Circuito de parpadeo simple / potencia ultra baja

El primer circuito en la página a la que se vinculó ya es bastante eficiente en el sentido de que casi toda la corriente de suministro se utiliza para encender los LED. Entonces, el problema no es reducir la potencia tanto como poder funcionar desde un voltaje más bajo.

Las celdas tipo moneda típicas, como la CR2032 común, emiten alrededor de 3V. Esto significa que debe usar LED que se enciendan a un voltaje algo más bajo. Afortunadamente, los LED verdes comunes normalmente se encienden a alrededor de 2,1 V. Cambiar a LED verdes permite usar un suministro de 3V.

Para reducir la energía, debe reducir la corriente a través de los LED. Esto afecta directamente el brillo. Si este dispositivo es para uso en interiores, incluso 1 mA puede ser lo suficientemente bueno para encender los LED de manera notable. Obtener LED decentes con una eficiencia decente definitivamente ayuda aquí. Digamos que desea extraer solo 2 mA de la celda tipo botón. La caída de tensión en la resistencia en serie con el LED será de aproximadamente 800 mV. 800mV / 2mA = 400Ω. Ese es un punto de partida. Luego, puede intercambiar la duración de la batería con el brillo desde allí. Las resistencias más bajas darán mayor brillo y menor duración de la batería.

Resumen

• (1) Consejos sobre el funcionamiento del circuito suministrado con un voltaje más bajo.

  Reduzca R2x un poco más que la relación de reducción en los voltajes de suministro para la misma corriente de LED.

  Corriente LED máxima compatible establecida por transistor beta (ganancia de corriente) y R2x.

  Aumente C1x a medida que R2x se reduce para mantener constante el tiempo constante.

• (2) Luz intermitente LED de bajo voltaje y conteo de componentes con otros usos.

  ........ Detalles abajo

• (3) Otras opciones

(1) Consejos sobre el funcionamiento del circuito suministrado con un voltaje más bajo.

Se puede hacer que su circuito funcione con un voltaje más bajo. Juega con los componentes y observa qué sucede. Consulte las notas a continuación para obtener orientación.

Con cuidado, debería poder reducirlo a menos de 1 voltio sin que se cargue el LED. Con LED rojos, más como 3 voltios sería el límite inferior.

Este es tu circuito. He añadido etiquetas de componentes al original.

El circuito es simétrico con dos mitades idénticas, por lo que he nombrado componentes con sufijos a y b. por ejemplo, R1A y ​​r1B cumplen la misma función en las dos mitades, al igual que R2A/R2B, C1A/C1B, Q1a/Q1b. Los *valores de, por ejemplo, R1A y ​​R1b ​​pueden ser diferentes (ver texto), por lo que el circuito puede oscilar con diferentes tiempos por mitad, etc.

Este es un oscilador astable. Los periodos de oscilación se configuran configurando los tiempos de APAGADO de cada mitad, más que los tiempos de encendido. Cuando, por ejemplo, Q1a está apagado, Q1b está encendido, por lo que puede parecer que está configurando tiempos, pero es útil saber que, de hecho, se están configurando tiempos de apagado.

• El tiempo de apagado de Q1B se establece mediante la constante de tiempo de C1A x R2B. Note cuidadosamente la combinación de partes de la mano izquierda y derecha involucradas.

  El tiempo de APAGADO para Q1A se establece mediante la constante de tiempo de C1B x R2a

La corriente del LED se establece mediante ~ (Vsupply - VLED - Vsat_ Qx)/ R1x

El voltaje de suministro debe ser mayor entre aproximadamente 1 voltio o Vf_LED + 0,5 a 1 V. Por ejemplo, con un LED ROJO con Vf de 1,8 V, luego Vsupply >= ~ 1,8 + 0,5 = 2,3 V. Entonces, la operación desde 3V es práctica.

Utilice el término "Beta" = transistor_current_gain ((=hfE))

Ic_máx = iBase x Beta. Como se muestra, la corriente base Ib ~~= (Vsuministro-Vbe)/R2x = (9-0.6)/100k = 84 uA. Para Beta = 100 entonces Icmax = 84 uA x 100 = 8,4 mA.

es decir, para transistores con Beat de 100 (= valor realista para muchos, pero no todos los transistores "jellybean") corriente máxima de LED = ~ 8 mA.

Si se ejecuta a 3 V y si el objetivo actual del LED era 10 MA y Beta = 100, entonces

• Ib = Ic/Beta

• Ic/Beta ~~= (Vsuministro-Vbe)/R2x

  o R2x = (Vsuministro-Vbe)/Ib x Beta = (3 - 0,6)/0,010A x 100 = 24 kohm.

R2A de 22K es el valor más cercano y tal vez 15k o incluso 10k sería una buena idea.

Ahora se puede establecer la velocidad de destello calculando la constante de tiempo requerida.

Diga R2A = 15k. Digamos medio tiempo de flash = 0,5 segundos.

RC = t o C = t/r = 0,5/15k = 33 uF.

Este es solo un punto de partida por razones que pueden explicarse si las personas están interesadas, pero da una idea de qué valores usar. Tenga en cuenta que a voltajes más bajos, R2x se hará más pequeño para suministrar suficientes unidades base, por lo que C1x aumentará de tamaño durante la misma constante de tiempo.

(2) Destellador LED de bajo voltaje y bajo conteo de componentes con otros usos.

Circuito intermitente de una celda "cualquiera o muchos LED" de 'Russell'.

• Esto puede ser no solo una luz intermitente de LED o un controlador de LED, sino también un generador de voltaje de baja potencia -ve o +ve.

  Entonces, también potencialmente un suministro de programador, suministro de polarización de LCD, suministro de opamp -ve, etc.

