Agregar un LED de estado a un dispositivo existente

Actualmente estoy convirtiendo un viejo reproductor de MP3 (un Creative Zen Stone) en un reproductor de música independiente para mis hijos. Una de las cosas que me gustaría hacer es agregar un LED que muestre si el dispositivo está encendido o apagado.

Debido a cómo está construido el reproductor de MP3, el único lugar donde puedo modificar fácilmente el circuito es entre la batería y el dispositivo mismo. Por lo tanto, mi idea fue colocar el LED en paralelo al dispositivo y usar un transistor para encenderlo cada vez que hay una corriente que fluye a través del reproductor.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

La batería dice que entrega 3.7V. El LED verde necesita 20 mA con un voltaje directo de 2,1 V, por lo que, dados los 3,7 V de la batería, necesita una resistencia de 80 Ω. Actualmente estoy usando uno de 100Ω, porque es lo más cercano que tengo.

Este diseño funciona de alguna manera, en el sentido de que cuando enciendo el reproductor de MP3, el LED se enciende. Sin embargo, parece que el reproductor no recibe suficiente voltaje ahora, porque no funciona correctamente (y lo hace sin los elementos adicionales adjuntos). El voltaje de saturación del emisor base de mi transistor es de alrededor de 0,7 V (en consecuencia, estoy midiendo que el reproductor solo recibe 3,0 V).

¿Como puedo resolver este problema? ¿Hay un diseño de circuito diferente que pueda usar o debería comenzar a buscar un transistor con un voltaje de saturación de emisor de base muy bajo (suponiendo que existan)?

Ese es un enfoque interesante. He vuelto a dibujar su esquema de la manera convencional con positivo en la parte superior y negativo en la parte inferior. Tienes la polaridad de la batería invertida en tu diagrama.
@Transistor ¡Gracias! Soy bastante nuevo en electrónica, por lo que aún no he aprendido todas las convenciones.
Si se trata de un "reproductor de música independiente", quizás debas reemplazar la batería con una fuente de alimentación de pared.
¿No hay un led que indique que está encendido?
@Reinderien Quiero mantener el diseño "inalámbrico" con respecto a la fuente de alimentación. Usar otra batería podría ser una opción, sin embargo, me temo que esto podría interferir con la lógica de carga del reproductor de MP3.
@JasonHan Hay. Sin embargo, me gustaría encerrar el reproductor en un estuche más grande que sea más fácil de manejar para los niños. Exponer el LED existente en ese caso sería muy difícil debido a la geometría del reproductor. Además, el LED existente está soldado con mucha fuerza en el medio del circuito del reproductor y no creo que pueda colocar o quitar ningún elemento allí.
Dado que ya hay un LED allí, puede colocar un tubo de luz de polímero en la superficie de la nueva carcasa.
@Reinderien que en realidad suena bastante bien, pero nunca intenté construir un tubo de luz yo mismo. Pero la idea de usar el LED original tiene algo: ¡Florian podría usar un fototransistor para "leer" el LED!
El fototransistor sería ingenioso e hilarante, pero dado que se trata de una unidad que funciona con baterías, dudaría en agregar cualquier circuito a menos que sea realmente necesario. No tiene que construir su propio tubo de luz: puede comprarlos en stock: digikey.ca/products/en/optoelectronics/optics-light-pipes/102
@Reinderien ¡Idea interesante! ¿Tiene algún consejo sobre dónde aprender más sobre el uso de tubos de luz de polímero?

Respuestas (2)

Echa un vistazo al comparador LM124 .

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Figura 1. El LM124 puede comparar entradas hasta 0 V. Cuentan con una salida de colector abierto adecuada para controlar el LED.

