¿La mejor manera de reducir el consumo de batería para dispositivos LED?

Estoy construyendo un dispositivo que necesita "encenderse" para indicar el estado al usuario. Por supuesto, quiero usar LED para iluminar el dispositivo, pero me preocupa el consumo de batería, ya que me gustaría que dure un año con las baterías si es posible. El dispositivo utilizará su(s) LED(s) durante aproximadamente una hora cada día.

¿Cuáles son las mejores formas de reducir el consumo de energía de los LED? ¿Usando PWM? ¿Es mejor usar un LED de alta intensidad o varios LED de menor intensidad? Hacer parpadear los LED está bien, de hecho, ese es el truco de ahorro de energía más obvio que he encontrado.

¿Cuánta corriente consume el resto del circuito? El LED puede ser trivial en comparación con esto.
Esta pregunta no es un duplicado, pero puede encontrar un par de ideas en el lado del controlador aquí electronics.stackexchange.com/questions/55823/…
El resto del circuito consume solo alrededor de 100 microamperios.

Respuestas (3)

Alimenta el LED con un pequeño convertidor flyback. La resistencia limitadora de corriente puede consumir mucha energía. Tenga en cuenta que este esquema es solo una ilustración. Se debe realizar algún trabajo de diseño/programación.

Algo como esto:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Aquí hay un modelo simple (para LTSpice IV) del esquema anterior. Demostró una eficiencia del 95% y superior:

Version 4
SHEET 1 880 680
WIRE 256 -160 -288 -160
WIRE 544 -160 256 -160
WIRE 256 -32 256 -160
WIRE 544 -16 544 -160
WIRE -288 96 -288 -160
WIRE 256 128 256 48
WIRE 544 128 544 48
WIRE 544 128 256 128
WIRE 256 176 256 128
WIRE 208 256 -48 256
WIRE -48 304 -48 256
WIRE -288 416 -288 176
WIRE 256 416 256 272
WIRE -48 432 -48 384
FLAG -288 416 0
FLAG 256 416 0
FLAG -48 432 0
SYMBOL nmos 208 176 R0
SYMATTR InstName M1
SYMATTR Value IRLML2803
SYMBOL ind 240 -48 R0
SYMATTR InstName L1
SYMATTR Value 100µ
SYMATTR SpiceLine Rser=1
SYMBOL LED 560 48 R180
WINDOW 0 24 64 Left 2
WINDOW 3 24 0 Left 2
SYMATTR InstName D1
SYMATTR Value NSSW008CT-P1
SYMBOL voltage -288 80 R0
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 0 0 Left 2
SYMATTR InstName V1
SYMATTR Value 5V
SYMBOL voltage -48 288 R0
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 0 0 Left 2
SYMATTR InstName V2
SYMATTR Value PULSE(0 4 0 10n 10n 3u 50u)
TEXT -322 456 Left 2 !.tran 1m

De hecho, parpadear es la opción más obvia y diría que también la más utilizada cuando la energía es una preocupación.

Puede hacer un parpadeo de tan solo 50 ms y seguir visible, y si parpadea cada segundo, es un ciclo de trabajo del 5 %. Si, como dices, funciona solo una hora al día, el ciclo de trabajo efectivo baja al 0,21%. Quiere decir que durará unas 500 veces más que yendo a máxima potencia.

Pongamos un ejemplo: supongamos que tiene un LED con una corriente directa de 1 mA (realista, apuesto a que puede encontrar uno de menor potencia). La corriente media durante el día será de unos 2 uA, o 48 uAh durante todo el día, 17,5 mAh para el año.

Dependiendo de qué batería, qué microcontrolador y qué más tenga en el dispositivo, debería poder hacer sus cálculos.

Para una mayor reducción, puede considerar un parpadeo más rápido, parpadeos menos frecuentes, LED de menor potencia o simplemente alimentarlo con una corriente más baja.

Un truco que realmente me gusta mucho es dejar que el usuario decida cuándo necesita saber el estado al tener un botón para mostrar el estado. Esto no funciona si necesita una visibilidad "de un vistazo" del estado.

Otro truco es usar algo como e-ink o LCD con memoria, pero eso solo funciona si hay luz para verlos, y además cuestan 25$ o más. Te permiten mostrar mucha información.

El uso de LED de ángulo de visión estrecho puede hacer que se vea más brillante al enfocar más la luz, pero solo si está mirando de frente.

Pero en realidad, simplemente elegiría un LED verde ultrabrillante o algo así y parpadearía en un ciclo de trabajo bajo como sugiere clabachio. Haga los cálculos de cuánta energía usa frente al resto del circuito.