użycie innej diody w celu „dopasowania” napięcia źródła do napięcia diody LED: NIE NIE NIE!

Dioda LED jest zasadniczo źródłem napięcia: nie pobiera prądu, dopóki napięcie na nim do przodu - polaryzuje złącze diody, a następnie nagle, gdy osiągniesz wystarczające napięcie, prąd przez niego gwałtownie wzrasta. Wydajność świetlna diody LED jest silnie zależna od ilości prądu, który przez nią przepływa: większy prąd = większa moc światła. Spadek napięcia, chociaż w przybliżeniu stały, zmienia się w zależności od temperatury i od urządzenia do urządzenia.

W prawie wszystkich zastosowaniach chcesz ustawić moc światła, a tym samym prąd, na stałą wartość, niezależnie od napięcia zasilania wahania i wahania spadku napięcia LED. Oznacza to, że idealnym źródłem obciążenia LED jest źródło prądu stałego - które możesz wdrożyć, po prostu jest to trudne bez kilku dodatkowych komponentów. W praktyce po prostu używamy źródła napięcia (włączanego i wyłączanego przez bramkę logiczną, MOSFET lub tranzystor bipolarny) i rezystora do ustawiania prądu.

Kluczowe równanie to V _zasilanie - V _LED = I _LED * R lub I _LED = (V _zasilanie - V _LED ) / R

Termin po lewej stronie to różnica między napięciem zasilania a spadkiem napięcia LED. Może się to różnić w zależności od temperatury i różnic między częściami. Analiza wrażliwości jest tutaj dość łatwa: ΔI = ΔV / R - zmiana prądu jest równa 1 / R razy zmiana napięcia. Jeśli chcesz, aby prąd Twojej diody LED był mniej wrażliwy na zmiany napięcia, oznacza to, że wartość R powinna być wyższa ... dla określonego prądu znamionowego diody LED (zwykle między 5 mA a 20 mA), prąd będzie mniej wrażliwy na zmiany napięcie, jeśli napięcie źródła jest wyższe, a rezystancja wyższa.

Obniżając napięcie zasilania za pomocą drugiej diody, postępujesz dokładnie odwrotnie: aby uzyskać żądany prąd, musisz zmniejszyć wartość R, co sprawia, że ​​prąd obciążenia jest bardziej wrażliwy na zmiany napięcia. ORAZ wprowadzasz również inny element obwodu (tę nową diodę), który ma dodatkowe tolerancje napięcia, zwiększając te wahania napięcia. Dodałbyś dodatkowe komponenty, które nie służą żadnemu celowi, ale zwiększają wrażliwość strumienia świetlnego na zmiany napięcia zasilania, temperatury i zmiany części.

Jedyne inne rzeczy warte rozważenia tutaj jest rozpraszanie mocy. Jeśli masz stałe źródło napięcia (powiedzmy 5 V) i diodę LED lub inny element obwodu, który wykorzystuje tylko ułamek tego napięcia (powiedzmy 1,2 V), to tylko ułamek mocy (1,2 / 5 V = 24% w tym przykładzie) jest rozproszone w diodzie LED, a reszta (76%) jest rozproszona w czymś innym, co trzeba połączyć ze sobą. Dotyczy to każdego liniowego zasilacza (poniżej znajduje się komentarz na temat przełączników). To przechodzi w ciepło, które musi być odpowiednio rozproszone, aw większości przypadków najtańszym i najłatwiejszym sposobem rozproszenia określonej ilości ciepła w sposób kontrolowany jest rezystor. Działają poprawnie w wyższym zakresie temperatur (większość diod / tranzystorów działa do około 150 C max), a ich zachowanie zmienia się mniej wraz z temperaturą.

Wyjątkiem od całego tego myślenia jest zasilacz impulsowy. Wiele sterowników LED idzie drogą przełącznika i używa modulacji szerokości impulsu + tranzystora przełączającego i cewki indukcyjnej, aby zwiększyć wydajność. Pozwala to zasadniczo na rozpraszanie całej mocy w diodzie LED (z niewielkimi stratami w przełączającym tranzystorze MOSFET i cewce). Jednak nadal traktujesz diodę LED jako źródło napięcia, a tranzystor przełączający + cewka działa jako źródło prądu, zmieniając swój cykl pracy, aby kontrolować jasność diody LED (w wysokiej jakości wyświetlaczach wizualnych jest również chip czujnika światła, dzięki czemu natężenie prądu można zmieniać, aby skompensować starzenie się diody LED w czasie, aby światło białe nie zmieniało koloru w kierunku czerwieni, zieleni lub niebieskiego). Przełączający sterownik LED kosztuje jednak $, więc jeśli nie potrzebujesz wydajności, nie zawracałbym sobie głowy.

