如何为9位开关接线，以便每个位置比以前打开一个LED？

我有一个像这样的人9路开关：

我试图弄清楚如何打开位置1、2和位置2的一个LED，一直到位置9的所有9个。

显然，我可以在每个位置重复LED的所有布线，但这似乎很愚蠢。

我的想法是，使用如下所示的布局，开关将代表带圆圈的红线（在位置3中显示），该红线将在每个连续的位置向右延伸，直到连接所有灯为止。我怎样才能做到这一点？

这是一个技术含量较低的解决方案，需要很多零件。仅显示4个位置，9个位置需要45个二极管。

如果您有高电压，Sunyskyguy有一个聪明的解决方案。

使用稳定的电流源点亮它们，串联连接LED并短路想要变暗的部分。

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

如果您没有合适的电压，则可以使用降压-升压转换器来产生30V电压。

这是使用LM2596S模块构建一个简单的方法：

1. 拆下电位计和两个大电容器
2. 在+ in和+ out（正于+ in）之间连接一个挽回电容器，并在输出电容器所在的位置安装一个1uF陶瓷电容器。
3. 在-输出与中央电位计端子之间连接一个100欧姆的电阻。

以此方式修改后，如果在+ in和+ out之间加电，它将在-out端子上产生一个负电压，并在中央电位计端子（电源在+ out处）充当12.5mA电流吸收器。

^{模拟该电路}

或可以修改XL6009升降压模块。这次只需要移去电位计并添加一个100欧姆电阻，将3-30V连接至正常输入端子，并将LED灯串连接至输出和电阻。

^{模拟该电路}

如果您不喜欢现有的特定开关，请使用“渐进式短路旋转开关”进行更换。就像您的绘图一样工作。

转动旋转开关时，实现渐进式LED点亮的一种方法是在开关的公共端上使用电流吸收器，然后将LED接线到选择器开关端子上，如下所示。所示的恒定电流吸收器是一种为LED提供20mA吸收器的低成本方法，因此随着点亮的LED数量的变化，亮度不会发生变化。该方案确实需要足够高的电源电压，以克服多达9个LED的串联串的正向压降。

Oldfart和Mattman944对于复杂的二极管网络给出了非常相似的答案。如果可以接受亮度变化，则简单的二极管阶梯就足够了。红色LED通常具有2V的电压降，而二极管通常具有0.6V的电压降，因此二极管电压降在梯形图中的综合影响会非常明显。

在电池为9V且开关位于位置9的情况下，LED 9的限流电阻将看到9-2 = 7V，LED 1的限流电阻将看到9-2-（0.6 * 8）= 2.2V，这将如果限流电阻的阻值相同，则导致流经LED的电流的差异会超过三倍。

如果您坚持要求亮度相等，则必须包括Oldfart和Mattman944推荐的所有二极管，但是仅需几个额外的二极管，您就可以将亮度变化降低到希望的水平。通过如上图在左侧增加三个二极管，我们确保将开关置于位置9时，LED 5看到的电压与LED 8相同。限流电阻两端的实际电压如下。请注意，LED 5和2之间的另一个二极管（下表中未考虑）将进一步改善电路。

LED  Voltage across current limiting resistor
9             7
8    7-0.6   =6.4
7    7-0.6*2 =5.8
6    7-0.6*3 =5.2
5    7-0.6   =6.4
4    7-0.6*2 =5.8
3    7-0.6*3 =5.2
2    7-0.6*4 =4.6
1    7-0.6*5 =4

平衡亮度的另一种方法是在某些LED的线路中安装二极管，以故意增加电压降。在上图中，从开关触点1到LED 1的线路中插入了一个附加二极管，因此LED 1看到的电压相同，而与开关处于位置1还是2无关。然后可以将LED 1的限流电阻设为为了使该LED的亮度与其他LED保持平衡，该LED的亮度应小于其他LED的亮度。

这些只是想法-对于此类项目，最好通过实验找到均匀的亮度与复杂性之间的最佳平衡。

您可以像这样为每个LED使用一个缓冲区。

在该图中，R1至R3是上拉电阻。关闭任何开关将使直接与其相连的缓冲区变为0，这会将其下面的所有缓冲区设为低电平。4050有6个缓冲区。您需要其中2个用于9个LED。

该解决方案只需要一个电压即可为4050供电（CD4050B为3V至20V）。您可以随意链接多达4050个。

如果您可以承受另一个0.5V的压降，则可以使用大量的二极管。这是具有三个LED的示例，该LED需要6个二极管。
（很抱歉，SW，SW2 ..电路实验室没有旋转开关符号）

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

看起来有些过分了，但是与使用微控制器的其他解决方案相比，它的零件更少，成本也可能更低。许多Ardunio板都有9个以上的数字输出引脚-您可以用9个引脚中的每个引脚驱动一个LED。通过让开关选择分压器的不同点并将其馈送到一个模拟引脚，您可以确定开关的位置并点亮您决定点亮的任何东西。

除非您渴望攀登FPGA的学习曲线（包括购买编程盒和使用大量引脚的SMT零件），否则我不建议这样做，但是您可以使用带有内部闪存和振荡器的Lattice LCMXO2系列。电路如下所示（加上一些电源连接，编程连接器和旁路盖）：

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

编程软件（Lattice Diamond）支持VHDL和Verilog。

如果您感到幸运，可以将输出设置为最小电流驱动，并省略电阻。

一种替代方法是使用LM3914驱动LED，并使用由基准电压供电的外部10电阻梯形电阻。然后，旋转开关只需从梯子中选择一个电压即可点亮所需数量的LED。

这只是一个大纲；例如，将选择梯形图的最高电阻，以将步进电压设置在LM3914比较器的公差范围内（根据我的经验，该公差非常严格）。

此外，整个设备将以3.3V电源供电

与微控制器方法类似，另一种方法是使用运算放大器IC。正输入都连接在一起，它们连接到产生变化电压的电位计而不是开关。负极连接到一系列电阻，以为每个电阻提供不同的电压。旋转旋钮时，指示灯会一一点亮。

这种类型的电路用于具有十段LED灯条的功率逆变器，以告诉您逆变器输出多少安培。我相信他们所有的运算放大器都集成在一个IC中。

我知道这不是问题的确切答案，因为它不使用开关，但是可以完成您想要的操作。

编辑2：仍然可以使用一次仅连接一个触点的普通开关。将所有负运算放大器输入连接至1V等低电压。然后将每个开关输出连接到每个运算放大器的正输入。在开关输入上放置一个大电阻，如100k，并将其连接至正电源。它必须是一个大电阻，以不允许足够的电流通过，以使上述LED明显打开，因为正输入将从另一个运算放大器连接到LED阳极。现在，当您转动开关时，一次将点亮一个LED。为了使旁边的所有LED都点亮，只需将每个运算放大器的输出连接到其下方的正输入。与1V参考电压相比，LED的正向压降将过高，以至于无法从其下方的OP放大器的正输入端获取足够的电压，因此LED不会阻止OP放大器开启，但其他情况下， LED负载可能会。这假设运算放大器是仅电流源类型。不能使用电流源和宿运算放大器，因为这会阻止另一个运算放大器的正输入变高。许多运算放大器仅是电流吸收器，因此在这种情况下，必须将LED的阴极连接到运算放大器的输入端，其余电路切换。不要忘记为连接到开关的运算放大器输入使用上拉或下拉电阻。用于将开关连接到正电源的电阻值应该很好。

编辑3：似乎其他人发布了使用缓冲IC代替运算放​​大器的类似但更简单的解决方案。