Gibt es einen Fallstrick bei der Verwendung von Widerständen in Reihe UND parallel für ein LED-Array?

Ihre LEDs funktionieren möglicherweise genau so, wie Sie es erwarten, oder auch nicht, je nachdem, was Sie erwarten.

Die Helligkeitsänderung beim Betätigen des Schalters variiert je nachdem, ob Sie 1 oder 9 LEDs leuchten lassen. Bei 1 LED ist die Änderung gering, bei 9 LEDs ist die Änderung groß.

Bei geschlossenem Schalter haben beliebig viele LEDs die gleiche Helligkeit. Wenn Sie bei geöffnetem Schalter mehr LEDs einschalten, werden die bereits eingeschalteten LEDs weniger hell.

Wenn Sie R8 eliminieren und die LEDs PWM-schalten, können Sie unabhängig von der Anzahl der leuchtenden LEDs eine konstante Helligkeitsänderung erzielen.

Eine 3-V-Batterie ist in Ordnung für rote, orange-gelbe LEDs mit niedrigeren Durchlassspannungen und nicht so gut für Weiß, Blau und Grün. Vielleicht möchten Sie die Verwendung einer einzelnen wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Zelle in Betracht ziehen, die die Spannung auf 3,6 V erhöht. Die Entladekurve einer Lithiumzelle bleibt bis zum Abschalten der Entladung über 3 V.

Widerstände eignen sich nicht gut für die Batterieeffizienz. Der Wert des Strombegrenzungswiderstands wird für eine feste Spannung gewählt. Wenn die Batteriespannung sinkt, nimmt die Effizienz ab und die LEDs werden vorzeitig gedimmt. Die Entladekurve einer AAA-Batterie funktioniert nicht gut für LEDs, die ihre Durchlassspannung aufrechterhalten müssen.

Ein Konstantstromregler (CCR) ist das Äquivalent eines dynamischen Widerstands, der den Strom unabhängig von der Spannung aufrechterhält.

Der Microchip MIC2860 ist ein 1 mm x 2 mm großer, hocheffizienter LED-Treiber für 0,25 $, der zwei LEDs mit bis zu 30 mA ansteuert. Dieser Konstantstromregler hält den Strom mit einer Dropout-Spannung von nur 0,052 mV.

Ein Widerstand stellt den maximalen Strom ein, und das Gerät hält optional auch einen Helligkeitssteuerwert (32 Stufen), wodurch die Notwendigkeit eines konstanten PWM-Dimmsignals entfällt. Im Standby verbraucht das Gerät nur 0,01 µA und behält die eingestellte Helligkeit. Es kann auch mit PWM über den Enable-Pin gesteuert werden.

Ihre LEDs funktionieren genau so, wie Sie es erwarten. Der Reihenwiderstand begrenzt die parallelen Stränge auf einen maximalen Strom von A/n, wobei N wirklich durch die einzelnen Widerstände eingestellt wird. Die beiden Abschnitte gleichen sich bei einem Strom aus, der stark von der Durchlassspannung und dem Durchlassstrom aller LEDs abhängt. Der theoretische Durchgangsstrom ist etwas schwierig zu berechnen, und die praktischen Ergebnisse variieren natürlich basierend auf der tatsächlichen V _f vs. I _f der LEDs und der Batteriespannung.

Wenn Sie es nicht richtig sehen, kann eine LED heller sein als die anderen, und selbst wenn sie gleich aussehen, können die I _f - und Widerstandstoleranzen bedeuten, dass eine bei 9 mA liegt, während eine andere bei 6 mA liegt. Ich habe mehrere identische LEDs parallel zu einem Widerstand geschaltet. Einer sah heller aus als der Rest. Ich habe es einfach durch eines ersetzt, das der Helligkeit der anderen entsprach. Langlebigkeit und Stromanpassung waren für ein einmaliges Projekt nicht wichtig.

Aber es wird im Wesentlichen tun, was Sie denken. Volle Helligkeit, wenn der Schalter gedrückt wird, wodurch R8 kurzgeschlossen wird, und ein Bruchteil der Helligkeit, wenn R8 im Weg ist.

Als Alternativen bieten ein Mikrocontroller mit PWM-Steuerung der LEDs und ein Druckknopf für die Eingabe eine feinere Steuerung und viele weitere Optionen. Viele Mikrocontroller funktionieren problemlos mit 2x AAA, sodass Sie höchstens einen SMD-IC und möglicherweise einen 0,1-µF-Bypass-Kondensator hinzufügen. Code ist besser als diskrete Logik, IMHO. Stellen Sie sich vor, Sie jagen LEDs oder Muster auf dem Battle Worn-Look, den Sie sich vorstellen.

Das ist ein gutes Design, zum Teil, weil es Sie dazu zwingt, es ohne den Widerstand im Schaltkreis (dh im hellen Modus) richtig zu machen. Durch Hinzufügen des Widerstands wird einfach die effektive Spannung an allen LEDs genau gleich gesenkt.

Nicht jede LED reagiert darauf auf die gleiche Weise, sodass Sie möglicherweise Ungleichmäßigkeiten in "dim" haben, die Sie in "hell" nicht hatten. Das ist nur dann ein Problem, wenn die Spannungs-Strom-Kurve der LEDs nicht gleich ist.

Wenn Sie die LEDs über eine SPI-Schnittstelle ansteuern könnten, würde der TLC5917 Ihr Problem lösen - und die Vorwiderstände eliminieren. Dieses Gerät stellt den Stromantrieb für alle sieben LEDs durch einen einzigen Widerstand ein, der geschaltet werden könnte, um eine Änderung der Helligkeit bereitzustellen.