Podsumowując: zachowaj prostotę, użyj samego rezystora.

Muszę przyznać, że nigdy tego nie próbowałem. Ale rezystor szeregowy odgrywa ważną rolę: ma na celu ograniczenie prądu przez diodę LED. Jeśli nie ma rezystora, prąd może być ostatecznie ograniczony do wartości, która jest zbyt wysoka dla diody LED lub tranzystora sterownika. Teoretycznie powinieneś dodać graficznie charakterystyki U-I diod i diod LED i zobaczyć na wynikowej charakterystyce, jaki jest prąd dla twojej wartości Vcc. Ale głównym problemem jest to, że tego prądu nie można wiarygodnie przewidzieć, ponieważ charakterystyka katalogu UI diod i diod LED daje typową krzywą, a ta krzywa również będzie się przesuwać wraz z temperaturą.

Więc chociaż może pracy, nie liczyłbym, że zadziała w każdym przypadku. Ale możesz otrzymać pomoc z nieoczekiwanego miejsca: układu scalonego sterującego diodami LED. Czasami wyjścia cyfrowe mają wewnętrzne rezystory lub inne sposoby ograniczenia prądu wyjściowego, aby uniknąć ich przeciążenia. Sprawdź więc specyfikację swojego attiny2313.

Przepraszamy, ale całe założenie pytania nie zadziała, ponieważ diody nie ograniczają prądu. Wydajesz się być nieco mylącym napięciem i prądem. Bez rezystora nic nie będzie ograniczać prądu. W najlepszym przypadku diody LED będą działać dobrze, ale zużyją się znacznie szybciej z powodu przetężenia. W najgorszym przypadku wyskoczy diodę LED z powodu zbyt dużego prądu, aw najgorszym przypadku usmaży mikrokontroler, próbując zatopić lub zasilić zbyt duży prąd.

Zasadniczo odpowiedź brzmi: zawsze musisz ograniczyć prąd za pomocą rezystorów, chyba że używasz specjalnego układu scalonego sterownika LED, który obsługuje to za Ciebie (często nazywany `` źródłem prądu stałego '' lub `` źródłem prądu stałego '').

Wcześniej używałem układów scalonych sterowników LED Allegro, działają całkiem dobrze. Możesz sterować 16 pojedynczymi diodami LED za pomocą tylko 3 pinów na mikrokontrolerze (lub znacznie więcej, jeśli używasz matrycy lub multipleksowania). Różni inni dostawcy również produkują układy scalone sterujące LED. Lub możesz to zrobić samodzielnie, używając kombinacji rejestrów przesuwnych, tranzystorów i rezystorów.

Wydaje mi się, że jedną z fajnych właściwości rezystorów szeregowych jest to, że gdy napięcie wejściowe zaczyna spadać (np. gdy baterie się wyczerpują), będą one stopniowo stanowiły mniejszą część całkowitego napięcia, gdy prąd płynący przez diody LED spadnie. Dzięki temu diody LED pozostaną jaśniejsze dłużej. Diody nie będą miały takiej elastyczności.

davr ma tutaj najlepszą odpowiedź. Diody działające w przód mają prąd, który jest bardzo wrażliwy na napięcie. (i temperatura ...) Więc nie regulujesz napięcia, regulujesz prąd. Rezystor to najprostszy (i niezbyt energooszczędny sposób).

Typowy maksymalny prąd mikrokontrolera to 40mA. Czasami jest to ograniczone, a czasami powoduje zamknięcie uc. Dlatego czasami można podłączyć diodę LED bezpośrednio do uc.

Jeśli prowadzisz diodę LED, napięcie nie jest ważne, ponieważ jest stałe. Przepuści (prawie) cały prąd, który zapewniasz, aż do zerwania. Dlatego trzeba to jakoś ograniczyć, a dioda tego nie zrobi.

