LED dengan anggaran (baterai)! - Bagaimana saya bisa menurunkan arus melalui LED tanpa menghabiskan baterai?

14

EDIT: Ini adalah versi yang jauh lebih singkat, versi termotivasi yang berkelok-kelok mungkin dimasukkan dalam pertanyaan induk tentang optimisasi masa pakai baterai secara umum .

Bagaimana saya bisa menurunkan arus menjadi LED tanpa membuang-buang baterai?

Saya pikir menggunakan resistor untuk menurunkan arus akan menghabiskan masa pakai baterai. Apakah ini benar? Bagaimana cara menggunakan baterai jika arus disimpan kecil? Apakah ini disipasi daya?

Saya pikir menggunakan dioda (dan resistor yang lebih kecil) masih akan menghabiskan baterai (LadyAda mengatakan sesuatu seperti "perangkat linier untuk menurunkan tegangan menggunakan jumlah daya yang sama"). Apakah ini benar? Apakah jumlahnya sama?

Bisakah saya menurunkan tegangan "gratis", yaitu tanpa membuang terlalu banyak daya? Bagaimana IC regulator dapat melakukan apa yang tidak bisa dilakukan oleh resistor atau dioda?

— Jack Schmidt
sumber

Anda sepertinya mengajukan pertanyaan, bagaimana cara menurunkan arus LED. Jika ini masalahnya, Anda dapat mempersingkat banyak pertanyaan. Orang akan mengarahkan Anda ke arah yang benar.

— Kortuk

Dipendekkan secara radikal. Saya terhubung ke pertanyaan lain untuk konteks.

— Jack Schmidt

1

Anda masih memiliki 8 pertanyaan di pertanyaan Anda. Saya pikir yang paling menarik adalah jika meningkatkan resistensi resistor pembatas Anda saat ini akan memperpanjang usia baterai Anda.

— mjh2007

Saya tidak punya waktu sekarang, tetapi besok saya akan melihat apakah saya dapat menjawab pertanyaan Anda, "Bagaimana IC regulator dapat melakukan apa yang tidak bisa dilakukan oleh resistor atau dioda?"

— Kevin Vermeer

Regulator linier tidak dapat melakukan apa pun yang dioda atau resistor tidak dapat lakukan, dalam arti yang Anda maksudkan. Mereka masih membuang tenaga sebagai panas. Switching regulator dapat, karena mereka melewatkan arus tanpa hambatan atau memblokirnya sepenuhnya, sehingga tidak ada yang terbuang dalam perangkat itu sendiri.

— Endolith

15

Gunakan LED saat ini yang rendah. Misalnya, yang ini mengonsumsi 2mA.

Gunakan Pulse Width Modulation (PWM) untuk menggerakkan LED. Selama periode off, itu tidak memakan daya. Kecerahan 50% mungkin dapat diterima.

— Toby Jaffey
sumber

2

Ide bagus. Saya melihat sesuatu tentang ini untuk leds IR transmitter (tampaknya mereka menjadi panas jika mereka bukan PWM). Keren, ini secara efektif menurunkan tegangan "rms", kan? Pada dasarnya gratis (dalam hal usia baterai), selain mikrokontroler atau osilator atau sesuatu harus berjalan, kan?

— Jack Schmidt

1

Sejalan dengan pemikiran yang sama, pertimbangkan untuk mengedipkan LED. Siklus tugas 1% (10 ms pada timer per detik) masih terlihat dan hanya mengkonsumsi daya 1%.

— semaj

@ Jack Ya, pada dasarnya gratis. Daya untuk MCU harus jauh lebih sedikit daripada LED.

— Toby Jaffey

3

Saya pikir PWM adalah cara untuk pergi, menghemat energi dengan cara yang sama seperti penguat kelas D. Anda dapat menggunakan resistor yang lebih kecil dan mengirimkan pulsa singkat dari arus besar, dan LED tidak peduli? Itu hanya peduli tentang disipasi daya rata-rata dan tingkat di mana panas dihilangkan?

— endolith

5

LED lebih toleran terhadap arus berlebih jika berdenyut (pembuangan panas, seperti yang Anda katakan). Tapi, mungkin lebih baik tidak melebihi nilai arus maks dengan terlalu banyak, sama saja. Gunakan resistor pembatas arus untuk mendapatkan "on" Anda saat ini untuk mendekati maks, kemudian gunakan PWM siklus kerja yang dikurangi untuk mendapatkan kecerahan rata-rata di mana Anda menginginkannya. Jika flicker terlalu banyak, coba letakkan topi sejajar dengan LED (setelah resistor.) Tutup juga memungkinkan resistor bernilai lebih rendah, karena akan menyimpan sebagian energi untuk bagian "off" dari PWM siklus.

— Jesse

13

Saya pikir menggunakan resistor untuk menurunkan arus akan menghabiskan masa pakai baterai. Apakah ini benar?