Este circuito hará parpadear un LED de cualquier color y voltaje directo (o potencialmente incluso varios LED en serie) o impulsará una carga usando una celda; probablemente alrededor de 1 voltio será suficiente para operarlo. " Diseñé " este circuito , pero se basa en un diseño que no solo se ha utilizado durante mucho tiempo en forma de transistor, sino que existió en los días de la válvula termoiónica anterior al transistor y, aunque nunca lo he visto utilizado en otro lugar, me sorprendería si tiene no ha sido "desarrollado" independientemente por muchas otras personas.

Como se muestra, el colector Q1 se vuelve negativo bajo tierra cuando Q1 se apaga hasta que se disipa la energía en L1. Intercambie los tipos de tierra, suministro y transistor por suministro +ve. Agregue diodo de salida para usar como suministro de CC. L1 - pequeño inductor "similar a una resistencia" encapsulado o muchos otros - experimente. Q1 Q2: casi todos los transistores pnp y npn pequeños "jellybean". C1 polarizado solo para obtener alta capacitancia por tamaño. Puede ser, por ejemplo, de cerámica si la capacitancia es lo suficientemente alta para las necesidades. Use solo LED2 (mejor) o LED1 a la vez.

• ...... Use LED2 (más eficiente) o LED1

Constante de tiempo ~= R2 x C1.

La constante de tiempo prolongado conduce a destellos discretos. Constante de tiempo corto produce aparentemente permanentemente en LED. Use una resistencia entre Q1b-Q2c para voltajes de suministro más altos. La resistencia en serie con C1 extenderá la duración del pulso.

Este circuito generalmente se presenta con algún tipo de carga en lugar de L1: puede ser un LED (dependiendo del voltaje o una base de transistor (parte de una etapa siguiente) o una bombilla, etc. Mi 'innovación' fue la muy obvia uno de usar un inductor (L1) como la carga Esto proporciona un pulso de corriente en L1 cuando Q1 está encendido y cuando Q1 apaga L1 "vuela hacia atrás" y entrega el voltaje necesario para descargar la energía de L1 en la carga - aquí la carga es uno u otro de los dos LED que se muestran. El LED2 es el más eficiente ya que está alimentado por Vupply + V_L1, por lo que parte de la energía se almacena en L1 y luego se libera y parte se proporciona. El LED1, si está equipado, es impulsado únicamente por V_L1 .

(3) Otras opciones

Un comparador dual LM393 o su versión cuádruple puede funcionar con tan solo 2 voltios y también hacer lo que quieras. Habrá circuitos intermitentes usándolo en Internet.

Versión cuádruple LM339

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Una vez que "permite" el uso de un inductor, puede operar cualquier LED desde menos de 1 voltio. Aquí hay una forma. Publicaré más más tarde.

Intermitente LED blanco EDN que funciona desde 1 celda

Aquí hay 4 luces intermitentes que funcionan con 1.5V.
El LM3909 IC está diseñado para hacer parpadear un LED desde una sola celda. Puede ser difícil de encontrar.

El 74HC04 y el 74HC14 probablemente se encuentran en la parte inferior del rango de fuente de alimentación de su hoja de especificaciones a 1,5 V, por lo que una sola celda cae rápidamente por debajo de ese voltaje. Es muy probable que funcione a un voltaje más bajo pero fuera de las especificaciones.

El circuito en la parte inferior derecha funcionará a 1,5 V e inferior. Tenga en cuenta que es una variante de "mi" flasher de 2 transistores + inductor pero han agregado un búfer de salida de transistor y no tienen un inductor. Reemplazar la resistencia de 330 ohmios con un inductor y quitar la tapa de 220 uF de la derecha y la resistencia de 330 ohmios produciría un pulso en el colector del transistor de la derecha que impulsaría cualquier LED de color.

También hay estos circuitos basados ​​en el intermitente/oscilador LED LM3909 (fuera de producción):

http://home.cogeco.ca/~rpaisley4/LM3909.html

Nota al margen: mi primera PCB casera fue para un circuito LM3909 (en 1976 cuando tenía 11 años). ¡Dibujado a mano directamente sobre el cobre con un lápiz resistente!

Todas muy buenas ideas, pero la verdadera solución es, por supuesto, el microcontrolador :-). La serie TI MSP430 es conocida por sus modos de bajo consumo,

el MSP430F110 (*) por ejemplo usa menos de 1.9$\mu$A en LPM3, donde permanece activo un reloj que se puede usar para cronometrar un temporizador. Una celda CR3032 tiene una capacidad de 500 mAh , por lo que sin contar el LED, el MSP430 funcionará al menos 30 años . Significa que el uso de energía del microcontrolador es insignificante.
Coloque el MSP430 en LPM3 y, al comparar el temporizador, encienda el LED durante un breve período de tiempo, después de lo cual apagará el LED y volverá a LPM3. El uso de energía promedio y, por lo tanto, la longevidad de la batería están determinados por la corriente del LED y el ciclo de trabajo.
Ejemplo: con un ciclo de trabajo del 0,5 % y 70 mA, puede hacer funcionar el circuito durante 1430 horas en una celda CR3032, eso es 2 meses.

(*) Sí, lo sé, no necesitamos todos esos pines, pero elegí el MSP430 por su bajo consumo, no por sus E/S.

Este circuito de bomba de carga opera desde una celda de 1.5v...

http://www.discovercircuits.com/H-Corner/led-flasher.htm

"Este circuito electrónico utiliza solo un IC C-MOS económico y enciende el LED durante un año completo en una sola celda de batería alcalina AA de 1,5 voltios. El circuito utiliza una técnica de bomba de carga para proporcionar al LED el voltaje necesario. Este esquema electrónico solo funcionará con LED rojos, verdes y amarillos. No podrá hacer parpadear los LED blancos".