краю второй полки, прицепленный на согнутом листе железа прижатом к столу большой канцелярской прищепкой, которая заодно послужила опорой для провода:


Данный блок подключается двухжильным проводом (питание и ШИМ) к основному блоку управления:


Блок управления на фото отличается от схемы наличием линейного стабилизатора для параллельно соединенных светодиодов подсветки клавиатуры, правда под монитором та-же история, но для подсветки монитора я собрал отдельную плату импульсного стабилизатора, так как при таком питании необходимо рассеивать большую мощность, и получается очень низкий КПД системы.

Расположился данный блок управления под крышкой стола над полкой клавиатуры слева. Сама плата приклеена на двухсторонний скотч, кнопки и светодиоды установлены на алюминиевом уголке с накладкой из стеклотекстолита под цвет стола.

Схема блока управления и прошивка доработаны для использования светодиодных лент на 12V, или самодельных сборок из последовательно включенных светодиодов на 12V:

Основой блока является ATtiny2313. В отличии от версии на фото изменены ключевые транзисторы на более современные.

Далее началась эпопея с поиском нормального импульсного источника питания (ИИП). Изначально были предприняты попытки использовать ИИП от галогенных ламп на 60W, но после попыток заставить запускаться данный источник при столь низкой нагрузке и нескольких взрывов я понял — надо делать источник с нуля (благо корпус остался). Попалась тогда мне на глаза статья из журнала Радио №3 2009г. «Усовершенствованный ИИП в спичечной коробке» и я решил что это то что нужно.

После изготовления данного ИИП и намотки трансформатора начались тесты этого источника (подключать схему с дорогим светодиодом как-то не хотелось). В схеме при номинальной нагрузке грелся и шумел трансформатор, перегревался мощный резистор гасящий выбросы первички трансформатора, диод шотки перегревался и выпаивался из платы. Так как ИИП был собран намикросхеме фирмы Power Integration TNY255, микросхема была заменена на более мощную TNY265, с сайта производителя была скачана программа PI Expert Design Software, и переделана схема (вместо резистора был установлен сопрессор, диод шоттки поменян на быстрый SF35, пересчитаны витки трансформатора, правда цифры были утеряны).

Так как данная статья не о изготовлении блока питания (схем которых уже больше чем достаточно), и так как были потеряны данные необходимые для изготовления такого-же БП, и даже фотографии не остались, но он стоит приклеенный к задней стенке стола за самим столом и работает 24/7 уже более 2-х лет, рассказывать про его изготовление я не буду, да и сейчас готовый БП иногда проще купить, чем сделать.

После установки системы я решил сделать небольшую программку для компьютера, и соединить это все по RS-232 к компьютеру. Программа была написана на VB под Windows, запускается она в трей, и при клике по иконке вылазит в виде небольшого окна с кнопками и регулятором.

Для соединения к компьютеру была собрана платка на MAX232, которая подключалась разъемом к основной плате и была приклеена возле нее на тот-же двухсторонний скотч. Питание для этой платы бралось через диоды с выводов 4, 7 COM порта, и стабилизатор на 78L05, собранном в корпусе разъема, хотя можно было запитать и от самой платы, правда я этого не предусмотрел.

Честно говоря механические элементы управления на столе оказались удобнее, чем программа, и после смены OS на Ubuntu я не стал портировать программу, и отрезал провод, по этому скриншот программы давать не буду, а сама программа с исходниками находится в архиве.

Теперь кратко о функционале блока:

• 2 канала управления подсветками на основе светодиодной ленты (под монитором, и над клавиатурой);

• Управление 3W светодиодным модулем по средством ШИМ;

• Плавное включение/выключение всех подсветок;

• Плавная регулировка яркости 3W светодиода с запоминанием уровня;

• Возможность подключения к компьютеру.

Теперь коротко про кнопки:

• Кнопки LA, LB включают/выключают соответствующую светодиодную подсветку;

• Кнопки Up, Down предназначены для управления мощным светодиодом, а именно:

  • При выключенном свете короткое нажатие на кнопку Up включает подсветку;

  • При включенном свете короткое нажатие на кнопку Down выключает подсветку;

  • При включенном свете длинное нажатие на одну из кнопок UP/Down уменьшает/увеличивает яркость светодиода, после отпускания кнопок есть небольшая пауза за время которой можно продолжить регулирование.

Индикация:

• Зеленый светодиод индицирует нажатие на кнопку, а так-же процесс регулирования яркости (а так-же индицирует прохождение пакета с данными от компьютера);

• Красный светодиод загорается в процессе регулирования яркости, и перестает светится после сохранения значения яркости.

Фьюзы микроконтроллера: все по умолчанию, внутренний RC осциллятор на 8.0MHz с минимальным временем старта (Low = 0xC4, High = 0xDF).

Результат:

Детали: в драйвере вместо резистора датчика тока (0.033 Ом) применены 3 паралельно включенных резистора 1206 по 0.1 Ом каждый, дроссель на 22мкГн на 1.9А, светодиод любой мощный на напряжение до 8V и ток 0.7А, в схеме системы управления применен стабилизатор 78L05 в корпусе SO-8, ключевые транзисторы любые N-канальные подходящие по току.

Источник питания можно применить любой подходящий с учетом напряжения питания подсветок (12V при использовании промышленной светодиодной ленты), мощность источника питания зависит от потребления подсветок, и в моем случае составляла 15W (с запасом).

Файлы:
Схемы, платы, программа, исходники, прошивка.

Все вопросы в Форум.