Светодиодная схема ОЧЕНЬ быстро разряжает батарейки АА

Мой вопрос длинный, бессвязный и странно конкретный. Я надеюсь, что не нарушаю 50 правил обмена стеками, но я совершенно потерян. Давний соглядатай, впервые задающий вопросы и довольно новичок в трассах в целом.

Вот короткая версия: как две батареи, которые должны выдавать 3 В, выдают более 15 В, и почему всего несколько светодиодов, потребляющих 3 мА, полностью разряжают батарею на 5000 мАч всего за несколько минут периодического использования?

Длинная версия: я работал над проектом по замене мертвого микроконтроллера в моем Razer Blackwidow Chroma TE на микроконтроллер беспроводной клавиатуры Logitech K800 с подсветкой, таким образом, вернув мою механическую клавиатуру из мертвых И сделав ее беспроводной. Мод основан на этом руководстве: http://probably.ninja/keyboard/

Все шло хорошо, пока я не начал подключать светодиоды. На печатной плате K800 есть два контакта для + и - светодиода Caps Lock, а также пара проводов, которые изначально питали цепочку маленьких белых светодиодов, служащих подсветкой. Моя механическая клавиатура имеет отдельный RGB-светодиод почти для каждой клавиши (всего 85 светодиодов). Изучив, как работают светодиоды, я решил соединить их все параллельно, с резистором для каждого светодиода. Я проверил свою идею на макетной плате, изучая, как получить разные цвета и уровни яркости, используя разные резисторы на разных анодах светодиодов. Я мог сделать разные клавиши красными, зелеными, синими, фиолетовыми, бирюзовыми, оранжевыми и желтыми. Это должно было быть здорово.

(Что бы я ни делал, я не могу заставить светодиодные контакты Caps Lock загораться, но это еще одна проблема).

Я перешел к пайке проводов и резисторов к светодиодам. Я упростил задачу, начав с одного светодиода, загоревшегося красным цветом, катод которого был подключен к линии LED + клавиатуры, а красный анод подключен к линии LED — клавиатуры через резистор 100 Ом. Загорелся, вроде все идеально. Параллельно добавил еще несколько светодиодов. Потом все умерло.

Батареи были мертвы. Странное совпадение, так как я работал на одной и той же паре Eneloops в течение двух недель. Я заменил батареи на свежезаряженную пару Eneloop Black (2400 мАч). Через несколько минут подключения и тестирования клавиатура снова умерла. Эта пара тоже была мертва.

Эти аккумуляторы относительно новые. Я заряжаю их с помощью умного зарядного устройства Lacrosse, и я считаю, что батареи в хорошем состоянии и полностью заряжены. Эти же аккумуляторы заряжались и ставились в другие гаджеты, где они нормально работали. Что-то случилось с клавиатурой. Я понятия не имел, как, но клавиатура, должно быть, очень быстро разряжала мои батареи.

Я вставил несколько полных Eneloops прямо из зарядного устройства. Я подключил светодиодные провода к шине питания макетной платы и начал проверять все, что мог, с помощью мультиметра. Вот что я нашел.

Общее напряжение изменилось, когда я добавил больше в схему. С простой схемой резистора 100 Ом я получил ток 9 мА и напряжение 0,3 В на резисторе. Затем я добавил красный светодиод. На светодиоде у меня получилось 1В и 3 мА. На резисторе у меня получилось то же, что и раньше - 3 мА и 0,3В. Напряжение между двумя светодиодными проводами составляло 1,3 В. Я добавил синий светодиод вместо красного и получил 1,9 В на светодиоде, 0,3 В на резисторе и всего 2,2 В.

(Мне потребовалась секунда, чтобы понять, что я на самом деле закорачивал провода питания, измеряя ток через резистор без светодиодов, и, должно быть, поэтому это измерение отличалось от всех остальных)

Пробовал ставить больше светодиодов последовательно. Один красный и один зеленый были всего 2,4 В, 3 мА. Добавление желтого увеличило его еще на 1,1 до 3,5, что все еще близко к 3 млн лет. Я поднял напряжение примерно до 15 В, прежде чем светодиоды полностью погасли, а ток все время оставался на уровне 2,6-2,9 мА.

Кроме того, имеет ли смысл подключать каждый светодиод параллельно, или мне следует подключить столько светодиодов последовательно, сколько позволяет источник питания, а затем подключить каждую из этих последовательностей параллельно с одним резистором на серию?

