простая, энергоэффективная схема, заставляющая мигать один ИК-светодиод

Поскольку некоторые из ответов до сих пор обходились без требования к току привода светодиода 100 мА, ограничивая его вместо этого от 20 до, возможно, 50 мА, которые типичные микроконтроллеры будут безопасно потреблять или получать, вот некоторые минимальные, высокоэффективные решения при тех же ограничениях по току. .

Bowin M34-2H представляет собой 3-контактный компонент, который будет мигать светодиодом с частотой 2 Гц и током 25 мА. Он содержит внутренний RC-генератор с допуском +/- 20%, поэтому он не очень точен. Распиновка и схема применения из даташита:

Эта часть предлагает 2 Гц при рабочем цикле 1/8. Другие части серии:

• M34-1L или M34-1H или M2581: 1 Гц, рабочий цикл 1/8
• M34-2L или M34-2H: 2 Гц, рабочий цикл 1/8
• M34-4L или M34-4H: 4 Гц, рабочий цикл 1/8
• M34-8L или M2585: 8 Гц, рабочий цикл 1/2

Части H управляют 25 мА, а части L - 16 мА.

В качестве альтернативы для программирования шаблона мигания и еще более высокой эффективности можно использовать NXP PCA9901 : Ток покоя < 0,75 мкА !

Эту 8-контактную часть TSSOP можно «обучить» последовательностью до 3 мигающих элементов, после чего она будет продолжать мигать в соответствии с обучением. Соединение для программирования может быть удалено после обучения, и это программирование достигается через одну сигнальную линию от любого стандартного микроконтроллера с использованием протокола 1-Wire.

Единственный резистор на схеме устанавливает ток возбуждения светодиода в диапазоне от 1 мА до 20 мА. Сам по себе он не проводит значительный ток (менее 1 мкА), поэтому не будет заметно разряжать батарею.

Учитывая выбор, деталь NXP была бы рекомендацией , как потому, что она от крупного производителя, так и потому, что шаблон мигания может быть оптимизирован до рабочего цикла 1/1024, если это необходимо, а время цикла варьировалось в широком диапазоне, охватывающем Весь интересующий диапазон скорости моргания OP. Чем меньше рабочий цикл, тем дольше прослужит батарея .

Обновление :

Добавим еще одну простую, высокоэффективную микросхему-
мигалку : светодиодный сигнализатор/генератор NTE876 работает от 1,15 до 6 В, подает на подключенный светодиод до 2 В при токе до 45 мА и требует рабочего тока всего 0,75 мА максимум.

Это 8-контактная DIP-микросхема, хотя также доступны SMD-эквиваленты. Для регулировки времени нужен только один внешний конденсатор, резистор R RC-генератора внутренний. Ток привода светодиода 45 мА приближает это к текущей цели, указанной в вопросе.

Это может не соответствовать потребностям вашего приложения напрямую, но если вам нужны идеи для действительно маломощных светодиодных миганий, взгляните на техническое описание (в частности, внутреннюю схему) для уже устаревшей микросхемы светодиодной мигающей лампы LM3909 от National Semiconductor. Этот чип был способен годами мигать красным светодиодом на одном щелочном элементе D.

Имейте в виду, что ваш максимальный срок службы батареи будет зависеть в первую очередь от тока, который вы пропускаете через светодиод, и от того, каков рабочий цикл (время включения и время выключения). В своем вопросе вы указали довольно высокие рабочие циклы, поэтому не следует ожидать большого срока службы, особенно от монетных ячеек.

LM3909 добился успеха, потому что он использовал очень низкий рабочий цикл, и очень небольшая часть его общего рабочего тока тратилась на другие вещи, кроме зажигания светодиода. Даже большая часть заряда, поступающего на времязадающий конденсатор в каждом цикле, сбрасывалась через светодиод, чтобы зажечь его (это также помогло повысить напряжение, так что батарея на 1,5 В могла зажечь светодиод на 2 В).

Эти схемы работают от 3 В, я сам тестировал их с BC547 и BC557 как NPN, PNP соответственно.

