Ein Spannungsregler (Varistor?) statt dutzender Strombegrenzungswiderstände in einem LED-Array?

Ich versuche, mit einem Steckbrett schlau zu sein, das Dutzende von TTL-Leitungen zusammenführt und die mit LEDs überwacht werden. Alle Chips, die ich verwende, sind von Natur aus strombegrenzend genug, damit ich meine Dioden nicht verbrenne, aber die LEDs sind eine Last auf den TTL-Leitungen, und einige dieser Dutzende von Leitungen treiben nur einen einzigen TTL-Eingang hoch, aber einige treiben mehr als Eins, besonders Daten-/Adressbusleitungen treiben bis zu 10 Eingänge an, die Grenze für TTL. Daher möchte ich in meinem LED-Array den/die höchstmöglichen Widerstand(e) verwenden, um das Licht sichtbar zu halten (ohnehin nicht grell hell), aber dennoch so wenig Strom wie möglich aus dem Bus zu saugen, damit alle Eingänge zuverlässig hoch getrieben werden können.

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Jetzt bin ich faul und ziehe es vor, schlau zu sein, anstatt eine Vorrichtung aus LEDs mit eingebauten Widerständen zusammenzulöten. Ja, das wäre ideal und vielleicht könnte ich es in den USA kaufen, aber ich bin jetzt nicht dort und kann keine ausgefallenen LED-Arrays mit gemeinsamer Kathode und eingebauten Widerständen kaufen.

Also dachte ich darüber nach, was wäre, wenn ich einen einzelnen variablen Widerstand auf der oberen Erdungsleiste auf meinem Steckbrett verwenden würde. Wenn ich den üblichen 220 Ω-Widerstand verwende, sehe ich die LEDs OK, bis 4 leuchten, danach wird es zu dunkel. Ich lasse sie nie alle aufleuchten, sagen wir bei maximal 8 Daten-/Adressbits (0xFF), 8 Steuerleitungen, die aktiv niedrig sind, und vielleicht 4 Steuerleitungen, die aktiv hoch sind. Also, das sind ungefähr 20, zwei Dutzend. Keine kleine Zahl.

Wenn also die Anzahl der eingeschalteten LEDs ungefähr konstant ist, könnte ich einfach einen kleinen Widerstand wie 10 Ω verwenden, und ich glaube, ich sollte in Ordnung sein. Aber die Anzahl der leuchtenden LEDs ist natürlich nicht konstant.

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Ich frage mich also, was wäre, wenn ich diesen einzelnen festen Widerstand R_com durch eine intelligente variable Sache ersetze? Wie wäre es in diesem Fall mit einem Spannungsregler? Würde ein Spannungsregler nicht sicherstellen, dass die "Ausgangs" -Spannung darüber konstant bleibt, so dass, wenn mehr Strom durch die Dioden fließt und die Spannung aller TTL-Leitungen hoch wird, er seinen effektiven Widerstand gegen Masse verringern würde, um die Spannung zu halten Niveau konstant? Oder gar ein Varistor?

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Kennt jemand so einen Trick?

PS: Ich weiß, dass ich es fest auf eine Platine löten kann und nicht so viel über die Anzahl der Komponenten herumfummeln muss. Aber das ist alles noch Prototyping, ich werde mit Ergonomie experimentieren, herausfinden, welche Farben und Helligkeitstypen von LEDs am besten funktionieren, mehr Linien hinzufügen oder einige Linien entfernen, bis ich etwas habe, das funktioniert. Das Beste, was mir ohne den Trick einfällt, wäre, Widerstände an die Füße der LED zu löten, aber das ist eine Menge Arbeit, Unordnung und anfällig für Brüche, da die Widerstandsdrähte heutzutage so fein sind.