Я еще не пробовал неперезаряжаемые батареи. Я не хочу рисковать, убивая всех двойников в доме.

Еще один момент, о котором я не упомянул, — яркость светодиода регулируется клавишами Fn+F5 и Fn+F6. У меня светодиоды настроены на максимальную яркость. Я не пробовал, но снижение яркости, вероятно, уменьшит ток до значения ниже 3 мА.

редактирование: я тестировал стандартную неперезаряжаемую пару свежих батареек типа АА. Индикатор питания стал красным менее чем через 5 минут работы и менее чем через 30 секунд общего времени горения светодиодов. Все, что я могу найти, когда я ищу эту тему, это люди, ПЫТАЮЩИЕСЯ быстро разрядить свои батареи. Я думаю, им просто нужно одолжить мою клавиатуру.

Вот изображение всей установки на макетной плате, которая разряжает батарею за считанные минуты:Вот изображение всей установки на макетной плате, которая разряжает батарею за считанные минуты.

Вы уверены, что воздействуете непосредственно на батареи, а не на какой-то повышающий преобразователь, который использовался для питания светодиодов?
Выложите схему того, что вы подключили. а) без него мы не сможем увидеть, что вы сделали не так, и б) сам процесс составления диаграммы и ее рисования, вероятно, заставит вас прийти в восторг! фейспалм! и решить свою проблему - см. это
Если ваш проект выглядит таким же грязным, как руководство, которое вы использовали, наиболее вероятно, что у вас где-то есть прерывистое короткое замыкание, которое убивает ваши батареи.
Я упомянул в вопросе, что я измеряю от контактов светодиода на микроконтроллере. Я совершенно уверен, что не измеряю напрямую от батареи, и это часть моего вопроса. Я предполагаю, что в клавиатуре есть какая-то схема для повышения напряжения, но я, как новичок, никогда о таком не слышал.
Я мог бы разместить схему, но я не уверен, что это будет полезно. Я отключил все от клавиатуры и использовал только макетную плату, а схема, которую я сделал, была ГЛУПОЙ простой. + -> Светодиод -> Резистор 100 Ом -> -. Я также добавил еще несколько светодиодов последовательно с другим, но схема остается такой же простой. Масса проводов, соединяющих клавиши, работает нормально, без странного поведения или разрядки аккумулятора. У меня не было никаких проблем, пока я не начал подключать светодиоды, и у меня оставалась та же проблема, даже когда я перенес все на гораздо более простую схему на макетной плате.

Ответы (2)

Обновлять:

Оператор использует контроллер клавиатуры, который, по-видимому, имеет встроенную микросхему повышающего импульсного стабилизатора или схему для установки светодиодов постоянного тока, не имея представления о спецификациях, целевом токе, напряжении или проводке для светодиодов. Учитывая, что срок службы Logitech K800 составляет 10 дней на полностью заряженном NiMH с включенной подсветкой, ЯВНО есть короткое замыкание или что-то в плате или проводке. Проверьте исходную плату на наличие деталей проводки и дважды проверьте свои модификации.

Старый ответ: 2x AA NiMH аккумуляторы не могут быть 15В. Номинальное напряжение будет 2,4В. Из вашего описания вы, очевидно, угадываете напряжение светодиода на основе их типичного рекомендуемого максимума, а не так, как это работает при более низком напряжении. Например, типичный синий светодиод будет иметь только прямое напряжение 3,3 В при токе 20 мА. При 1 мА оно может быть снижено до 2 В.

Что касается его измерения, напряжение в цепи всегда будет напряжением на его источнике напряжения. И ток через цепь одинаков во всей цепи.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Обратите внимание, что эти 3 светодиода с общим прямым напряжением 6,3 В при 20 мА будут иметь только 0,85 В или меньше на них и 9 микроампер. Это 0,000009 ампер или 0,009 миллиампер. Общее напряжение в сумме составляет 2,4 В на батареях.

