Circuitul integrat UL1970 (produs în Polonia) este destinat comenzii a 16 LED-uri în regim punct luminos. El este destinat utilizărilor industriale, dar poate fi folosit și de amatori în construcții diverse: VU-metre, indicatoare de poziție, scale luminoase.
Circuitul este echivalent direct cu KM100ΠΠ2, produs în U.R.S.S., și reprezintă analogul circuitului UAA170 (SIEMENS) prezentat într-un număr anterior al revistei.
Caracteristici electrice:
tensiune de alimentare nominală Ua = 12 Vcc;
tensiune maximă Uamax = 18 Vcc;
curentul nominal prin LED Inom = 25 mA;
tensiunea de referință minimă Urefmin = 0 – 4,6 V (măsurată la pin 12, stabilită prin divizorul R1, R2);
tensiunea de referință maximă Urefmax = 1,4 – 6 V (măsurată la pin 13, stabilită prin divizorul R3, R4).
În figura 1 este prezentată o schemă de utilizare care prezintă o caracteristică interesantă: reglarea automată a intensității luminoase a LED-urilor comandate cu ajutorul fototranzistorului FT. Prin modificarea valorii lui R5 în domeniul cuprins între 50 kΩ și 10 kΩ, curentul de comandă al LED-urilor este cuprins în domeniul de la 2 la 20 mA (a se vedea și graficul din figura 2, care ilustrează dependența ILED = f(RB) pentru Ua = 12 V și U14 = 5,4 V).
Explicații de funcționare
Circuitul UL1970 este un driver pentru 16 LED-uri dispuse liniar, funcționând în modul „punct” (un singur LED aprins la un moment dat, indicând nivelul semnalului). În interior, el conține un lanț de comparatoare cu un divizor rezistiv intern care stabilește pragurile de tensiune pentru fiecare LED.
Semnalul de intrare (de exemplu, tensiunea de la un VU-metru, un indicator de nivel sau un senzor) se aplică pe intrarea de semnal (pin 14). Tensiunea de referință inferioară (pin 12) și superioară (pin 13) sunt setate extern cu ajutorul divizoarelor R1–R2 și, respectiv, R3–R4. Aceste referințe determină plaja de tensiune a semnalului de intrare care corespunde aprinderii succesive a celor 16 LED-uri. Dacă semnalul de intrare depășește un prag, comparatorul corespunzător comută și LED-ul asociat se aprinde, în timp ce celelalte rămân stinse (regim punct).
Partea deosebită a schemei prezentate este reglajul automat al luminozității. Fototranzistorul FT (de obicei un TIL sau echivalent) detectează nivelul de lumină ambiantă și, prin intermediul rezistenței R5 (care este variabilă sau controlată de fototranzistor), modificează curentul prin LED-uri. Cu cât R5 este mai mic, cu atât curentul este mai mare (vezi graficul – la R5 ≈ 10 kΩ se obțin aproximativ 20 mA, iar la R5 ≈ 50 kΩ curentul scade la 2 mA). Astfel, în medii luminoase, LED-urile strălucesc mai puternic pentru a fi vizibile, iar în întuneric, intensitatea scade, economisind energie și protejând ochiul.
Piese echivalente și variante moderne
UL1970 – este un circuit relativ rar astăzi, dar mai poate fi găsit la unii distribuitori din Europa de Est sau pe piețele de componente vechi. KM100ΠΠ2 (sovietic) și UAA170 (Siemens) sunt identice funcțional.
Înlocuitori moderni direcți – nu există un pin-to-pin universal acceptat, dar funcționalitatea poate fi realizată cu:
LM3914 (pentru 10 LED-uri, scală liniară) sau LM3915 (scală logaritmică) – dar doar 10 trepte; pentru 16 trepte se pot cascada două circuite.
Microcontroler (ATtiny85, Arduino Nano) + registru de deplasare 74HC595 (sau TPIC6B595 pentru curent mai mare) – această soluție oferă 16 ieșiri, reglaj prin PWM pentru intensitate variabilă și posibilitatea de a citi un fotorezistor sau fototranzistor analogic pentru compensarea luminii ambientale.
Fototranzistorul FT – poate fi înlocuit cu orice fototranzistor NPN (de exemplu BPW85, BPW77, TEFT4300) sau chiar cu un fotorezistor (LDR) + un tranzistor pentru a genera un curent variabil.
LED-urile – orice LED standard (roșu, verde, albastru) cu un curent maxim de 20–25 mA; se recomandă să nu se depășească Inom de 25 mA pentru a nu deteriora circuitul
