Diody LED w budżecie (baterii)! - Jak mogę obniżyć prąd przez diodę LED bez zużycia baterii?

EDYCJA: Oto bardzo krótka wersja, meandrująca wersja z motywem jest prawdopodobnie uwzględniona w pytaniu nadrzędnym dotyczącym ogólnych optymalizacji czasu pracy baterii .

Jak obniżyć prąd do diody LED bez marnowania baterii?

Myślę, że użycie rezystora do obniżenia prądu zużyje żywotność baterii. Czy to prawda? Jak zużywa baterię, jeśli prąd jest utrzymywany na niskim poziomie? Czy to rozpraszanie mocy?

Myślę, że użycie diody (i mniejszego rezystora) nadal zużywa baterię (LadyAda powiedziała coś w stylu „dowolne urządzenie liniowe do obniżenia napięcia zużywa taką samą moc”). Czy to prawda? Czy to ta sama kwota?

Czy mogę obniżyć napięcie „za darmo”, czyli bez marnowania zbyt dużej mocy? Jak układ scalony regulatora może zrobić to, czego nie może zrobić opornik lub dioda?

Użyj niskoprądowej diody LED. Na przykład ten zużywa 2 mA.

Użyj modulacji szerokości impulsu (PWM) do sterowania diodą LED. W okresie wyłączenia nie zużywa energii. Dopuszczalna może być 50% jasność.

Myślę, że użycie rezystora do obniżenia prądu zużyje żywotność baterii. Czy to prawda?

Na pierwsze stwierdzenie trudno jest odpowiedzieć tak / nie. Technicznie zużywa część energii na siebie, ale wraz ze wzrostem rezystancji spada ona (prąd również maleje, co ma znaczenie w akumulatorze).

Jak zużywa baterię, jeśli prąd jest utrzymywany na niskim poziomie?

To bardzo, bardzo niechlujne stwierdzenie. „Mały” oznacza dla każdego coś innego. Jeśli masz na myśli małe, jak mało istotne, można je zignorować, ale wątpię, czy jest to prawdą w przypadku obwodu zliczającego uA. Aby było to nieistotne, dobrą zasadą może być to, że jego średni prąd jest mniejszy niż 1/10 całkowitego prądu systemu (jestem polami, 1/10 wystarcza na 1 / nieskończoność).

Czy to rozpraszanie mocy?

Tak, w najkrótszej odpowiedzi. Z akumulatorem związane jest napięcie, które zwykle znasz z góry. Większość urządzeń ma prąd, który zmienia się wraz ze zmianą napięcia, ale ponieważ znasz napięcie, możesz określić jego pobór prądu. Ponieważ pojemność baterii mierzona jest w AH lub mAH, to jesteś ustawiony. weź pojemność w AH i podziel przez liczbę A, które ciągnie twoje urządzenie i masz całe życie w godzinach. Liczba wystarczająco duża? jesteś ustawiony. Umrzesz 3 tygodnie wcześniej? teraz musisz znaleźć sposób na zmniejszenie średniego poboru prądu lub zdobycie większych baterii.

Myślę, że użycie diody (i mniejszego rezystora) nadal zużywa baterię (LadyAda powiedziała coś w stylu „dowolne urządzenie liniowe do obniżenia napięcia zużywa taką samą moc”). Czy to prawda? Czy to ta sama kwota?

Jak wspomniano wcześniej, skutecznie masz bieżący budżet. jeśli średni pobór prądu zostanie zwiększony, stracisz żywotność baterii.

Czy mogę obniżyć napięcie „za darmo”, czyli bez marnowania zbyt dużej mocy? Jak układ scalony regulatora może zrobić to, czego nie może zrobić opornik lub dioda?

Tak, jeśli używasz urządzenia takiego jak sterownik LED, może to załatwić sprawę. Większość z nich to zasilacze impulsowe . Są to stosunkowo zaawansowane koncepcje w elektronice, nie pobijaj się, próbując je zrozumieć. Po prostu zrozum, że to oszukuje. Będzie miał sprawność w zakresie 80 lub 90%. Możesz obliczyć zużycie energii przez urządzenie, a następnie uwzględnić wydajność, aby uzyskać rzeczywisty pobór mocy. Można to następnie podzielić przez napięcie i powinno ono korelować ze średnim poborem prądu.

Moja rada

Jest łatwiejszy sposób. Jak mówił Joby, PWM. Ale nie sugerowałbym używania 10% PWM, a nawet 1%. Zamiast tego krótko mrugaj diodą LED, aby poinformować Cię o ważnych wydarzeniach.