Cómo funciona:

  • El comparador, como sugiere su nombre, cambia su salida en función de la comparación de sus entradas. Si IN+ > IN-, la salida cambia a nivel alto. Si IN+ < IN-, la salida cambia a nivel bajo.
  • Supondremos que puede tolerar una caída de 0,1 V en su fuente de alimentación y que su dispositivo MP3 consume > 50 mA cuando está encendido.
  • Necesitamos establecer R1 en un valor que genere > 0,1 V a 50 mA. R 1 = V I = 0.1 0.05 = 2 Ω . 2,2 Ω es el valor estándar más cercano a 2 y generará un voltaje ligeramente más alto que hará que el sistema sea más confiable.
  • R2 y R3 crean un divisor de voltaje para mantener IN+ en alrededor de 0,1 V.
  • C1 mantiene este voltaje estable en caso de que el voltaje fluctúe con el volumen del reproductor.
  • Cuando el dispositivo está encendido, el voltaje IN- será mayor que IN+, la salida cambiará a nivel bajo y D1 se encenderá.

Mida la corriente consumida por su dispositivo en espera y vuelva a calcular para R1.

El LM124 está disponible en un chip DIL de 0,1" de 8 pines que podrá soldar o insertar en un zócalo DIL.

Bienvenido al mundo de la electrónica. Este es un pequeño proyecto interesante. Si sigue mi enfoque, leerá la hoja de datos, aprenderá a pronunciar las palabras, estudiará los gráficos, se preguntará qué significa todo, pero comenzará a descubrirlo a partir del contexto y estudiará otros circuitos y notas de aplicación.

También aprenderá a deletrear "comparador" :)
Lindo. Otra nota: R2 y R3 (probablemente intencionalmente) han sido diseñados "fuertes", es decir, el ca. Se han elegido 100 µA que fluyen a través de estos en todo momento para que estén en el mismo orden de magnitud que la corriente de suministro de Opamp/comparadores, y suficientemente mayores que las corrientes de fuga de entrada. Si puede encontrar un Opamp que use menos corriente de reposo que el LM124 (eso es ciertamente posible, pero no es fácil encontrar uno que pueda comparar voltajes ~ 0.1V sobre el suministro negativo), luego aumente los valores de R2 y R3 (y disminuya C1) daría como resultado una mayor duración de la batería.
Y: es muy posible que bajo carga completa (es decir, volumen alto en auriculares de baja impedancia), el reproductor de MP3 pueda consumir mucho más de 50 mA, por lo que detectará batería débil cuando las cosas se pongan fuertes. En ese caso, necesitaría reducir R1, pero eso entraría en conflicto con una detección confiable; no estoy seguro de cómo Transistor resolvería ese problema :)
Idea: ¿tal vez reemplazar R1 con un diodo Schottky, que tiene una curva de voltaje sobre corriente no lineal? Schottkys con Vf de 0,1 a 0,2 V a ~ 50 mA existen y no son tan caros. De esa manera, nunca obtendría una caída de voltaje "grande".
@Reinderien: Gracias. He arreglado mi pollito derramado. Todo se escribe correctamente saber.
@MarcusMüller: Todos los puntos buenos. Mantuve las resistencias altas para la duración de la batería. Las corrientes de polarización podrían ser un problema. El diodo Schottky también podría funcionar.
@Transistor Miré la hoja de datos LM124/LM2909 de TI y especifica nanoamperios de corriente de polarización de entrada, pero potencialmente ~ 1 mA de corriente de suministro en una situación sin carga, por eso me preocupé más por la corriente de suministro opamp que por las corrientes de polarización de entrada .
El TLV8801 parece una buena alternativa :) (especialmente porque tiene un ancho de banda muy limitado; no es necesario reducir el ruido, es decir, C1 puede ser de unos 10 nF o se puede omitir por completo) (Nota: deberá agregar mosfet o BJT para controlar el LED desde opamp producción)
Gracias por el desglose detallado, ¡esto es muy apreciado! Mi batería dice que proporciona 140 mAh, por lo que una "fuga" de 100 µA debería ser aceptable. Sin embargo, no entiendo por qué tal fuga es necesaria desde un punto de vista teórico: ¿por qué necesito gastar energía cuando no estoy haciendo nada como cambiar o encender el reproductor y el LED?
Porque tienes un circuito de monitoreo alimentado.