Это не требует программирования микроконтроллеров, микросхем, это всего лишь два транзистора + несколько RC-компонентов. Бьюсь об заклад, вы можете получить это за один см ^ 3!

Изменяя значения RC (поиграйте с этим, подключив обычный светодиод), вы можете настроить частоту и рабочий цикл.

Тем не менее, я должен предупредить вас: CR2032 — не самая лучшая батарея, которую вы можете получить, а ИК-датчик теплый, поэтому он потребляет некоторый ток. Допустим, вы мигаете светодиодом 20 раз в секунду и в течение 20 мс. Это делает его включенным в течение 40% времени, что дает вам результирующий ток 40 мА, что довольно много.

Вы также можете использовать LM3909, как уже упоминал Дэйв Твид.

Это, пожалуй, самая простая схема:

Всего 4 детали, включая светодиод и аккумулятор. (Кстати, единственная причина, по которой батарея выглядит так странно с 5 контактами, заключается в том, что именно так работает держатель батареи CR2032, который у меня есть в моей библиотеке. Три отрицательных контакта на самом деле просто припой на плате.)

Эту схему я не рекомендую для промышленного применения, где важна надежность. Он работает быстро и свободно с некоторыми спецификациями, но вы просили «простой». Такой ярлык может быть вполне уместным для одноразового предмета потребления, игрушки и т. д.

Обратите внимание, что последовательно со светодиодом нет резистора. Обычно это плохая идея, но, как я уже сказал, это кратчайший путь к простоте. Батарея CR2032 имеет такое высокое внутреннее сопротивление, что ток будет ограничен тем, что микро и светодиод могут выдержать в действительности. Тот факт, что светодиод представляет собой диод, и его ток быстро падает при некотором напряжении, поможет предотвратить падение напряжения до уровня, при котором микросхема не будет работать, особенно если импульсы будут короткими.

Для лучшей схемы поставьте резистор последовательно со светодиодом. Вы можете продолжить и даже последовательно подключить небольшую катушку индуктивности, а затем конденсатор на землю, чтобы обеспечить краткосрочный локальный резервуар энергии для выключения светодиода во время импульсов. Затем он заряжается медленнее во время выключения. Идя дальше, вы можете добавить транзистор, который пропускает больший ток, чем может потреблять выход PIC. Здесь возможно множество компромиссов в пользу надежности и меньшего использования батареи за счет большего количества деталей и меньшей простоты.

PIC 10F200 настолько прост, насколько это возможно для создания цифрового генератора. Он маленький, дешевый, потребляет мало энергии, у вас может быть любой шаблон моргания, который вы хотите, и время будет точным до нескольких процентов. Это, безусловно, лучше, чем таймер 666.

Если смысл в том, чтобы быть ИК-маяком, то вам нужны только очень короткие импульсы с низким рабочим циклом. Лучше потратить энергию на короткий и яркий импульс, чем на более длинный и тусклый. Более яркий импульс будет иметь лучший диапазон. Для маяков вам в любом случае необходимо модулировать сигнал из-за потенциально высокого уровня окружающей среды.

Для такого типа приложений с батарейным питанием вы можете использовать микроконтроллеры TI MSP430 . Они поставляются в очень маленьких упаковках и потребляют очень мало энергии из-за различных спящих режимов. В программном обеспечении вы можете определить частоту мигания / рабочий цикл для экономии энергии. Поскольку это будет управляться программным обеспечением, вы не привязаны к одному устройству IC.

Для управления светодиодом используйте полевой МОП -транзистор с низким внутренним сопротивлением. Вы можете использовать общедоступные 2N7000 или BS170 для более высокого номинального тока. Эти транзисторы доступны в корпусе SOT23 , что позволяет уменьшить физический размер конструкции.

Редактировать: вот все, что вам нужно, чтобы мигать светодиодом с помощью MSP430. Вы можете начать быстрое прототипирование с помощью панели запуска и, как только ваш проект станет идеальным, реализовать автономный проект на основе MSP430. Познакомившись с панелью запуска, вы можете получить другие полезные навыки работы с микроконтроллерами/программированием.