🔆 Проект: диммер освещения на энкодере KY-040 и MOSFET

Энкодер KY-040 вращением плавно меняет яркость LED-ленты или лампы 12В — MOSFET-модуль IRF520 управляет мощностью через ШИМ без потерь на резисторе, в отличие от простого потенциометра.

Как это работает

KY-040 — поворотный инкрементальный энкодер: внутри два контакта (CLK и DT), которые замыкаются по очереди со сдвигом фазы при вращении оси. Сравнивая, какой из двух контактов изменился первым на каждом "щелчке", можно точно определить направление вращения — по часовой стрелке или против, в отличие от простого потенциометра, который лишь показывает абсолютное положение оси без понятия "направление".

MOSFET-модуль IRF520 управляет яркостью через ШИМ (широтно-импульсную модуляцию): вместо того чтобы гасить часть напряжения на резисторе (как в простом реостатном диммере, где лишняя энергия превращается в тепло), транзистор быстро включает и выключает питание нагрузки тысячи раз в секунду, и именно соотношение времени включения к выключению (`analogWrite()`) определяет среднюю яркость — энергоэффективнее и без нагрева регулирующего элемента.

Пошаговая сборка

Так как реализации данного модуля бывают разные, если у вас на плате нет тех контактов, что указаны ниже — сориентируйтесь по названиям контактов на своей плате.

1. Подключите KY-040: CLK → D2, DT → D3, VCC → 5V, GND → GND (вывод SW/кнопку энкодера в этом проекте можно не использовать).
2. Подключите MOSFET IRF520: сигнал (PWM) → D9, VCC/GND модуля — согласно его схеме.
3. Подключите нагрузку (LED-лента или лампа 12В) и её отдельный источник питания к силовым контактам MOSFET-модуля, не к Arduino напрямую.
4. При желании поменяйте шаг изменения яркости (`5`) на более крупный или мелкий.

Скетч

// ВНИМАНИЕ: рекомендую отладить код через монитор порта, так как я языковая
// модель, а не специализированный кодер, и могу что-то упустить. Основу
// и идею я накидал, но проверьте под свою схему.

const int clkPin = 2;
const int dtPin = 3;
const int pwmPin = 9;

int lastClk;
int brightness = 128;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(clkPin, INPUT);
  pinMode(dtPin, INPUT);
  pinMode(pwmPin, OUTPUT);
  lastClk = digitalRead(clkPin);
}

void loop() {
  int clk = digitalRead(clkPin);

  if (clk != lastClk) {
    if (digitalRead(dtPin) != clk) {
      brightness = min(brightness + 5, 255);
    } else {
      brightness = max(brightness - 5, 0);
    }
    analogWrite(pwmPin, brightness);
    Serial.print("Яркость: ");
    Serial.println(brightness);
  }

  lastClk = clk;
}

Шаг изменения яркости за один щелчок энкодера (`5`) можно увеличить для более резкой регулировки или уменьшить для плавной подстройки.

Частые проблемы

• Яркость меняется рывками/пропускает щелчки — механический дребезг контактов энкодера, поможет короткая программная задержка-подтверждение или аппаратные RC-фильтры на CLK/DT.
• Направление вращения перепутано — поменяйте местами логику `+5`/`-5` в условии, либо физически поменяйте провода CLK и DT.
• Лампа мерцает на минимальной/максимальной яркости — некоторые LED-драйверы плохо работают на краях диапазона ШИМ, ограничьте `brightness` не строго 0-255, а, например, 10-245.
• MOSFET греется — проверьте, что модуль рассчитан на ток вашей нагрузки, для мощных лент нужен радиатор.

Как улучшить проект

• Добавить сохранение последней яркости в EEPROM, чтобы она восстанавливалась после отключения питания.
• Использовать кнопку на энкодере (вывод SW) для быстрого включения/выключения без изменения яркости.
• Сделать плавное изменение яркости (soft-fade) между значениями вместо мгновенного скачка.

Товары по теме

Плата модуль энкодер KY-040 (HW-040) для Arduino

94 руб.

Купить

Модуль MOSFET транзистора IRF520 для Arduino

73 руб.

Купить

Ещё модули для Arduino: Электронные модули.