Wie löst man den aktuellen Widerstandswert für die LED-Schaltung?

Ich habe also folgende LED-Schaltung:

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Ich weiß, wie man die Durchlassspannung und den Strom aus dem Datenblatt der LED findet und wie man dann nach dem entsprechenden Wert von löst R .

Was ich jedoch wirklich tun möchte, ist, den Widerstandswert auf festzulegen R = 100 (Ich wähle nur einen Widerstandswert aus, der in einem Kit vorhanden ist, das ich habe) und löse nach ICH F :

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Die einzige Möglichkeit, die ich mir derzeit vorstellen kann, um dies zu lösen, ist:

v F + v R = v C C − v Ö L
v F + ICH F R = v C C − v Ö L
v F + 100 ICH F = 4.3

ich fand ( v F , ICH F ) = { ( 2.3 , 20 ) , ( 2.8 , 15 ) } 2 willkürliche Lösungen der Gleichung sein. Dann habe ich eine Linie auf dem VI-Plot gezeichnet, um alle möglichen Lösungen der Gleichung zu bestimmen. Schließlich fand ich den Schnittpunkt der Linie und des VI-Diagramms, um zu bestimmen, was die wahre Lösung der Gleichung ist.

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Daraus sieht es aus v F = 2.1 Und ICH F = 22 .

Das war allerdings viel Arbeit für eine solche Grundschaltung. Gibt es einen einfacheren Weg, was zu lösen oder zumindest gut abzuschätzen? ICH F gegeben wäre R ? Der Wert des Stroms ist mir sehr wichtig, weil ich sicherstellen muss, dass ich meinen Mikrocontroller nicht brate!

Antworten (3)

Gibt es einen einfacheren Weg, was zu lösen oder zumindest gut abzuschätzen? ICH F ... weil ich aufpassen muss, dass ich meinen Mikrocontroller nicht brate!

Zwei einfache Lösungen:

  • Wählen Sie einen Zielstrom, der deutlich unter den Grenzwerten des Mikros oder der LED liegt, z. B. 5 mA statt 20 mA, und nehmen Sie dann einfach an v F nahe an seinem Nennwert liegt (z. B. 2,2 V in diesem Beispiel). Wenn die LED bei sehr hellem Licht nicht sichtbar sein muss, sollten 5 mA ausreichend sein (oder Sie sollten in der Lage sein, eine andere LED zu finden, die mit 5 mA ausreichend sichtbar ist).

oder

  • Verwenden Sie einen Transistorpuffer mit einer Kapazität von weit mehr als 20 mA, um das Risiko für das Mikro zu eliminieren.

Bevor Sie versuchen, den Diodenstrom genauer zu berechnen, sollten Sie bedenken, dass die Durchlassspannung der Diode wahrscheinlich um 100 mV oder mehr variiert, wenn sich ihre Temperatur ändert.

Der Transistorpuffer scheint zu viel zusätzlicher IC zu sein, versuchen Sie, die Schaltung klein zu halten, also hoffe ich, einen Stromwert zu erreichen, den die MCU selbst verarbeiten kann. Ich verstehe Ihre erste Lösung jedoch nicht ganz. Wollen Sie damit sagen, dass Sie im Grunde nur nach lösen R ein Ziel gegeben ICH F wie gewöhnlich? Was mache ich, wenn der bestimmte Widerstandswert, den ich benötige, nicht in meinem Kit enthalten ist?
@rcplusplus "Ich hoffe, einen aktuellen Wert zu erreichen, den die MCU selbst verarbeiten kann." Bitte nicht, das ist nicht das, was eine MCU tun soll. MCU dient zur Präzisionsberechnung und Signalisierung von Leistungsschaltern. Verwenden Sie mindestens einen Treiber wie einen ULN200x, aber ein Transistor sollte in diesem Fall ausreichen.
@Mast Nun, ein Zwischenziel ist es, ein gemeinsames Anodensiebensegment mit Strom zu versorgen (das ich als 7 LEDs parallel mit ihren miteinander verbundenen Anoden modellieren würde). Um den Strom zu beziehen, wollte ich ein PMOS verwenden, da die Quelle damit umgehen muss 7 ∗ ICH F . Bei den 7 Kathoden dachte ich jedoch, dass jede direkt von der MCU gesteuert werden könnte. Wäre eine bessere Idee, einen stromsenkenden Chip zu verwenden?
@Mast wäre es nicht auch ein bisschen übertrieben, sich auf einen separaten Chip / eine separate Komponente zu verlassen, nur um eine LED einzuschalten? Vor allem, wenn die MCU alleine damit sehr gut zurechtkommt?
@rcplusplus siehe den letzten Satz von Spehros Antwort: Wählen Sie einfach einen Widerstand aus, der eine ausreichend helle LED mit viel Spielraum zu Ihren maximalen Stromgrenzen liefert.
@rcplusplus, wenn die Ausgangsstromgrenzen Ihres Mikros nicht hoch genug sind, damit Sie Ihre Last mit Strom versorgen können, ohne sich um jeden Milliampere zu quälen, dann ist es nicht übertrieben, einen externen Puffer zu verwenden.

