circuito simple y eficiente en energía para hacer que un solo LED IR parpadee

Como varias de las respuestas hasta ahora han prescindido del requisito de corriente de la unidad LED de 100 mA, limitándolo en su lugar a los 20 a quizás 50 mA que los microcontroladores típicos absorberán o generarán de manera segura, aquí hay algunas soluciones mínimas de alta eficiencia dentro de las mismas restricciones actuales. .

Bowin M34-2H es una pieza de 3 pines que parpadeará un LED a 2 Hz con una corriente de 25 mA. Contiene un oscilador RC interno, con una tolerancia de +/- 20%, por lo que no es muy preciso. El pin-out y el circuito de aplicación de la hoja de datos:

Esta parte ofrece 2 Hz a 1/8 de ciclo de trabajo. Otras partes de la serie:

• M34-1L o M34-1H o M2581: 1 Hz, 1/8 ciclo de trabajo
• M34-2L o M34-2H: 2 Hz, ciclo de trabajo de 1/8
• M34-4L o M34-4H: 4 Hz, ciclo de trabajo de 1/8
• M34-8L o M2585: 8 Hz, 1/2 ciclo de trabajo

Las partes H manejan 25 mA, mientras que las partes L son para 16 mA.

Como alternativa, para programar el patrón de parpadeo e incluso una mayor eficiencia, el NXP PCA9901 es una opción: ¡Corriente de reposo < 0,75 μA !

Esta parte TSSOP de 8 pines se puede "entrenar" con una secuencia de hasta 3 elementos parpadeantes, y luego continuará parpadeando como entrenado. La conexión de programación se puede eliminar después del entrenamiento, y esta programación se logra a través de una sola línea de señal desde cualquier microcontrolador estándar, utilizando el protocolo 1-Wire.

La resistencia única en el esquema establece la corriente de activación del LED, entre 1 mA y 20 mA. En sí mismo no transporta una corriente significativa (menos de 1 μA), por lo que no agotará la batería de manera notable.

Dada la elección, la pieza NXP sería una recomendación , tanto porque es de un fabricante importante como porque el patrón de parpadeo se puede optimizar hasta un ciclo de trabajo de 1/1024 si es necesario, y el tiempo del ciclo varía en un amplio rango, cubriendo el Todo el rango de interés de la tasa de parpadeo de OP. Reduzca el ciclo de trabajo, más durará la batería .

Actualizar :

Agregando otro IC intermitente simple y altamente eficiente a la mezcla: el oscilador / intermitente LED
NTE876 funciona de 1,15 a 6 voltios, entrega hasta 2 voltios al LED conectado hasta 45 mA y necesita una corriente de funcionamiento de solo 0,75 mA como máximo.

Este es un IC DIP de 8 pines, aunque también hay disponibles equivalentes SMD. Solo necesita un condensador externo para el ajuste de tiempo, la R del oscilador RC es interna. La corriente del controlador LED de 45 mA acerca esto al objetivo actual indicado en la pregunta.

Es posible que esto no satisfaga las necesidades de su aplicación directamente, pero si desea algunas ideas para un parpadeo de LED de muy baja potencia, eche un vistazo a la hoja de datos (el circuito interno, en particular) para el ahora obsoleto LM3909 LED flasher IC de National Semiconductor. Este chip fue capaz de hacer parpadear un LED rojo durante años en una sola celda D alcalina.

Tenga en cuenta que la vida útil máxima de la batería dependerá principalmente de la corriente que pasa a través del LED y cuál es el ciclo de trabajo (tiempo de encendido versus tiempo de apagado). En su pregunta, especificó algunos ciclos de trabajo bastante altos, por lo que no debe esperar mucha vida útil, especialmente de las celdas de monedas.

El LM3909 tuvo éxito porque usó un ciclo de trabajo muy bajo y muy poca de su corriente operativa general se desperdició en otras cosas además de encender el LED. Incluso la mayor parte de la carga que entró en el condensador de sincronización en cada ciclo se descargó a través del LED para ayudar a encenderlo (también ayudó a aumentar el voltaje, de modo que una batería de 1,5 V podría encender un LED de 2 V).