Dioden sind nicht identisch. Deshalb müssen Sie jeden Strom einzeln begrenzen. Das größere Problem ist nicht einmal das, wo die LEDs zu schwach sind. Es sind LEDs, die braten. Die LED mit dem niedrigsten Spannungsabfall leitet mehr als ihren fairen Anteil am Strom (was ein gemeinsamer Widerstand mit einem ausreichend niedrigen Wert für mehrere LEDs zulässt, um richtig zu leuchten), wodurch sie brät. Natürlich brät ein gemeinsamer Widerstand mit einem solchen Wert auch LEDs, wenn aus dem gleichen Grund weniger LEDs leuchten.
Darüber hinaus scheinen Sie zu versuchen, einen Reihenspannungsregler als Shunt-Regler zu verwenden, was ebenfalls nicht funktioniert.
Wenn Sie feststellen können, dass es LEDs gibt, die niemals zusammen leuchten werden und die Gruppierungen sich gegenseitig ausschließen, können Sie diese Widerstände zusammen mit einem gemeinsamen Widerstand für jede Gruppe gruppieren.
Früher haben wir dafür nur einen 74LS07 verwendet. Sie erhalten sechs Puffer pro Paket, sie stellen eine Last an der Quelle dar und ihre Ausgänge können bis zu 30 V und 40 mA verarbeiten. Viel Spielraum für fast alle LED-Konfigurationen. Können Sie solche Geräte beschaffen?
Sie könnten sogar eine 12-V-20-mA-Glühlampe wie diese mit dem 74LS07 verwenden.
Das Problem mit der Art, wie Sie schreiben, scheint jedoch zu sein, dass Sie behaupten, Treiber zu haben, die nur ONE LOAD fahren können? Wie ist das möglich? Normalerweise kann jeder Ausgang viele Lasten treiben. Sie würden überhaupt keine Teile verkaufen, wenn sie nur einen Input für jeden Output handhaben würden. Bist du dir da sicher?
Ich bin verwirrt über all diese Kommentare angesichts der positiven Antwort. Die dreimal hochgewählte Antwort besagt "das wird funktionieren", aber @Hearth sagt, dass der Trick mit dem Spannungsregler nicht funktionieren wird. Und jeder schlägt verschiedene Puffer vor, 74LS07 oder '240. Aber ich habe bereits Puffer (eigentlich 74LS540) und das Braten der LEDs ist in diesem Fall kein Problem, ich kann die LED tatsächlich problemlos direkt auf Masse leiten. Das Problem ist, dass die LED zu viel Last saugt, um zu verhindern, dass die Leitungen die TTL-Eingänge bei Fan-Out ansteuern.
Ja, ich könnte die LEDs alle von einem anderen Puffer aus betreiben. Tatsächlich könnte ich das tun. Ich habe ein paar 74LS245-Chips unbenutzt, ich könnte tatsächlich einfach eine andere Scheibe Steckbrett verwenden, um diese hinzuzufügen. Ich habe jedoch versucht, nur ein Steckbrett für Eingabe- und Anzeigekonsole zu haben. Wenn Sie wissen möchten, dass ich Sie herzlich willkommen heisse, hier nachzuschauen: electronic.stackexchange.com/questions/466715/…
Nachdem Sie sich Ihre andere Frage angesehen haben, scheinen Sie ein gutes Projekt zu ruinieren, indem Sie ein bisschen faul und "billig" sind. Wenn Sie bereit sind, sich die Mühe zu machen, ein so schönes Gerät zu bauen, empfehle ich Ihnen dringend, einige der vorgeschlagenen Widerstandslösungen auszuprobieren. DIY-Widerstandsarrays sind 'leicht genug' - selbst für uns Oldies mit alternden Augen. Lötfähigkeiten verbessern sich mit Übung - und ein gut verzinntes Bit, gutes Lot und gut gelötete Oberflächen. Mach dich selber stolz ! :-)
Ich denke, dass Gunther davon ausgeht, dass der Regler strombegrenzt ist, und hofft, damit eine Stromquelle zu erzeugen. Dies funktioniert zwar (manchmal bei einigen ICs), aber es gibt keine Möglichkeit, den Stromgrenzwert auszuwählen. Meine Antwort enthält die Kriterien für die Strombegrenzung. Wie Sie das schaffen, ist eine andere Geschichte.
Eigentlich dachte ich nicht, dass "Strombegrenzung" wirklich das war, was ich sagen wollte. Ich mache mir keine Sorgen um das Durchbrennen der Dioden, der Ausgang eines der mir bekannten Puffer und Gatter wird meine Dioden nicht zerstören (mit Ausnahme des 74LS07 und aller Open-Collector-ICs natürlich). Ich hoffte nur, dass ein Spannungsregler dies tun würde Stellen Sie sicher, dass das Potenzial an der gemeinsamen Kathode immer gleich ist, egal wie viele Dioden eingeschaltet sind, dh es steigt nicht an wie in dem Fall, in dem ich einen einzelnen Festwiderstand habe. Eigentlich ist meine Idee ein Spannungsregler, der den Strom einfach auf GND umleitet, wenn die Spannung ansteigt.
Ich schätze, ich sollte mir einfach einen UA78L02 (2,6 V) und einen L78L33C (3,3 V) besorgen und das einfach mal ausprobieren. Muss nur warten, bis der Laden morgen öffnet.