Zakładając, że ograniczasz jego zasilanie do np. 40mA, jeśli nie używasz rezystora do każdego LED, prąd będzie rozłożony, więc jeśli zapalisz jedną diodę, będzie bardzo jasna, a po włączeniu 10 diod będą dziesięciokrotnie ciemniejsze.

Dlatego każdy poradnik LED, który widzisz w sieci, reguluje prąd z prostymi rezystorami.

Chciałbym dodać sugestię: zbuduj aktualny serwer lustrzany. Problem z rezystorami polega na tym, że będą one stawiać opór tej samej wartości przez cały czas. Tracisz pewną ilość energii, opierając się przepływowi prądu, nawet jeśli diody LED normalnie nie pobierałyby zbyt dużo. Bieżące lustro lub źródło prądu stałego jest znacznie bardziej wydajne i pozwala wybrać konkretny prąd do pracy.

Ponadto możesz rozważyć użycie układu sterownika, takiego jak ULN2803, linky: ULN2803

Przekonasz się, że może obsłużyć znacznie większy prąd niż mikrokontroler i pozwala na napędzanie całkiem dużych obciążeń.

Jeśli jesteś w stanie uruchomić cały obwód przy napięciu przewodzenia diody LED, nie ma problemu - będzie działać dobrze. Dlaczego nie użyć regulatora zmiennego i nie obniżyć napięcia w ten sposób zamiast 3,3 V i dwóch diod? Alternatywnie można użyć diod między wspólną katodą diod a masą - znowu nie ma problemu.

W arkuszu danych LED powinien znajdować się wykres z etykietą „Prąd LED a napięcie przewodzenia”. Powinien być również coś takiego jak „Stosunek cyklu pracy do dopuszczalnego prądu”, co również może pomóc. Te wykresy pokazują różnicę między diodą „idealną” a diodą rzeczywistą… i możemy to wykorzystać na naszą korzyść!

Wybrałem napięcie, które daje prąd o połowie maksymalnego. Grzebałem w diodach, aż znalazłem kombinację, która obniżyła napięcie z 5 V do 2,8 V, dla tej diody LED, która dała zmierzony prąd 9,2 mA, mniej niż połowę maksymalnej wartości. Jasność była normalna. Ta metoda, choć nie jest idealna, działa dobrze, nawet przy 100% cyklu pracy.

Jednak musisz dość dobrze kontrolować napięcie. Zmienny zasilacz stacjonarny i amperomierz bardzo pomogą, chociaż metoda prób i błędów również działa dobrze. Zwykle używałbym tylko rezystorów, ale nie mam żadnych i nie mogę teraz kupić więcej.

Gdy dioda jest używana jako spadek napięcia dla diod LED, pojemność diody może być problemem przy włączaniu i zezwalać na bardzo krótki, ale wysoki prąd LED, zanim dioda przewodzi. Sprawdzanie zakresu prądów LED przy włączaniu pokaże, czy tak się dzieje.

Podoba mi się twój pomysł i myślę, że jest świetny, po prostu zmieniłbym trochę sprzęt.

Jeśli słyszałeś o diodzie Zenera, myślę, że bardziej szuka. Utrzymują stałe napięcie w szerokim zakresie prądów i można je uzyskać za 1,8 V.Zener to dioda, która ma odwrotne napięcie przebicia, które jest bardzo kontrolowane i nie zmienia zauważalnej wielkości. Diody Zenera 5,1 V są najbardziej niezależne od temperatury ze względu na parametry fizyczne, ale 1,8 może być również.

Diody LED, których używasz, mają przyzwoicie dużą wściekłość działania, więc różnice w zasilaniu powinny nie stanowi dużego problemu dla obwodu, co eliminuje powód, dla którego ludzie zwykle używają rezystorów jako ogranicznika mocy, ale często mierzymy to jako urządzenie ograniczające prąd / napięcie.

Martwię się, że przeoczysz maksymalny prąd, jaki może wyprowadzić mikrokontroler, ale został on omówiony w innych postach.

Używanie Zenera do obniżenia napięcia do zakresu roboczego dla innego urządzenia jest powszechną praktyką, o której czytam i wykorzystałem siebie. Jestem pewien, że będziesz zadowolony z wyniku.