LED's zijn een belangrijk onderdeel van de meeste schakelingen. Met behulp van de wet van Ohm kunnen we gemakkelijk de voorwaarden berekenen voor de theoretische lichtintensiteit die we zoeken.
LED's zijn een belangrijk onderdeel van de meeste schakelingen. Ze worden gebruikt om iets te verlichten of om de gebruiker iets aan te duiden vanuit het verborgen en obscure binnenste van een component. Velen zijn bekend met de simpele voeding-weerstand-led-aarde schakeling voor het aansturen van een LED. Met behulp van de wet van Ohm, V = IR, kunnen we de juiste waarde van de stroombegrenzende weerstand berekenen, gegeven de stuurspanning en de gewenste stroom voor de LED.
Met behulp van de wet van Ohm kunnen we gemakkelijk de voorwaarden berekenen voor de theoretische
lichtintensiteit die we zoeken.
Simpel genoeg. Maar zoals altijd doen natuurkunde en wat vakmanschap onze gangbare ideale berekening ontsporen. Als we een LED aansturen vanuit een microcontroller, wat we vaak doen, dan zijn de stuurspanning en "aarde" misschien niet wat we in de formule V = IR in gedachten hadden. Als je goed kijkt naar de specificaties van de input-output (IO) pin van de microcontroller, zul je merken dat er een verband bestaat tussen stroom toename en uitgangsspanning. Als je ingaande stroom (sinking) daalt, wordt de aarde hoger dan nul; wanneer je uitgaande stroom (sourcing) toeneemt, gaat de spanning onder het ideaal. Als je een LED tussen twee IO's aanstuurt, zoals bij het multiplexen van meerdere LED's, ervaar je zowel een lagere spanning en hogere aarde! De specificaties voor deze voltages variëren ook met de temperatuur, maar niet zo veel. (Refereer aan het datasheet, je moet ervoor zorgen dat de IO's daadwerkelijk de stroom kunnen leveren om je LED's aan te sturen, en dat je de totale stroom die je van de microcontroller kunt vragen niet overschrijdt. Dat zijn belangrijke dingen om op te letten.) Raadpleeg het datasheet van Microchip Technology, "tinyAVR 1-series: ATtiny1614/1616/1617," DS40002204A, 2020.
De IO-uitgangsspanning van Microchip's ATtiny161X. Hoe meer stroom er in de IO gaat, hoe hoger de uitgangsspanning ten opzichte van aarde. (Bron: Microchip-Technology)
De IO-uitgangsspanning van Microchip's ATtiny161X. Hoe meer stroom er van de IO uitgaat, hoe lager de uitgangsspanning in vergelijking met de ideale spanning. (Bron: Microchip-Technology)
Vervolgens definiëren LED-fabrikanten, soms opzettelijk, specificaties op een manier die het moeilijk maakt om de waargenomen intensiteit van de LED te vergelijken met producten van hun concurrenten, of zelfs binnen hun eigen assortiment. Dus zelfs als we heel hard proberen om ze alleen op specificatie te vergelijken, kunnen we nog steeds verbaasd zijn als we ze op onze schakeling aansluiten. Bovendien zien mensen intensiteit anders.
Het is fijn om met al deze kennis voorbereid te zijn, maar doet het er in de praktijk toe? Niet echt; je zult nog steeds de LED's moeten testen en je weerstandswaarden in het circuit aan moeten passen, hoe hard je ook probeert om de helderheid te voorspellen. Dit is wat ik altijd doe. Ik bestel - of, beter, vraag gratis - samples van een tiental kandidaten en test ze onder de omstandigheden van mijn schakeling om te zien wat het beste werkt. Ik heb tot nu toe geen betere manier gevonden. Jij wel?
Aanvullende Circuit Shorts, informatie over LED's en meer
Geïnteresseerd in het ontwerpen van schakelingen, LED's en printplaten? Abonneer je op de "Circuit Shorts" tag om updates te ontvangen. Als je op zoek bent naar een snelle manier om prototypes te maken, ga dan naar ElektorPCB4Makers. Ontvang twee PCB-prototypes in slechts drie werkdagen!
