Um dimmer para lâmpada com o PWM é simples e eficiente usando o temporizador IC NE555. Os dimmers baseados em regulador linear podem atingir apenas uma eficiência máxima de 50% e são muito inferiores quando comparados aos dimmers baseados em PWM, que podem atingir mais de 90% de eficiência. Como menos energia é desperdiçada como calor, os elementos de comutação dos dimmers PWM exigem um dissipador de calor menor e isso economiza muito tamanho e peso. Em palavras simples, os recursos mais destacados dos dimmers de lâmpada baseados em PWM são de alta eficiência e baixo tamanho físico. O diagrama do circuito de um dimmer para lâmpada é mostrado abaixo.


Fig 1: Dimmer da lâmpada PWM usando NE555.

Como você pode ver, o IC do temporizador NE555, que é conectado como um multivibrador astável, operando a 2,8 KHz, forma o coração desse circuito. Os resistores R1, R2, POT R3 e o capacitor C1 são os componentes de temporização. O ciclo de trabalho da saída do IC pode ser ajustado usando o POT R3. quanto maior o ciclo de trabalho, maior o brilho da lâmpada e menor o ciclo de trabalho, menor o brilho da lâmpada. O diodo D1 ultrapassa a metade inferior do POT R3 durante o ciclo de carregamento do multivibrador astável. Isso é feito para manter a frequência de saída constante, independentemente do ciclo de trabalho. Os transistores Q1 e Q2 formam um estágio de driver de darlington para a lâmpada de 12V. O resistor R4 limita a corrente base do transistor Q1.


Compreendendo o Multivibrador Astável do Ciclo de trabalho variável.

Como eu disse anteriormente, o multivibrador astável de ciclo de trabalho variável baseado no NE555 forma a base deste circuito e um bom conhecimento sobre ele é essencial para a criação de projetos como este. Para facilitar a explicação, o lado do tempo do multivibrador astável é redesenhado na figura abaixo.

Fig 2: Multivibrador astável com ciclo de trabalho variável

As metades superior e inferior do POT R3 são indicadas como Rx e Ry, respectivamente. Considere a saída do multivibrador astável como alta no instante inicial. Agora o capacitor C1 carrega através do caminho R1, Rx e R2. A metade inferior do POT R3 ou seja; Ry está fora de cena porque o diodo D1 passa por cima dele. Quando a tensão no capacitor atinge 2/3 Vcc, o comparador superior interno inverte sua saída, o que faz o flip-flop interno alternar sua saída. Como resultado, a saída do multivibrador astável diminui. Em palavras simples, a saída do multivibrador astável permanece alta até que a carga em C1 se torne igual a 2/3 Vcc e aqui está de acordo com a equação T em = 0,67 (R1 + Rx + R2) C1.
Como o flip-flop interno está definido agora, o capacitor começa a descarregar através do caminho R2, Ry no pino de descarga. Quando a tensão no capacitor C1 se torna 1/3 Vcc, o comparador mais baixo inverte sua saída e, por sua vez, faz com que o flip-flop interno alterne novamente sua saída. Isso eleva a saída do multivibrador astável. Para simplificar, a saída do multivibrador astável permanece baixa até que a tensão no capacitor C1 se torne 1/3 Vcc e esteja de acordo com a equação T off = 0,67 (R2 + Ry) C1. Dê uma olhada no diagrama de blocos interno do temporizador NE555 mostrado abaixo para melhor compreensão.

Fig3: diagrama de blocos interno do NE555

Como a frequência permanece constante, independentemente da posição do botão POT3?

Qualquer que seja a posição do botão POT3, a resistência total através dele permanece a mesma (50K aqui). Se algo diminuir no lado superior (Rx), a mesma quantidade será aumentada no menor (Ry) e a mesma coisa será aplicada nos períodos de tempo mais alto (T on ) e mais baixo (T off ). A derivação mostrada abaixo o ajudará a entender o assunto facilmente.
Com referência à Fig. 2, temos:
T on = 0,67 (R1 + Rx + R2) C1
T off = 0,67 (R2 + Ry) C1
O período total da forma de onda de saída "T" está de acordo com a equação:
T = T ligado + T desligado
Portanto, T = 0,67 (R1 + Rx + R2 + R2 + Ry) C1
                        T = 0,67 (R1 + 2R2 + Rx + Ry) C1
Sabemos que Rx + Ry = R3
Portanto, T = 0,67 (R1 + 2R2 + R3) C1
Portanto, frequência F = 1 / (0,67 (R1 + 2R2 + R3) C1) 
A partir da equação acima, é claro que a frequência depende apenas do valor dos componentes C1, R1, R2 e do valor geral de R3 e não tem nada a ver com a posição do botão R3.