Jeśli chcesz sprawdzić, czy urządzenie śpi, mrugaj co 1 sekundę. Jeśli transmitujesz, gdy podłączony jest rs232, mrugaj za każdym razem, gdy wysyłasz „pakiet”. Może to dać ci czas włączenia w milisekundach co kilka sekund. Jeśli uważasz to za podstawowy PWM, to otrzymujesz mniej niż .1%. jeśli ciągniesz 20mA, aby mrugnąć (dość jasno), to ciągniesz średnio 20uA. Przejdź do diody 2mA, a robisz średni prąd 2uA. jeśli mrugasz co minutę, możesz podzielić przez 60 przez to: 1 / 30uA.

Oto wymyślna notatka Microchip do aplikacji o wysokiej wydajności diod LED. http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91060b.pdf

Istotą jest to, że używają induktora do napędzania diody LED bez rezystora ograniczającego prąd. Cewka indukcyjnie napędza diody LED odpowiednim napięciem. Nie wiem, jak to jest praktyczne, ale warto to zbadać.

Jak widać, rezystor marnuje energię. Każde inne urządzenie analogowe, takie jak tranzystor w obwodzie regulatora, jakikolwiek układ scalony, dioda itp., Jeśli przenosi prąd ze źródła napięcia do diody LED, marnuje energię. Występuje na nim spadek napięcia, od napięcia zasilania do spadku napięcia w przód na diodzie LED, przy czym przepływa prąd LED. Pomnóż, aby znaleźć energię zmarnowaną jako ciepło. Żaden fantazyjny regulator IC nie może uciec od tej podstawowej fizyki.

Są tylko dwa elementy elektryczne, które nie marnują energii: puste powietrze i drut. Puste powietrze, to znaczy każdy brak połączenia, taki jak otwarty przełącznik lub wyłączony tranzystor, ma zerowy prąd. Drut lub dowolny przewodnik, taki jak włączony tranzystor (ignorując małe napięcie nasycenia) ma zerowy spadek napięcia. Obwody o niskiej mocy muszą unikać rezystorów i używać tranzystorów jako przełączników, zawsze włączanych lub wyłączanych.

W przypadku diody LED, która potrzebuje określonej ilości prądu, możesz napędzać tranzystor prostokątną falą. Bardzo mało energii marnuje się w tranzystorze, niezależnie od tego, czy jest on „włączony”, czy „wyłączony”. Ładunek jest skutecznie przesyłany do diody LED. Oczywiście nie chcesz pozwolić, aby zbyt dużo prądu płynęło podczas fazy „włączenia” i wzniecić toast za diodę LED lub spowodować jej starzenie się, więc wygładź napięcie przy obciążeniu kondensatorem. (Jest to opcjonalne, w zależności od maksymalnego prądu diody LED, częstotliwości przełączania itp.) Jasność diody LED można zmieniać, zmieniając cykl pracy fali prostokątnej, chociaż chcesz powstrzymać się od używania 100% fali - wtedy pełne zasilanie jest podawane do diody LED.

Jest to podstawowy zasilacz impulsowy, ważna technologia ostatnich i nadchodzących dziesięcioleci.

Jeśli zwiększysz rezystancję ogranicznika prądu, sądzę, że żywotność baterii wydłuży się. Dzięki źródłu napięcia (np. Baterii) przy użyciu większego rezystora oznacza to, że mniej prądu przepłynie przez rezystor i diodę. Jedynym minusem jest to, że masz diodę przyciemniającą. Jednak ponieważ prąd w całym obwodzie został zmniejszony, żywotność baterii w mAh zostanie zwiększona.

To, czego chcesz, to obwód sterowania prądem. Są one powszechnie spotykane w lepszych latarkach LED ( przykład ), a urządzenia takie jak MAX6969 mogą pomóc ci kontrolować kilka diod LED z mikrokontrolera. Ten konkretny układ nie zaoszczędzi ci energii, chyba że połączysz go z niższym napięciem (być może zasilanym przez regulator napięcia stałego) do zasilania diod LED lub PWM. Zwiększenie rezystora szeregowego rzeczywiście pobiera mniej prądu, a tym samym zapewnia dłuższą żywotność baterii, ale światło również zostanie zmniejszone. Dzięki stałoprądowym zasilaczom można wyeliminować moc przekształcaną w ciepło w rezystorach szeregowych.

zamiast tego spróbuj uruchomić led z transformatorem obniżającym napięcie .. użyj strony z większą liczbą cewek tylko w szeregu, z led .. to zapewnia opór wykonując wiele zwojów w cewce transformatora przed dotarciem do led .. nie będzie dużo ciepła również w przeciwieństwie do rezystor..stage będzie mniejszy