Отлично, нет возможности. Так почему я измеряю 15 В? Как я уже сказал в вопросе, схема питается от двух контактов питания светодиодов на клавиатуре, но нет причин полагать, что они подключены напрямую к источнику питания. Вероятно, там есть какая-то схема, управляющая мощностью, прежде чем она достигнет светодиодов. Существует ли какая-то схема, которая могла бы производить 15 В при питании только от 2 батареек AA NIMH? Потому что это 100% то, что здесь происходит. Вместо того, чтобы делить напряжение источника между светодиодами, что, как я знаю, должно происходить, кажется, что напряжение источника увеличивается, чтобы соответствовать нагрузке.
Я ничего не угадываю - каждое число было взято непосредственно из многих, многих показаний мультиметра. Красный светодиод имел FV 1, желтый и зеленый — 1,1, а синий — около 1,6. Проблема заключалась в том, что общее напряжение между контактами питания увеличивалось на прямое напряжение светодиода каждый раз, когда я добавлял один последовательно. Я проверил ту же схему на стандартном источнике питания 5 В, и она работала, как и ожидалось, и смогла зажечь только пару светодиодов последовательно, прежде чем они стали действительно тусклыми. Клавиатура смогла зажечь более 7 светодиодов последовательно на 2,4 В, что для меня загадка.
@JupiterJesus, ты сказал, что подключил батареи к макету, а затем к резистору. Добавлен светодиод. затем еще один. и другой.
Цитируется, - I plugged the LED wires into the power rail of a breadboard- имея в виду провода питания светодиодов, выходящие из контактов питания светодиодов клавиатуры. Извините, если я был не ясен.
@JupiterJesus, в этом случае у вас есть недокументированный драйвер повышения / переключения постоянного тока, а в скопированном вами проекте также не содержится никаких подробностей о проводке светодиодов. Посмотрите на оригинальную проводку платы для подсказки.
Я думал, что вам нужно использовать USB для клавиатур с подсветкой, так как я покупал их на днях. Светодиоды потребляют много энергии по сравнению с ЖК-дисплеями, и я думаю, что это должно быть питание от USB.
@TimSpriggs У logitech k800 предположительно 10-дневный срок службы с включенной подсветкой. Но у него также есть встроенная схема подзарядки NiMH при подключении к USB, и у него есть датчик приближения (большая емкостная сенсорная плата), чтобы автоматически включать и выключать свет, увеличивая это время.
@Passerby Я добавил фотографию макетной платы. Никаких изменений в самом контроллере я не делал. Я никогда не видел эту проблему, прежде чем я подключил светодиодные провода. Все в клавиатуре работало отлично, когда у меня были подключены только переключатели - она ​​продержалась две недели на тех же батареях. Если на самой плате есть короткое замыкание, я действительно не знаю, как это могло произойти или как его найти. Я делаю некоторые тесты, чтобы увидеть, разряжается ли батарея, когда светодиодные провода подключены, но не имеют нагрузки, или происходит ли разрядка только при добавлении нагрузки. Также проверьте без подключенного светодиодного провода, чтобы убедиться.
Две детали, о которых я забыл упомянуть. Я обернул плату контроллера липкой/бумажной лентой, чтобы защитить ее от других источников электричества (особенно от конденсаторов). Я не думаю, что малярный скотч является проводящим, но если это так, то это меня порадует. Оригинальный моддер рекомендовал обернуть плату бумагой, чтобы защитить ее, я просто вместо этого использовал клей на бумажной основе. Кроме того, я заметил, что индуктор 101K с правой стороны очень сильно нагревается — не знаю, нормально ли это, кажется, горячее, когда я использую светодиоды, но не уверен.

Я могу только предположить, что в моей плате есть неисправность. Я не знаю, как, почему и когда это произошло, но я вскрыл другую клавиатуру (у меня было два мертвых K800 в моем ящике для мусора) и перепаял провода на новую плату, и вроде все в порядке. Светодиоды еще не пробовал.

Я бы предпочел подключить светодиоды к штифтам блокировки колпачков, поскольку они дают постоянное предсказуемое напряжение 3 В, но тогда мои фонари будут работать только с включенными колпачками. Если я не смогу найти обходной путь для этого (моддер упоминает использование питания светодиода с заглавными буквами, но не дает никакого обходного пути), мне придется надеяться, что питание светодиодной подсветки работает и не поджарит плату снова.

На заметку: оригинальная подсветка представляет собой простую светодиодную ленту с 8 маленькими белыми светодиодами и резистором, зажатую в какую-то рассеивающую пластину. Интересно, насколько полезно было бы просто зажать эту штуку в корпусе как есть и игнорировать светодиоды для каждого переключателя. Хотя это было бы не весело.

Светодиодная схема ОЧЕНЬ быстро разряжает батарейки АА
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v