Решить поставленную задачу можно используя ESP32, так как разрядность ШИМ 16 бит. Но в моем случае не было возможности использовать данную отладочную плату. Поэтому пришлось искать вариант регулирования напряжения с заданной точностью с помощью Arduino UNO.

С решением данной задачи помогла статья AlexGyver «Увеличение частоты ШИМ». Если вам не интересно разбираться в данной теме, у AlexGyver есть библиотека, которая поможет изменять частоту и разрядность PWM «GyverPWM».

В описании библиотеки есть таблица, которая поможет сориентироваться с настройками.

Я использовал 12 bit ШИМ при регулировке напряжения 5 В и 16 bit ШИМ при регулировке 12 В.

Более подробное описание тут.

И еще несколько фото данного проекта.

Надеюсь моя информация будет полезной.

Спасибо! Всем добра!

Я считаю, что мигание светодиода с плавным увеличением и уменьшением яркости - обязательно нужно включить в уроки программирования.

Регулировать будем без использования библиотеке и модулей – максимально понятными командами.

Немного теории о ШИМ-регулировании.

1. Если часто мигать светодиодом, то глаз человека не сможет заметить мерцания, картинка станет непрерывной, как кино с плёнки. У гомо сапиенс этот предел равен 24 картинки в секунду. Опытным путем я установил, что при существующей инерции кристалла светодиода и скорости Ардуины, если мигать светодиодом с паузой 23 мс, то уже мерцания не видно.

2. Изменять яркость светодиода можно зажигая его не НЕНАДОЛГО. Например, если быстро-быстро включать и выключать светодиод с равными паузами, то в него «вольётся» половина мощности (по сравнению с постоянно включенным), а за счет быстрой-быстрой смены состояний глаз не заметит мерцания, но увидит уменьшение яркости.

3. Изменяя длину паузы в выключенном состоянии и длину паузы во включенном можно менять и вкачиваемую мощность, например, 1 «тик» светодиод включен и 99 «тиков» выключено итого вкачается 1% мощности. Кстати, соотношение паузы «ОТКЛ» к паузе «ВКЛ» характеризуется скважностью импульсов.

4. Регулировать мощность (не только светодиодов) можно аналоговым способом (например, меняя уровень напряжения на выходе) или цифровым – быстро-быстро подавая в нагрузку либо полный ток, либо полное отсутствие тока. Второй метод намного экономичнее – так как на закрытом транзисторе не теряется мощность, а на открытом теряется минимально.

5. Наконец, простые методы изменения скважности (то есть, цифровой регулировки мощности) бывают со строгой частотой (это ШИМ) и с плавающей (это ЧМ). Широтно-импульсная модуляция отличается от частотной только тем, что в первой изменяется одновременно и длина паузы «ВКЛ» и длина паузы «ОТКЛ» причем так, чтобы их сумма составляла некую константу - тогда частоты периода будет всегда одинакова (нам это важно, чтобы глазу не было видно мерцания, а в электронике это удешевляет настройку фильтров); во второй же – меняется пауза только одного состояния.

Теперь, описание скетча.

Первая строка «#define ledPin 13» - лишняя, номер пина можно указывать прямо в коде, но он там встречается 6 раз, что при переназначении неудобно (см. видеоролик).

В блоке «setup» мы просто задаём режим работы пина – как выход.

Наконец, в блоке «loop» сначала запускаем цикл, где от меняем паузу включения от 0 до 22 мс, одновременно рассчитываем паузу включения от 23 до 1 мс – суммарно каждый период составляет всегда 23 мс. На последнем шаге этого цикла светодиод мы зажигаем на 22 мс, а гасим на 1 мс – то есть максимальная ШИМ-яркость.

Для удобства группирования участков кода в этом «уроке» я позволил себе разместить по два оператора в строке.

После завершения первого цикла светодиод погаснет на 1 мс и уже не включится, так как цикл закончился, поэтому зажигаем его принудительно и оставляем в таком состоянии на 200 мс (подобрано опытным путём – это приятная пауза на пике максимальной яркости).

Затем запускаем аналогичный цикл, но уже, наоборот, с уменьшением времени зажигания – это будет видно, как плавное выключение.

Достали сам усилитель. Прозвонили динамики, чтоб убедиться, что они исправны.

В ВЧ динамике активных колонок такого типа используют подводящие провода и провода самих катушек из сплава алюминия. При высокой влажности и низкой температуры, они рассыпаются в труху.

Процесс разборки дался не легко. Колонку раньше не разбирали, чтобы снять провода с динамиков нужно было располовинить корпус. Корпус пластиковый, дешёвый. Открутив все шурупы, я понял, что корпус ещё и склеен. Раздирать клей не стал. Пришлось аккуратно снимать НЧ динамик, и в образовавшемся отверстии ковыряться. Внутри по стенкам проклеен синтепон.
НЧ динамик очень лёгкий. Я не представляю, из чего он сделан. Реально, практически ничего не весит.

Динамики целы, больше нам они не интересны. А интересен нам сам усилитель.

Вот он, собака. Импульсный источник питания, усилитель D-класса. Без комментариев...
Ничего вздутого и горелого нет. Берём осциллограф и погнали. Усилитель стартует, у него не получается и он уходит в защиту. И так каждые 2 секунды. После выпрямителя по высокому напряжению просаживается 300 В. Смотрим конденсаторы по питанию. Они, с..., приклеены намертво. Выдрали, прозвонили, норм. Быстро не получилось.
Нужно понять, в какой части схемы просадка: в источнике или усилителе.

После источника питания стоят 3 катушки, после которых пошёл усилитель мощности. Снимаем катушки, включаем, источник запустился. На усилитель мощности подаём питающие с источников и включаем. Потребление 100 мА. Норм.
И где же собака зарылась?)
В источнике, вот схема.

Мы знаем, что через какое-то время усилитель включится и заработает. Берём фен, ставим 100 °С и погнали нагревать элементы. При прогреве оптрона, усилитель заработал. Меняем оптрон. Работает. Классно) Включаем на следующий день, хрен. Дело было не в оптроне. Рядом стоит ещё стабилизатор IC4, меняем его. Не помогло. Ставим на фен самую мелкую насадку и дуем каждый чип элемент и всё всё всё. Потом ждём, когда остынет и продолжаем этот геморрой. В итоге, конденсаторы С2-С7 нашлись. Выпаиваем. Ёмкость в норме, сопротивление большое. С прогревом сопротивление падает. Поэтому сразу их не обнаружили.
Поменяли конденсаторы, всё заработало.
Даём синус. НЧ динамик играет до 9 кГц, потом фильтрами гасится. ВЧ динамик запускается после 6 кГц. Шумов источника на выходах нет. Шумов D-класса усилителя нет.

Колонка не понравилась мне:
1. Пластиковый корпус. Привет сверчки рано или поздно.
2. Динамик из хз чего сделан.
3. Источник на ШИМ.

Очень интересно сделали поддержку беспроводных микрофонов) разъём USB для флешки (Х1), а дальше:

https://vk.com/club201653237 я в ВК.
https://www.instagram.com/soundcheck62/ Я в Instagram

~70% яркость экрана (помещение яркий свет >700лк)

~50% яркость экрана (помещение, офис ~400лк)

~25% яркость экрана (вечер, освещенность <50лк)

<20% (9 кд/м2) яркость экрана (ночь, свечи)

Теперь немного видео (снято со скоростью 960fps)

~50% яркости экрана

~30% яркости экрана

<15% яркости экрана

Для сравнения, экран ноутбука без ШИМ

В осциллограмме показан "гуляющий пиксель"