¿Es posible construir una resistencia no lineal usando un potenciómetro lineal?

Tengo un controlador LED de corriente constante CAT4101 y necesito controlar la corriente LED. Mi idea es usar un microcontrolador y un potenciómetro digital ( MCP41010 ) para controlar la corriente. Si bien el potenciómetro que tengo es lineal (la resistencia es proporcional al código digital), la corriente del LED no es lineal debido a las características del CAT4101:

LED Current    RSET
[mA]           [Ohm]
100            4990
200            2490
300            1690
400            1270
500            1050
600            866
700            768
800            680
900            604
1000           549

Su hoja de datos dice que mantiene un voltaje constante en el pin Rset y la corriente del LED es aproximadamente 400 veces la corriente del pin Rset.

¿Es posible "inventar" algún circuito basado en un potenciómetro digital lineal que cambie su resistencia de forma no lineal y permita el control de corriente LED lineal?

La forma más fácil y económica de hacerlo es configurar la corriente del LED al máximo y usar PWM para cambiar el brillo. De hecho, su controlador está diseñado para esto.
Sí, sé sobre PWM. Pero me gustaría usar la misma fuente de alimentación con diferentes LED. Algunos de ellos están clasificados para 150 mA, algunos para 750 mA, algunos para 1A. Es por eso que necesito control de corriente PWM y CC en una unidad.
Para ser más específico, quiero usar LED con diferentes longitudes de onda de emisión máxima para irradiar mis muestras. Es por eso que necesito una amplia gama de corriente LED de salida. Además, algunas muestras no se pueden irradiar con LED parpadeantes (PWM) porque esto provocará cambios estructurales no deseados, por lo que el control de tiempo y corriente continua es la única opción en tal caso.

Respuestas (2)

Si examina la tabla, puede ver una relación razonablemente lineal entre la corriente de la resistencia y la corriente del LED. Esto está implícito en la hoja de datos donde dice que la corriente del LED es 400 veces la corriente Rset. Entonces, dado que Vset es constante a 1,2 voltios, para un Rset de 4990 ohmios, Iset será 0,24 mA e Iled será 400 veces mayor a 96 mA (no muy lejos de 100 mA). En la escala media (digamos) 1050 ohmios, Iset será 1.143 mA e Iled debería ser 457 mA; dice 500 mA en la tabla, por lo que no está muy lejos. A la corriente máxima del LED (1A), Iset es de 2,185 mA y la corriente del LED probablemente sea 400 veces mayor a 874 mA.

Lo que digo es que podría usar un amplificador operacional y un transistor para extraer una corriente controlada del pin Rset y encontraría que esto es significativamente más lineal que intentar delinear una resistencia: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

Iload en el diagrama se conectaría al pin Rset del chip. Lo ideal sería que Rset en el diagrama anterior fuera un poco más bajo que 549 ohmios; tal vez un 470R estaría bien. Vset en el diagrama obligaría a que fluya una corriente al colector que es Vset/470R y, para 400 mA, la corriente del LED sería de aproximadamente 0,47 voltios.

Recuerde que el CAT4101 utiliza espejos de corriente para producir la corriente de LED de destino general y, por lo tanto, alimentar una corriente constante variable será más preciso que elegir un valor para Rset sin importar cuán delineado sea.

Sí, es posible obtener algo de no linealidad conectando una resistencia fija a través de la resistencia variable, desafortunadamente no está en la dirección correcta para su aplicación.

La ley que desea idealmente es recíproca, la corriente del LED está controlada por la conductancia de su resistencia Rset. No conozco ningún dispositivo de conductancia variable digital, pero podría valer la pena buscarlo rápidamente en Google.

Como ya está utilizando un microcontrolador, simplemente puede hacer un recíproco de la corriente establecida que desea y enviarla al potenciómetro digital. Desafortunadamente, esto limitaría la resolución que obtendría en el extremo inferior.

Poner una resistencia de 500 ohmios en serie recuperaría parte de la resolución en el extremo inferior del rango.

Lo que debe hacer es extraer una corriente específica de su pin Rset, y no necesita ser una resistencia que lo haga. Sin embargo, necesitaría componentes adicionales. Como el pin Rset está nominalmente a 1.2v, existe el margen para implementar un espejo de corriente debajo de él para que actúe como un sumidero de corriente controlable, vea la buena respuesta de Andy para conocer los detalles de esto. Luego, su micro puede programar una corriente en el espejo. Si calcular los valores para una ley simple no lineal pero no recíproca no es lo suficientemente bueno, entonces los componentes adicionales son su única opción.