Estos esquemas se ejecutan en 3V, lo probé yo mismo con BC547 y BC557 como NPN, PNP, respectivamente.

Esto no requiere microcontroladores de programación, circuitos integrados, son solo dos transistores + algunos componentes RC. ¡Apuesto a que puedes obtener esto en un cm ^ 3!

Al cambiar los valores de RC (juega un poco con eso, con un LED normal conectado) puedes adaptar la frecuencia y el ciclo de trabajo.

Sin embargo, debo advertirle: CR2032 no es la mejor batería que puede obtener y el IR está caliente, por lo que consume algo de corriente. Digamos que parpadea el LED 20 veces por segundo y durante 20 ms. Eso hace que esté encendido el 40 % del tiempo, lo que le da una corriente resultante de 40 mA, bastante.

También puede usar el LM3909, como ya mencionó Dave Tweed.

Este es probablemente el circuito más simple:

Solo 4 partes, y eso incluye el LED y la batería. (Por cierto, la única razón por la que la batería se ve tan extraña con 5 conexiones es porque así es como funciona el portapilas CR2032 que tengo en mi biblioteca. Las tres conexiones negativas son en realidad solo protuberancias de soldadura en la placa).

Este no es un circuito que recomiendo para una aplicación industrial donde la robustez es importante. Juega rápido y suelto con algunas especificaciones, pero pediste "simple". Este tipo de atajo puede ser bastante apropiado para un artículo de consumo desechable, un juguete, etc.

Tenga en cuenta que no hay resistencia en serie con el LED. Esto generalmente es una mala idea, pero como dije, este es un atajo a favor de la simplicidad. Una batería CR2032 tiene una resistencia interna tan alta que la corriente se limitará a lo que el micro y el LED pueden manejar en realidad. El hecho de que el LED sea un diodo y su corriente disminuya rápidamente con cierto voltaje ayudará a evitar que el voltaje colapse hasta el punto en que el micro no funcione, especialmente si los pulsos se mantienen cortos.

Para un mejor circuito, coloque una resistencia en serie con el LED. Puede continuar e incluso poner un pequeño inductor en serie seguido de un condensador a tierra para proporcionar un depósito de energía local a corto plazo para apagar el LED durante los pulsos. Luego se recarga más lentamente durante el tiempo de inactividad. Yendo más allá, puede agregar un transistor que permita más corriente de la que puede absorber la salida PIC. Hay muchas compensaciones posibles aquí para favorecer la robustez y menos abuso de la batería a expensas de más piezas y menos simplicidad.

El PIC 10F200 es lo más simple que se puede llegar a hacer para hacer un oscilador digital. Es pequeño, económico, requiere poca energía, puede tener cualquier tipo de patrón de parpadeo que desee y la sincronización será precisa en un pequeño porcentaje. Esto es ciertamente mejor que un temporizador 666.

Si el objetivo de esto es ser una baliza IR, entonces solo necesita pulsos muy cortos con un ciclo de trabajo bajo. Es mejor gastar la energía en un pulso corto y brillante que en uno más largo y tenue. El pulso más brillante tendrá un mejor alcance. Para la señalización, debe modular la señal de todos modos debido al nivel ambiental potencialmente alto.

Para este tipo de aplicación alimentada por batería, puede utilizar los microcontroladores MSP430 de TI. Vienen en paquetes muy pequeños y consumen muy poca energía debido a sus diversos modos de suspensión. En el software, puede determinar la tasa de parpadeo/ciclo de trabajo para conservar energía. Debido a que estará controlado por software, no está atado a un dispositivo IC.

Para conducir el LED use un MOSFET con baja resistencia interna. Puede usar un 2N7000 o BS170 comúnmente disponible para una clasificación de corriente más alta. Estos transistores están disponibles en paquete SOT23 , por lo que reducen el tamaño del diseño físico.

Editar: Aquí está todo lo que necesita para hacer parpadear un LED usando un MSP430. Puede comenzar su creación rápida de prototipos utilizando el Launchpad y, una vez que su diseño sea perfecto, implemente un diseño independiente basado en MSP430. Con el conocimiento de Launchpad, puede obtener otras habilidades útiles de microcontrolador/programación.