Estoy usando STM8S003F3 para controlar 1 LED RGB. Enlace de LED RGB: - http://in.element14.com/broadcom-limited/asmb-mtb1-0a3a2/led-hb-rgb-0-09w-plcc-4/dp/2401106
Para alimentar el microcontrolador y el LED, estoy usando una batería de polímero de litio cuyas especificaciones son 3.7V y 300mAh.
El voltaje con carga completa es de 4,2 V y comienza a caer con el porcentaje de descarga y se agota alrededor de los 3,1 V. El voltaje de entrada en la MCU caerá en consecuencia y el voltaje de salida en el GPIO también caerá.
Valor de Resistencia limitadora para LED a 4.2V.
R = (4,2-3,1)/0,02 (20 mA) = 55 ohmios
Cuando la batería se descargue, el voltaje caerá, entonces la corriente que pasa por el LED será menor, por lo tanto, se volverá menos brillante.
A 3.3v
Yo = (3,3-3,1)/55 = 3,6 mA
El led no será visible y estará apagado.
¿Cómo mantener un brillo constante (es decir, 20 mA) incluso con una caída de voltaje?
Una solución es usar LDO que mantendrá un voltaje constante y, por lo tanto, la corriente será estable. Pero como tengo mucho menos espacio en el circuito y debido al costo de la lista de materiales, dudo en usar LDO.
Sí, esto es un problema. He tenido que lidiar con eso antes con los LED azules en los sistemas de batería de litio de una sola celda. En mi caso, tenía disponible un 3.3V regulado, pero quería conducir el LED azul directamente desde VBATT sin variar el brillo. De todos modos, aquí está cómo solucionarlo (o mejorarlo).
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
El voltaje en la base será relativamente fijo debido a los dos diodos. Entonces, el voltaje en R3 será relativamente fijo. Entonces, la corriente del colector será relativamente insensible a VBATT. Puede ajustar R3 para ajustar la corriente en el diodo. R3 tendrá aproximadamente 0,6 V a través de él. Entonces, la corriente a través de D3 será de aproximadamente 0.6/R3.
Tenga en cuenta que Q1 no está funcionando como un interruptor saturado. Este es un circuito analógico lineal. D1 y D2 podrían estar en un solo paquete SOT23 para ahorrar espacio.
DE ACUERDO. Desea una solución que no utilice partes activas adicionales. ¡Desafío aceptado!...
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
Salida de un PWM en un pin de microcontrolador. Su microcontrolador tiene un ADC. Úselo para medir el voltaje en R1 aquí. Ajuste PWM de acuerdo con la lectura de ADC para garantizar una corriente constante, implementando esencialmente un bucle de retroalimentación en el software.
Bonificación: la intensidad se puede atenuar.
Si L1 tiene un valor lo suficientemente alto en función de la frecuencia de PWM, obtiene un convertidor reductor crudo, que tiene una mayor eficiencia que el accionamiento resistivo simple. En este caso, reduzca el valor de R1.
Solución alternativa: elimine L1, C1 y simplemente ajuste la corriente PWM según el voltaje de la batería, medido por ADC. Esto también asegura un brillo constante, pero la clasificación de corriente de salida del micro puede no ser suficiente.
Como mencionó, usar una fuente de voltaje regulada para los LED es una forma de hacerlo. Hay algunos LDO de baja potencia muy pequeños y económicos que podrían funcionar. Hay otros métodos, pero probablemente no muchos que ocupen menos espacio que un LDO. Podría usar un Zener y una resistencia para proporcionar voltaje regulado, pero no será tan eficiente y probablemente no usará mucho menos espacio que un LDO pequeño. Para hacerlo más eficiente, podría agregar un transistor para seguir el voltaje, pero nuevamente la huella crecerá.
Dudo que puedas hacer algo más pequeño o más barato que usar algo como este LDO .
Si está haciendo un LED RGB, parece que ya está alimentando los LED usando una señal PWM. (¿El escaneo rápido muestra que esta MCU puede hacer 4 canales de PWM?).
La solución HW absolutamente más simple solo necesitaría 2 resistencias pero requeriría un poco de trabajo SW. Básicamente, 1) configure las resistencias de límite de corriente LED para el voltaje de batería más bajo, 2) mida el voltaje de la batería con el ADC y 3) ajuste el PWM para que el ciclo de trabajo mantenga un promedio máximo de 20 mA sin importar el voltaje de la batería.
Entonces obtienes el ciclo de trabajo = Idesired / ((Vbatt - Vled) / Rled)
Ejemplo para 4,2 voltios y su led de 3,1 V y resistencia de 10 ohmios:
ciclo de trabajo = 20 mA/ ((4,2 voltios - 3,1 voltios) / 10 ohmios) = ciclo de trabajo del 18 %
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
Creo que esta solución le dará más de 7 horas con una batería de 300 mAh. Probablemente mucho más.