Pernyataan pertama sulit untuk memberikan jawaban ya / tidak. Secara teknis ia menggunakan sebagian daya pada dirinya sendiri, tetapi ketika daya tahan naik, daya akan turun (arus juga berkurang, yang penting dalam baterai).

Bagaimana cara menggunakan baterai jika arus disimpan kecil?

Ini pernyataan yang sangat berantakan. "Kecil", itu berarti sesuatu yang berbeda untuk setiap orang. Jika yang Anda maksud kecil, seperti yang dapat diabaikan, maka dapat diabaikan, tapi saya ragu ini benar dengan penghitungan sirkuit aA. Agar diabaikan, aturan yang baik adalah bahwa saat ini rata-rata kurang dari 1/10 dari keseluruhan arus sistem Anda (saya bidang, 1/10 cukup untuk 1 / tak terbatas).

Apakah ini disipasi daya?

Ya, dalam jawaban terpendek. Baterai memiliki tegangan yang terkait dengannya, yang biasanya Anda ketahui di muka. Sebagian besar perangkat memiliki arus yang bervariasi karena tegangannya bervariasi, tetapi karena Anda tahu tegangannya, Anda dapat menentukan arusnya. Karena kapasitas baterai diukur dalam AH atau mAH maka Anda ditetapkan. ambil kapasitas, dalam AH, dan bagi dengan berapa banyak A perangkat Anda menarik dan Anda memiliki hidup Anda dalam hitungan jam. Jumlahnya cukup besar? Anda sudah siap. Akan mati 3 minggu lebih awal? sekarang Anda harus menemukan cara untuk mengurangi penarikan rata-rata saat ini, atau mendapatkan baterai yang lebih besar.

Saya pikir menggunakan dioda (dan resistor yang lebih kecil) masih akan menghabiskan baterai (LadyAda mengatakan sesuatu seperti "perangkat linier untuk menurunkan tegangan menggunakan jumlah daya yang sama"). Apakah ini benar? Apakah jumlahnya sama?

Seperti yang dinyatakan sebelum Anda secara efektif memiliki anggaran saat ini. jika penarikan rata-rata saat ini meningkat maka Anda telah kehilangan masa pakai baterai.

Bisakah saya menurunkan tegangan "gratis", yaitu tanpa membuang terlalu banyak daya? Bagaimana IC regulator dapat melakukan apa yang tidak bisa dilakukan oleh resistor atau dioda?

Ya, jika Anda menggunakan perangkat seperti Driver LED maka itu bisa melakukan trik. Sebagian besar adalah catu daya mode Switching . Ini adalah konsep yang relatif maju dalam elektronik, jangan menyalahkan diri Anda sendiri mencoba memahaminya. Hanya mengerti bahwa itu curang. Ini akan memiliki efisiensi dalam kisaran 80 atau 90%. Anda dapat menghitung konsumsi daya perangkat Anda dan kemudian faktor efisiensi untuk mendapatkan daya nyata. Ini kemudian dapat dibagi dengan tegangan dan harus berkorelasi dengan arus rata-rata Anda.

Saranku

Ada cara yang lebih mudah. Seperti yang dibicarakan Joby, PWM. Tetapi saya tidak akan menyarankan menggunakan 10% PWM, atau bahkan 1%. Alih-alih, kedipkan LED Anda untuk waktu singkat untuk memberi tahu Anda tentang peristiwa penting.

Jika Anda ingin memeriksa perangkat Anda tidur, berkedip itu setiap 1 detik bangun. Jika Anda mentransmisikan ketika rs232 terhubung, kedipkan setiap kali Anda TX "paket". Ini dapat memberi Anda "pada" waktu milidetik setiap beberapa detik. Jika Anda menganggap ini sebagai PWM dasar, maka Anda mendapatkan kurang dari 0,1%. jika Anda menarik 20mA untuk berkedip (cukup cerah) maka Anda menarik rata-rata 20uA. Pergi ke dioda 2mA, dan Anda melakukan arus rata-rata 2uA. jika Anda berkedip setiap menit, Anda bisa membaginya dengan 60 pada itu: 1 / 30uA.

— Kortuk
sumber

Jenis catu daya khusus yang diperlukan adalah regulator uang. Switch-mode PSU adalah istilah yang sangat luas. Semua yang benar-benar diperlukan untuk menggerakkan LED adalah induktor dan saklar, tidak seperti perangkat yang kompleks dan mahal yang ditampilkan di halaman Wikipedia.

— Kevin Vermeer

Saya telah membantu seseorang yang membutuhkan kecerahan tinggi untuk mengimplementasikan Driver LED yang sangat membantu. Mereka semua berada di bawah SMPS. Driver yang dipimpin akan meningkatkan tegangan untuk mendapatkan arus yang diperlukan jika diperlukan. Saya menganggapnya sebagai topik lanjutan bagi seseorang yang masih belajar tentang resistor dan LED. Kita semua mulai dari suatu tempat.

— Kortuk

Saya heran mengapa saya menerima downvote, jika siapa pun yang menurunkan saya dapat memperluas, saya ingin memperbaiki posting saya. Saya berusaha untuk menjawab setiap pertanyaan dengan beberapa penjelasan tetapi menghindari menulis 10 halaman dan tersesat dalam rincian.