Antworten (1)

Das wird funktionieren, vorausgesetzt, Sie erfüllen ein paar Kriterien.

  1. Der eingestellte Strom muss kleiner sein als der maximal zulässige Strom in jeder LED.

  2. Der aktuelle Satz muss kleiner sein als der Fanout Ihrer TTL minus dem Fan-in aller Gates, die Sie ansteuern.

  3. Sie müssen bereit sein zu akzeptieren, dass, wenn alle LEDs eingeschaltet sind, sie viel dunkler sind, als wenn nur eine eingeschaltet ist.

  4. Die Stromsenke muss eine ausreichende Spannungskompatibilität aufweisen, um zu funktionieren, wenn ihre Eingangsspannung gleich einem minimalen TTL-High-Pegel minus einem LED-Abfall ist.

Die Punkte 2 und 4 sind die großen Probleme. Insbesondere Punkt 2. TTL ist nicht wirklich gut darin, Strom zu liefern, und es nimmt an jedem Eingang einen beträchtlichen Eingangsstrom auf.

Ehrlich gesagt, wenn Sie mit TTL herumspielen wollen (anstatt etwas noch entfernt Neueres wie CMOS, sind Sie besser dran, eine Inverter-/Pulldown-Kombination zu verwenden.

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Auf diese Weise haben Sie eine gleichmäßige Belastung Ihres Signalbusses und eine gleichmäßige LED-Helligkeit. Sie können so etwas wie einen 74240 (oder noch besser einen 74LS240 oder 74HC240) als Puffer verwenden und 8 Kanäle in einem 20-Pin-DIP erhalten. Sie können ein 16-Pin-DIP-Pullup-Netzwerk verwenden und erhalten 15 Pullups in einem einzigen Paket.

Wir haben in den 1970er Jahren immer nur den 74LS07 verwendet. Behandelte Glühlampen sogar. 30 V @ 40 mA Ausgänge.
War Ihr "Ja, das würde funktionieren" in Bezug auf meine Spannungsregler-Intuition, die ich hatte? Weil jemand oben kommentiert hat, dass es nicht funktionieren würde. Was den Puffer betrifft, 74x240, '07 usw., ja, ich könnte die LEDs alle von einem anderen Puffer aus betreiben. Tatsächlich könnte ich das tun. Ich habe ein paar 74LS245-Chips unbenutzt, ich könnte tatsächlich einfach eine andere Scheibe Steckbrett verwenden, um diese hinzuzufügen. Ich habe jedoch versucht, nur ein Steckbrett für Eingabe- und Anzeigekonsole zu haben. Wenn Sie wissen möchten, dass ich Sie herzlich einlade, hier nachzuschauen: electronic.stackexchange.com/questions/466715/… .