Los LED tienen una potencia nominal de 20 mA, pero el máximo es de 50 mA. Probablemente podría hacer funcionar los LED a 40 mA durante 7 horas con 300 mAh. No creo que sean necesarios ni siquiera 20 mA con los LED Cree.
Debido a que el verde estará encendido cuando la batería esté completamente cargada, el mayor voltaje directo del verde será un problema menor. Tanto el ámbar como el rojo tienen voltajes directos más bajos.
El voltaje directo máximo verde (Vf) es 4.0v. Mi experiencia con Cree es que el voltaje directo suele ser inferior al típico. Debe tener en cuenta que si obtiene un LED verde con un Vf de 4v, no funcionará cuando la batería se descargue a 4.05v. La hoja de datos no es tan clara. También tengo una corriente máxima máxima. Los gráficos de Vf muestran que Vf es mucho menor a 20 mA y probablemente pueda controlarlo a menos de 20 mA. Yo no me preocuparía por eso.
El precio de un LED Amber Cree en Digikey es:
Y Digikey siempre puede ser vencido.
El controlador LED es una fuente de corriente constante, por lo que no se necesita una resistencia limitadora. No importa el voltaje de la batería, el LED obtendrá la misma corriente.
Este controlador es esencialmente una resistencia dinámica que cambia su valor según el voltaje de la batería para proporcionar exactamente la corriente deseada.
Los discretos LED de 20 mA con suficiente flujo son de 2,7 x 3,0 mm
El controlador LED es más pequeño que uno de los LED en una caja SOT-23.
Las hojas de datos de LED
Cree CLM1B 50mA Rojo Ámbar
Cree CLM1B 20mA Verde Azul
El Micrel (Microchip) 30mA MIC2860 es un controlador de LED lineal económico, muy pequeño y simple en un espacio de 2,0 x 2,0 mm con dos salidas. Probablemente cueste lo mismo que su LED RGB.
El MIC2860 brinda la mayor eficiencia posible al
eliminar las pérdidas de conmutación presentes en
las bombas de carga tradicionales o en los circuitos de refuerzo inductivos. Presenta una
caída típica de 52 mV a 30,2 mA por canal. Esto permite que los
WLED se accionen directamente desde la batería, lo que elimina
el ruido de conmutación y las pérdidas presentes con el uso de
circuitos de refuerzo.
Reemplazaría la resistencia.
Toma las mismas propiedades que un transistor o diodo SOT-23.
Los cambios consisten en reemplazar el RGB con 3 LED Cree CLM1B y reemplazar la resistencia de 56 Ω con el controlador Micrel.
Los LED Cree están agrupados por Flux. Eso te da cierta flexibilidad a la hora de comprar. Cada color tiene sus propios contenedores para que pueda ajustar el flujo luminoso por el número de pieza.
Cada fila es un código bin utilizado en dos caracteres del número de pieza.
Debido a que mcd es una cantidad fotométrica, se ajusta al ojo humano. Puede obtener todos los LED con el mismo rango de brillo.
Si compra todos los colores en el código de contenedor VA, todos los colores tienen el mismo brillo. Los contenedores rojo y ámbar son idénticos.
¿Hay algún motivo por el que esté utilizando el STS STM8S003 Micro?
Creo que es un poco excesivo y no necesitas tantos pines.
Es un buen dispositivo y la potencia no es mala.
No estoy al día con todos los procesadores que hay.
Siempre me ha gustado Atmel AVR para aplicaciones como esta.
El ATtiny441 de 14 pines haría muy bien este trabajo.
Ahorraría bienes raíces. El ahorro de energía sería insignificante ya que ambos micros promediarán menos de 1 mA.
Actualmente estoy investigando el ATtiny817, que es una parte nueva muy similar al Tiny441. Excepto que el 817 tiene un DAC. Voy a ver qué tan bien el DAC puede controlar el ajuste de corriente analógica o la frecuencia de conmutación de un controlador LED.
Originalmente estaba pensando que un DAC podría ayudarlo con la variedad de flujo luminoso en el LED RGB. Puede usar el DAC para controlar el pin de ajuste actual del controlador Micrel con un nivel diferente para cada color.
Por lo tanto, el LED debe verse a través de una habitación bien iluminada.
SUPUESTOS
Solo hay un LED encendido a la vez.
El color del LED está controlado por 3 pines MCU conectados a los cátodos de color, que se hunden desde una sola resistencia de 55 Ω en la ruta del ánodo común.
Tanto los bienes raíces como el costo son criterios principales.
El costo del LED RGB es de aproximadamente $0.20. La tasa de descarga de la batería es inferior a 0,2 C.
