Jeśli natężenie zasilania jest wyższe niż maks. natężenie, czy potrzebuję rezystora?

To dość podstawowe pytanie, ponieważ wciąż uczę się podstaw elektroniki. Rozumiem analogię, w której natężenie jest porównywane z ilością wody przepływającej przez wąż.

Mam zasilacz 5V-2A i chcę zasilić swój obwód. Styki poszczególnych elementów mają różne prądy maksymalne (250 mA dla PIC, 180 mA dla LCD itp.).

Teraz, jeśli postępuję zgodnie z powyższą analogią „ilości wody”, powinienem być w stanie podłączyć komponent, który pobiera maks. 250mA, ponieważ pobiera z 2A zamiast źródła zasilania, wtłaczając prąd do pinu. Teraz pozostanie mi 1,75 A prądu do końca mojego obwodu.

Czy nadal muszę umieszczać rezystor między zasilaczem a stykiem VDD elementu? Jeśli tak, dlaczego?

(To pytanie powstało, gdy dowiedziałem się, że między stykiem wyjściowym mikrokontrolera a diodą LED powinien znajdować się rezystor o wartości około 100 omów. Prąd diody LED wynosił 25 mA, a maksymalny prąd wyjściowy styków również wynosił 25 mA i nie rozumiałem, dlaczego potrzebowałem rezystora pomiędzy.)

Do pierwszego zamówienia ...

Masz rację. Obciążenie kontroluje maksymalny prąd, który może płynąć, podczas gdy źródło kontroluje maksymalne dostępne napięcie.

ale...

Nie masz racji co do swojej diody LED. To inny problem. Twoje myślenie zakłada, że ​​prawo Ohma zakłada działanie liniowe (i fazowe).

Diody (w tym diody LED) są urządzeniami nieliniowymi. Dioda będzie prezentować stałe napięcie (w przybliżeniu), gdy będzie „włączone” niezależnie od ilości przepływającego przez nią prądu. Dioda LED będzie jaśniejsza z większym prądem i wypaleniem (zniszczonym), jeśli zbyt długi prąd przepłynie przez nią.

Zauważ, że linia po prawej stronie osi Y na rysunku jest prawie pionowa. Oznacza to, że napięcie zmieni się bardzo niewiele, jeśli prąd przez diodę bardzo się zmieni. V wyraźnie nie jest równe IR dla diody.

Większość dyskretnych diod LED w świecie mikrokontrolerów unosi się wokół 2 V przy 20 mA (różni się w zależności od wielkości, składu chemicznego i budowy diody LED). Jeśli twój mikrokontroler zapewnia wyjście 3,3 V przez jeden ze styków ogólnego przeznaczenia (GPIO), wówczas prąd wymagany przez obwód LED przekroczy wartość, którą mikrokontroler może zapewnić przez sworzeń wyjściowy i wewnętrzną rezystancję sterownika wyjściowego w mikrokontrolerze ograniczy prąd do maksimum.

To ostatecznie zniszczy sterownik wyjściowy mikrokontrolera. Aby temu zapobiec, rezystor szeregowy jest dodawany w celu wyraźnego ograniczenia prądu do czegoś bezpiecznego.

Pracujesz wstecz, aby zmierzyć rezystor: (Vcc - Vled) / Iled = R

W większości aplikacji mikrokontrolera 3,3 V wartość ta wynosi około 100 omów.

Jako prostsza analogia różne urządzenia działają inaczej. Mikrokontroler i większość układów scalonych są jak małe inteligentne pompy wodne. Pobierają niewielką ilość potrzebnej wody (prądu) i tylko to.

Z drugiej strony diody LED są jak głupie odkurzacze o przemysłowej wytrzymałości. Podłącz go do źródła zasilania, a spróbuje zassać jak najwięcej prądu tak szybko, jak to możliwe. Dlatego potrzebujesz rezystora. Rezystor jest jak mała rura. Przepuszcza tak dużo prądu ze względu na swój rozmiar. Jest bardziej odporny na przepływ prądu. Led chce wyciągnąć jak najwięcej, ale tylko 25ma, które wybrałeś, przechodzi.

Jeśli chodzi o to, dlaczego potrzebujesz rezystora, gdy zarówno dioda LED, jak i styk wyjściowy są oceniane na 25 mA, to dlatego, że są to zalecane prądy, a nie maksymalne lub możliwe prądy. Dioda LED działa najlepiej przy 25ma (dla kompromisu jasności i tego, jak długo potrwa w tysiącach godzin), ale może być napędzana mniejszym prądem (nie tak jasny, trwa dłużej) lub wyższym prądem (jaśniejszy, nie trwa jak długo). Za mało prądu i nie chce się włączyć. Za dużo i ostatecznie się wypali.

Pin wyjściowy mikrokontrolera jest taki sam, ale jako źródło zasilania. Idealnie, chcesz tylko pobierać 25 mA prądu z tego pinu (i to bez wchodzenia w całkowity prąd ze wszystkich pinów lub spadek napięcia). 25ma w tym przypadku to zalecany prąd operacyjny. Możesz również zdobyć mniej. Dobrą praktyką jest pozyskiwanie tylko tyle, ile potrzebujesz dla danej konfiguracji. Możesz także zdobyć więcej źródeł. Większość arkuszy danych podaje maksymalne napięcie i prąd dla danego styku wyjściowego. (Na przykład zalecane 25ma, maksymalnie 40ma). Ale ponieważ prąd jest pobierany, a nie wypychany, musisz upewnić się, że to, co budujesz, bierze to pod uwagę. Do sygnalizacji lub komunikacji między twoim mikrokontrolerem a IC prawdopodobnie nie ma takiej potrzeby, ponieważ oba zostaną zaprojektowane tak, aby nie pobierać zbyt dużego prądu. Ale jeśli podłączasz prąd głodną diodę,

Wreszcie, dla przypomnienia, używany zasilacz działa w ten sam dokładnie sposób. Podłącz coś, co pobiera więcej niż zalecane / maksymalne 2A, a ono usmaży się i zepsuje (albo otworzy bezpiecznik lub przejdzie w tryb resetowania w zależności od jego jakości). Podłącz 2-amperowy wysokoprądowy doprowadzony bezpośrednio do niego bez opornika ograniczającego prąd i oba nie będą zadowolone. HTH.