Светодиоды на (батарейке) бюджетно! – Как я могу уменьшить ток через светодиод, не израсходовав батарею?

Используйте слаботочный светодиод. Например, этот потребляет 2 мА.

Используйте широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) для управления светодиодом. В выключенном состоянии он не потребляет энергию. Яркость 50% может быть приемлемой.

Я думаю, что использование резистора для снижения тока израсходует срок службы батареи. Это правда?

На первое утверждение трудно ответить да/нет. Технически он потребляет часть энергии на себя, но по мере увеличения сопротивления мощность падает (ток также уменьшается, что важно в батарее).

Как он израсходует батарею, если ток поддерживается небольшим?

Это очень и очень сумбурное заявление. «Маленький» для каждого человека означает что-то свое. Если вы имеете в виду малое, например, незначительное, то его можно не учитывать, но я сомневаюсь, что это верно для схемы, считающей мкА. Чтобы это было незначительным, хорошим правилом может быть то, что его средний ток меньше 1/10 от общего тока вашей системы (я поля, 1/10 достаточно для 1/бесконечности).

Это рассеивание мощности?

Да, в самом коротком ответе. Батарея имеет связанное с ней напряжение, которое вы обычно знаете заранее. У большинства устройств ток меняется при изменении напряжения, но, поскольку вы знаете напряжение, вы можете определить потребляемый им ток. Поскольку емкость аккумулятора измеряется в Ач или мАч, то все готово. возьмите емкость в Ач и разделите на то, сколько А потребляет ваше устройство, и вы получите срок службы в часах. Номер достаточно большой? вы настроены. Умру на 3 недели раньше? теперь вам нужно найти способ уменьшить среднее потребление тока или приобрести батареи большего размера.

Я думаю, что использование диода (и резистора меньшего размера) все равно будет расходовать батарею (LadyAda сказала что-то вроде «любое линейное устройство для снижения напряжения использует такое же количество энергии»). Это правда? Это та же сумма?

Как было сказано ранее, у вас фактически есть текущий бюджет. если ваше среднее потребление тока увеличилось, то вы потеряли срок службы батареи.

Можно ли понизить напряжение "на халяву", то есть не тратя лишней мощности? Как микросхема регулятора может делать то, чего не могут резистор или диод?

Да, если вы используете такое устройство, как драйвер светодиодов, то это может помочь. Большинство из них являются импульсными источниками питания . Это относительно продвинутая концепция в электронике, не утруждайте себя попытками понять ее. Просто поймите, что это обман. Он будет иметь эффективность в диапазоне 80 или 90%. Вы можете рассчитать энергопотребление вашего устройства, а затем учесть эффективность, чтобы получить реальную потребляемую мощность. Затем его можно разделить на напряжение, и оно должно соответствовать среднему потребляемому току.

Мой совет

Есть более простой способ. Как говорил Джоби, ШИМ. Но я бы не советовал использовать 10% ШИМ или даже 1%. Вместо этого кратковременно мигайте светодиодом, чтобы сообщить о важных событиях.

Если вы хотите проверить, находится ли ваше устройство в спящем режиме, мигайте им каждую 1 секунду после пробуждения. Если вы передаете, когда подключен rs232, мигайте каждый раз, когда вы отправляете «пакет». Это может дать вам «включенное» время в миллисекундах каждые несколько секунд. Если вы думаете об этом как о базовой ШИМ, то вы получаете менее 0,1%. если вы тянете 20 мА, чтобы мигать (довольно ярко), то вы тянете в среднем 20 мкА. Перейдите к диоду 2 мА, и вы делаете средний ток 2 мкА. если вы моргаете каждую минуту, вы можете разделить на 60: 1/30 мкА.

Вот замечательная заметка от Microchip о высокоэффективном управлении светодиодами. http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91060b.pdf

Суть в том, что они используют индуктор для управления светодиодом без токоограничивающего резистора. Индуктор автоматически управляет светодиодами при соответствующем напряжении. Я не знаю, насколько это практично, но, возможно, стоит изучить.

Как вы заметили, резистор тратит энергию впустую. Любое другое аналоговое устройство, такое как транзистор в цепи регулятора, любая микросхема, диод или что-то еще, если оно передает ток от источника напряжения к светодиоду, будет тратить энергию впустую. На нем есть падение напряжения, от напряжения питания до прямого падения напряжения на светодиоде, независимо от того, через какой светодиод протекает ток. Умножьте, чтобы найти мощность, потраченную впустую в виде тепла. Никакая причудливая ИС регулятора не может избежать этой базовой физики.

Есть только два электрических элемента, которые не тратят энергию впустую: пустой воздух и провод. Пустой воздух, то есть любое отсутствие соединения, такое как разомкнутый переключатель или выключенный транзистор, имеет нулевой ток. Провод или любой проводник, такой как включенный транзистор (без учета небольшого напряжения насыщения), имеет нулевое падение напряжения. В маломощных цепях следует избегать резисторов и использовать транзисторы в качестве переключателей, всегда либо включенных, либо выключенных.

Для светодиода, которому требуется определенное количество тока, вы можете управлять транзистором с прямоугольной волной. В транзисторе теряется очень мало энергии, независимо от того, «включен» он или «выключен». Заряд эффективно передается светодиоду. Конечно, вы не хотите, чтобы во время фазы «включено» протекал слишком большой ток, который поджаривал светодиод или вызывал его старение, поэтому сгладьте напряжение на нагрузке с помощью конденсатора. (Это необязательно, в зависимости от максимального номинального тока светодиода, частоты переключения и т. д.) Яркость светодиода можно варьировать, изменяя рабочий цикл прямоугольной волны, хотя вы хотели бы воздержаться от использования 100% на волне - тогда на светодиод подается полное напряжение питания.

Это базовый импульсный источник питания, жизненно важная технология последних и ближайших десятилетий.

Если вы увеличите сопротивление вашего токоограничивающего резистора, я думаю, срок службы вашей батареи будет увеличен. При использовании источника напряжения (например, батареи) резистор большего размера означает, что через резистор и диод будет протекать меньший ток. Единственным недостатком является диммер. Однако, поскольку ток через всю цепь был уменьшен, срок службы батареи, указанный в мАч, будет увеличен.

Что вам нужно, так это схема управления током. Они обычно встречаются в более качественных светодиодных фонариках ( пример ), а такие устройства, как MAX6969, могут помочь вам управлять кучей светодиодов с микроконтроллера. Этот конкретный чип не сэкономит вам энергию, если вы не объедините его с более низким напряжением (возможно, подаваемым стабилизатором постоянного напряжения) для питания светодиодов или ШИМ. Увеличение последовательного резистора действительно будет потреблять меньше тока и, таким образом, продлит срок службы батареи, но также уменьшится свет. С источниками постоянного тока вы можете устранить мощность, преобразуемую в тепло в последовательных резисторах.

вместо этого попробуйте включить светодиод с понижающим трансформатором. Используйте сторону с большим количеством катушек, соединенных последовательно, со светодиодом. Он обеспечивает сопротивление, делая много витков в катушке трансформатора, прежде чем достигнет светодиода. резистор .. потери будут меньше