EL PROBLEMA
La resistencia de 55Ω.
Disipa 1,1 vatios a 20 mA
Flujo luminoso insuficiente con batería baja a 3,6 mA
Discusión
El voltaje directo de los LED es un factor muy importante después del flujo luminoso.
Flujo luminoso y voltajes directos
El RGB es una forma económica y que ahorra espacio de obtener múltiples colores.
El color del problema es el azul. Candela es una medida de la luz basada en la sensibilidad del ojo humano a cada longitud de onda de los colores.
El verde lima (555nm) es el color al que el ojo es más sensible según la CIE (Commission Internationale d'Eclairage). Todas las demás sensibilidades de color se pueden especificar como porcentaje o proporción en comparación con el verde lima de 555 nm.
El azul es 7,7x menos sensible y el rojo 3,4x.
Si solo se necesitan dos colores, verde y ámbar o rojo y ámbar serían las combinaciones de colores preferidas.
Los LED rojos son AlGaInP/GaAs
Los LED azules son GaInN
El verde es un LED GaInN azul profundo que empuja un fósforo verde
El ámbar puede ser un LED rojo o azul que empuja un fósforo.
AlGaInP/GaAs tiene un voltaje directo más bajo que GaInN.
El cian sería mejor que el azul.
El verde lima sería mejor que el verde.
Ámbar y Naranja mejor que Rojo
SOLUCIONES POSIBLES
Agregue dos resistencias y colóquelas en la ruta del cátodo.
El rojo se puede volver a calcular con su voltaje directo más bajo.
La corriente verde se puede reducir al menos en un 50%.
La resistencia es en realidad un valor estándar de 56 Ω.
Corriente 3.1v LED 19.6mA
Potencia actual por color
Red 158mW 37.5ma 0mcd
Green 83mW 20mA 1600mcd
Blue 83mW 20mA 350mcd
La corriente máxima es de 25 mA, a 55 Ω
Corriente directa roja = 37,5 mA
El LED se quema mcd = 0.
La resistencia individual debe recalcularse para rojo
Dos valores posibles para la resistencia roja, 82 y 100.
LED rojo
82 25.6mA 108mW 690mcd
100 21.0mA 88mW 570mcd
LED verde
82 13.4mA 57mW 1070mcd
100 10.0mA 46mW 800mcd
LED azul
82 13.4mA 57mW 235mcd
100 10.0mA 46mW 175mcd
Se necesitará un nuevo RGB. Seguro que si se requiere azul y 235 mcd con carga completa es insuficiente.
Si todo lo que se necesita es rojo y verde, 82 Ω es la única resistencia viable. Y en ese momento, el rojo está siendo empujado por encima de su corriente directa máxima.
No sé a dónde ir desde aquí principalmente porque no sé si se necesita azul o si el LED RGB actual realmente funcionará.
Es probable que el costo aumente y la placa de circuito impreso se haga más grande.
Debe ejecutar los números con min y max, no típico. No hay nada típico en los LED.
El rango de voltaje directo rojo es 1.8v - 2.6v
Verde y azul 2.8v - 3.6v
Tenía la esperanza de que esto llevaría a un punto en el que introduciría otra solución, pero las cosas están cuesta abajo. El rojo no funcionará a 56Ω
El próximo intento mínimo es resistencias separadas.
PWM puede ser necesario. Es posible que el micro pueda hacer parpadear los LED a una velocidad lo suficientemente rápida. No es una buena forma de hacerlo.
Conducir LED con una resistencia en un circuito alimentado por batería rara vez es una buena idea.
Pero puede ser necesario un controlador LED. Sería necesario ajustar la corriente para cada color utilizado.
Otra solución sería aumentar la capacidad de la batería y aumentar el voltaje de descarga de corte.
Posiblemente deba usar LED discretos en lugar de un RGB.
Debería considerar el uso de colores cian y ámbar. Pueden ser LED de varios colores que no sean RGB.
Al seleccionar un LED, debe probarlo en una habitación bien iluminada y encontrar el mcd mínimo que funcionará. Comience con azul.
Lo más probable es que un controlador LED sea la solución adecuada.
Le brinda la flexibilidad de duplicar dos LED con menos flujo luminoso, o simplemente usar una salida.
Bueno, algunas formas de hacerlo:
1) poner una resistencia de detección allí. puede usar el voltaje sobre la resistencia de detección para encender / apagar el led. esto se puede hacer a través de un comparador o adc.
2) el primer enfoque pero más un inductor con el led. esto es esencialmente un convertidor dc/dc;
3) coloque un sensor de luz (lento) en el LED y pwm el LED para mantener una salida constante del sensor de luz.
...
Incomprendido
Sistema RS
Incomprendido
keith
Incomprendido
Tony Estuardo EE75
CogitoErgoCogitoSum