Sie sind auf dem richtigen Weg. Sie können die Lastlinie für den von Ihnen gewählten Widerstandswert einfach auf die LED-IV-Kurve legen. Hier ist eine, die ich gemacht habe:

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Abbildung 1. Verschiedene Widerstands- und LED-Lastleitungen für eine 5-V-Versorgung. Der Schnittpunkt einer Widerstands- und IV-Kurve ergibt den Arbeitspunkt. Quelle: LEDnique.com .

Ich arbeite noch an den Kurven, die etwas abseits sind. (Blau und Weiß sollten zum Beispiel viel näher sein.)

Auf der verlinkten Seite gibt es einige ausgearbeitete Beispiele.

Sie scheinen Grün und Gelb außer Betrieb zu haben.
Berücksichtigt jemand die sicheren Strom-/Temperaturwerte eines bestimmten LED-Typs? Es gibt LEDs, die bei 2 mA, 20 mA und 200 mA maximal sind. Obwohl die LED-Durchlassspannungen ähnlich sein können, kann der Betriebsstrom stark variieren.

Sie verschwenden aus mehreren Gründen Ihre Zeit, wenn Sie davon ausgehen, dass dies ein einfacher visueller Indikator ist.

Die Kurve der LED-Durchlassspannung gegenüber der Stromstärke ist nicht garantiert, normalerweise nur ein oder zwei feste Punkte. Sie variiert von Gerät zu Gerät und mit der Temperatur. Vielleicht möchten Sie in Zukunft den Hersteller wechseln und die Chemie oder der Innenwiderstand könnten etwas anders sein.

Die visuelle Helligkeit ändert sich aufgrund der logarithmischen Augenreaktion nicht allzu sehr mit dem Strom - eine gute LED mit 5 mA kann fast zu hell sein, und eine alte Schule mit 20 mA kann meh sein.

Der minimale GPIO-Abfall wird normalerweise überhaupt nicht angegeben, bei allen Strömen nur das Maximum.

Sie sollten bei weitem nicht in der Nähe des aktuellen Niveaus sein, das Ihren GPIO "braten" würde. Andernfalls werden Sie wahrscheinlich auf Zuverlässigkeitsprobleme stoßen.

Während es einen Geek-Appeal gibt, eine Kurve an die LED und an die IV-Kurven des GPIO-Ausgangs anzupassen und ein beliebiges aktuelles Ziel innerhalb eines Bruchteils eines Prozents zu treffen, ist es kein wirklich nützlicher Trick. Wenn es so viel Aufwand erfordert, wird es wahrscheinlich zu variabel sein.

Wählen Sie einfach einen Wert, der genügend Helligkeit bietet und viel Spielraum hat.

Ich schätze, ich könnte der Geek sein! Ich bin nicht wirklich. Ich spreche die Verbreitung in LED an v F in meiner Antwort auf Schaltung mit 10 LEDs . Ihrer Antwort stimme ich wie immer voll und ganz zu.
Der Denkprozess läuft also wirklich so ab: Um 15 mA Strom zu erhalten, brauche ich einen 150-Ω-Widerstand. Aus meinem Kit kann ich entweder einen 100Ω- oder einen 220Ω-Widerstand auswählen. Ich würde lieber auf der Seite von zu wenig Strom irren, also nehme ich einfach den 220Ω-Widerstand. Ist es das, was du meintest?
@rcplusplus Ziemlich viel, obwohl ich glaube, dass heutzutage niemand mehr 15 mA für einen Indikator braucht. Sind Sie sicher, dass 5 mA nicht hell genug sind?
@SpehroPefhany Es könnte sein, ich vermute hier wirklich nur haha. Mein Endziel ist es, eine 7-Segment-Anzeige mit Strom zu versorgen (die ich nur als 7 LEDs parallel modelliere). Ich bin davon ausgegangen, dass Sie ~ 10-15 mA benötigen, um eine LED auf einen schönen Wert leuchten zu lassen, aber ich kann einen kleinen Stromwert ausprobieren. Das ist jetzt alles nur eine theoretische Wertberechnung und mich hat der Prozess sowieso etwas mehr interessiert!
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