— Kortuk

1

Saya tidak melihat apa yang akan diturunkan. Anda memperluas cakupan solusi yang memungkinkan sedemikian rupa sehingga solusi yang jauh lebih efisien dapat dipertimbangkan.

— Jesse

8

Inilah catatan aplikasi mewah dari Microchip tentang mengemudi LED dengan efisiensi tinggi. http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91060b.pdf

Intinya adalah bahwa mereka menggunakan induktor untuk menggerakkan LED tanpa resistor pembatas arus. Induktor secara otomatis menggerakkan LED pada tegangan yang sesuai. Saya tidak tahu seberapa praktis itu, tetapi mungkin perlu diselidiki.

— ajs410
sumber

6

Sebuah resistor menghabiskan tenaga, seperti yang Anda amati. Perangkat analog lain seperti transistor dalam rangkaian pengatur, segala jenis IC, dioda, atau apa pun, jika mengalirkan arus dari sumber tegangan ke LED, akan membuang-buang daya. Ada penurunan tegangan di atasnya, dari tegangan pasokan ke penurunan tegangan maju di LED, dengan apa pun arus LED yang mengalir. Lipat gandakan untuk menemukan tenaga yang terbuang sebagai panas. Tidak ada IC regulator mewah yang dapat lolos dari fisika dasar ini.

Hanya ada dua elemen listrik yang tidak membuang daya: udara dan kawat kosong. Udara kosong, artinya, non-koneksi seperti saklar terbuka atau transistor yang dimatikan, memiliki arus nol. Kawat, atau konduktor apa pun seperti transistor yang dihidupkan (mengabaikan tegangan saturasi kecil) memiliki penurunan tegangan nol. Sirkuit berdaya rendah harus menghindari resistor, dan menggunakan transistor sebagai sakelar, selalu baik hidup atau mati.

Untuk LED, yang membutuhkan sejumlah arus tertentu, Anda dapat menggerakkan transistor dengan gelombang persegi panjang. Sangat sedikit daya yang terbuang dalam transistor, baik "on" atau "off". Biaya ditransfer secara efisien ke LED. Tentu saja, Anda tidak ingin membiarkan aliran arus terlalu banyak selama fase "on", dan memanggang LED atau menyebabkannya bertambah tua, jadi luruskan tegangan pada beban dengan kapasitor. (Ini opsional, tergantung pada nilai arus maksimum LED, frekuensi switching, dll.) Kecerahan LED dapat bervariasi dengan mengubah siklus tugas gelombang persegi panjang, meskipun Anda ingin menahan menggunakan 100% gelombang - kemudian suplai tegangan penuh diberikan ke LED.

Ini adalah catu daya mode sakelar dasar, teknologi vital dalam beberapa dekade terakhir dan yang akan datang.

— DarW
sumber

Sementara kawat tidak memiliki banyak drop tegangan, itu bukan nol (kecuali jika Anda memiliki kabel superkonduktor, yang memiliki resistansi nol). Sebuah kawat seringkali hanya memiliki resistansi sangat rendah yang = drop tegangan rendah.

— pfyon

5

Jika Anda meningkatkan resistensi resistor pembatas Anda saat ini, saya akan berpikir umur baterai Anda akan diperpanjang. Dengan sumber tegangan (seperti baterai) menggunakan resistor yang lebih besar berarti lebih sedikit arus akan mengalir melalui resistor dan dioda. Satu-satunya downside adalah Anda memiliki diode dimmer. Namun karena arus yang melalui seluruh rangkaian telah berkurang, masa pakai baterai Anda dengan nilai mAh akan meningkat.

— mjh2007
sumber

5

Yang Anda inginkan adalah rangkaian kontrol saat ini. Ini umumnya ditemukan dalam senter LED yang lebih baik ( contoh ), dan perangkat seperti MAX6969 dapat membantu Anda mengontrol banyak LED dari mikrokontroler. Chip tertentu itu tidak akan menghemat daya Anda kecuali jika Anda menggabungkannya dengan tegangan yang lebih rendah (mungkin dipasok oleh regulator buck tegangan konstan) untuk memberi daya pada LED atau PWM. Meningkatkan resistor seri memang akan menarik lebih sedikit arus, dan dengan demikian memberi Anda daya tahan baterai lebih lama, tetapi cahayanya akan berkurang juga. Dengan pasokan arus konstan, Anda dapat menghilangkan daya yang dikonversi menjadi panas di resistor seri.

— Yann Vernier
sumber

-1

coba jalankan led dengan step down transformer sebagai gantinya .. gunakan sisi dengan lebih banyak koil dalam seri saja, dengan led..its memberikan perlawanan dengan membuat banyak belitan di transformator coil sebelum mencapai led..wont memiliki banyak panas juga tidak seperti sebuah resistor..pengeluaran akan lebih sedikit

— pengguna17788
sumber