Para la indicación de energía, un buen LED rojo súper brillante de 5000 mcd (económico) solo necesita 2 mA o ~ 760 ohmios en la entrada de CC del reproductor de MP3 para obtener 500 mcd ofrecidos en LED deficientes a 20 mA

Luego mantenga el cambio a MP3 cableado como antes. De esta manera no hay caída de tensión y mínima carga de corriente. Obtenga el LED y R correctos.

https://www.digikey.com/product-detail/en/wurth-electronics-inc/151054RS03000/732-11408-ND/7315780 . $0.23 (1)

No necesita un transistor cuando tiene un interruptor mecánico para hacer el trabajo.

ahorageterdun

agregado

La mejor función de LED es la que está integrada, que es mejor y podría ser más brillante con una selección cuidadosa en una caja más grande de 5 mm sin consumir más corriente y más útil que cualquier otra cosa sugerida.

ingrese la descripción de la imagen aquíAl medir el voltaje en cada pin, se puede determinar cuál es el cátodo común a tierra o el ánodo común a V+.

Puede reemplazarlo con un LED montado en caja de 5 mm R/G de 2 colores disponible en Mouser/Digikey, etc. y usar el cable magnético AWG30 que se usa en muchos wallworts para el devanado primario si no tiene ningún excedente.

Cuando ambos R + G están activos, puede aparecer de amarillo a naranja. como << _

¡Gracias por tu contribución! Sin embargo, no estoy seguro de entender: en mi diseño actual, el LED no es el problema, es la caída de voltaje entre la base y el emisor. Y el LED que menciona tiene un voltaje directo de 1,9 V, por lo que al ponerlo en serie con el reproductor obtendrá incluso menos voltaje que mi diseño actual. Además, el reproductor se enciende al mantener presionado el botón "reproducir/pausar" durante varios segundos, por lo que no puedo simplemente conectarlo sin duplicar algo de lógica (es por eso que estoy tratando de llegar a él a través de la batería).
No cambie nada en las conexiones de alimentación de su reproductor de MP3, ¿de acuerdo? Sin caída de voltaje, sin transistor, nada en serie. Simplemente comparta el voltaje en paralelo con el LED que usa una serie R como dije anteriormente.
Eso no funcionará: si agrego el LED en paralelo al reproductor, estará siempre encendido, ya que está conectado directamente a la batería. Necesito tener en cuenta si una corriente fluye a través del reproductor. Las opciones que conozco son poner el LED en serie con el reproductor (no hay suficiente voltaje), usar un transistor como en mi publicación original (no hay suficiente voltaje) o usar un comparador como sugirió @Transistor. Si puede pensar en otra opción, le agradecería una explicación más detallada, ya que parece que no entiendo su punto.
doh .. la última vez que explico esto. va a través de mp3 después del interruptor, no a través de la batería, por lo que solo está encendido cuando el interruptor está encendido.
Lo siento, pero sigo sin entender. Como mencioné antes, no hay un interruptor mecánico, por lo que no estoy seguro de lo que quiere decir con "a través de mp3 después del interruptor".
Me refiero al interruptor de encendido interno, pero después de leer el manual ya tiene un monitor de batería LED, entonces, ¿por qué molestarse?
Vea mi comentario anterior : "[...] Me gustaría encerrar el reproductor en una caja más grande que sea más fácil de manejar para los niños. Exponer el LED existente en esa caja sería muy difícil debido a la geometría del reproductor. En Además, el LED existente está soldado con mucha fuerza en el medio del circuito del reproductor y no creo que pueda conectar o quitar ningún elemento allí".
Los requisitos en un diseño deben incluirse en la pregunta, no en los comentarios. El cable magnético AWG 30 se puede soldar a las almohadillas para sacar el LED a la superficie. Se puede reemplazar con un LED rojo/amarillo de 5 mm. La función de este LED es muy superior a cualquier otra sugerencia. Dado que detecta bajo voltaje antes/después de la falla, cambia las indicaciones.
¿Está planeando exponer los botones o cablear otros interruptores?
Agregar un LED de estado a un dispositivo existente
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v