¡LED con un presupuesto (de batería)! – ¿Cómo puedo bajar la corriente a través de un LED sin gastar la batería?

Utilice un LED de baja corriente. Por ejemplo, este consume 2mA.

Use modulación de ancho de pulso (PWM) para controlar el LED. Durante el período de apagado, no consume energía. El 50% de brillo podría ser aceptable.

Creo que usar una resistencia para reducir la corriente agotará la vida útil de la batería. ¿Es esto cierto?

Es difícil dar una respuesta de sí o no a la primera declaración. Técnicamente, consume parte de la energía en sí mismo, pero a medida que aumenta la resistencia, la energía disminuye (la corriente también disminuye, que es lo que importa en una batería).

¿Cómo consume la batería si la corriente se mantiene pequeña?

Esta es una declaración muy, muy desordenada. "Pequeño", eso significa algo diferente para cada persona. Si quiere decir pequeño, como insignificante, entonces puede ignorarse, pero dudo que esto sea cierto con un circuito que cuenta uA. Para que sea insignificante, una buena regla puede ser que su corriente promedio sea inferior a 1/10 de la corriente general de su sistema (soy campos, 1/10 es suficiente para 1/infinito).

¿Es la disipación de energía?

Sí, en la respuesta más corta. Una batería tiene un voltaje asociado, que normalmente conoces de antemano. La mayoría de los dispositivos tienen una corriente que varía a medida que varía el voltaje, pero dado que conoce el voltaje, puede saber su consumo de corriente. Dado que la capacidad de la batería se mide en AH o mAH, entonces está listo. tome la capacidad, en AH, y divídala por la cantidad de A que extrae su dispositivo y tiene su vida útil en horas. Número lo suficientemente grande? estás listo ¿Vas a morir 3 semanas antes? ahora tiene que encontrar una manera de reducir su consumo de corriente promedio o conseguir baterías más grandes.

Creo que usar un diodo (y una resistencia más pequeña) aún consumirá la batería (LadyAda dijo algo así como "cualquier dispositivo lineal para reducir el voltaje usa la misma cantidad de energía"). ¿Es esto cierto? ¿Es la misma cantidad?

Como se indicó antes, efectivamente tiene un presupuesto actual. si su consumo de corriente promedio aumenta, entonces ha perdido la vida útil de la batería.

¿Puedo bajar el voltaje "gratis", es decir, sin gastar demasiada energía? ¿Cómo puede un circuito integrado regulador hacer lo que una resistencia o un diodo no pueden?

Sí, si usa un dispositivo como un controlador LED, entonces puede funcionar. La mayoría de estos son fuentes de alimentación de modo de conmutación . Este es un concepto relativamente avanzado en electrónica, no te rindas tratando de entenderlo. Sólo entiende que hace trampa. Tendrá una eficiencia en el rango de 80 o 90%. Puede calcular el consumo de energía de su dispositivo y luego tener en cuenta la eficiencia para obtener el consumo de energía real. Esto luego se puede dividir por el voltaje y debe correlacionarse con su consumo de corriente promedio.

Mi consejo

Hay una manera más fácil. Como decía Joby, PWM. Pero no recomendaría usar un PWM al 10 %, ni siquiera al 1 %. En su lugar, parpadee su LED por períodos cortos para informarle sobre eventos importantes.

Si desea comprobar que su dispositivo está durmiendo, parpadee cada 1 segundo de activación. Si está transmitiendo cuando rs232 está conectado, parpadee cada vez que transmita un "paquete". Esto puede darle tiempos de "encendido" de milisegundos cada pocos segundos. Si piensa en esto como un PWM básico, obtendrá menos del 0,1 %. si está extrayendo 20 mA para parpadear (bastante brillante), entonces está extrayendo un promedio de 20 uA. Vaya a un diodo de 2 mA y obtendrá una corriente promedio de 2 uA. si parpadea cada minuto, puede dividirlo por 60: 1/30uA.

Aquí hay una nota de aplicación elegante de Microchip sobre la conducción LED de alta eficiencia. http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91060b.pdf

La esencia es que usan un inductor para conducir el LED sin resistencia limitadora de corriente. El inductor impulsa automáticamente los LED al voltaje adecuado. No sé cuán práctico es, pero puede valer la pena investigarlo.

Una resistencia desperdicia energía, como observas. Cualquier otro dispositivo analógico como un transistor en un circuito regulador, cualquier tipo de circuito integrado, un diodo o lo que sea, si transmite corriente desde una fuente de voltaje al LED, desperdiciará energía. Hay una caída de voltaje a través de él, desde el voltaje de suministro hasta la caída de voltaje directo a través del LED, con cualquier corriente de LED que fluya. Multiplique para encontrar la energía desperdiciada como calor. Ningún regulador de lujo IC puede escapar de esta física básica.

Solo hay dos elementos eléctricos que no derrochan energía: el aire vacío y el cable. El aire vacío, es decir, cualquier falta de conexión como un interruptor abierto o un transistor apagado, tiene corriente cero. El cable o cualquier conductor como un transistor encendido (ignorando el pequeño voltaje de saturación) tiene una caída de voltaje cero. Los circuitos de baja potencia deben evitar las resistencias y usar transistores como interruptores, siempre encendidos o apagados.

Para el LED, que necesita una cantidad particular de corriente, puede conducir un transistor con una onda rectangular. Se desperdicia muy poca energía en el transistor, ya sea "encendido" o "apagado". La carga se transfiere eficientemente al LED. Por supuesto, no desea dejar que fluya demasiada corriente durante la fase de "encendido" y tostar el LED o hacer que envejezca, así que suavice el voltaje en la carga con un capacitor. (Esto es opcional, dependiendo de la clasificación de corriente máxima del LED, la frecuencia de conmutación, etc.) El brillo del LED se puede variar alterando el ciclo de trabajo de la onda rectangular, aunque querrá abstenerse de usar una onda 100% en - entonces el suministro de voltaje completo se le da al LED.

Esta es una fuente de alimentación conmutada básica, una tecnología vital de las últimas décadas y las próximas.

Si aumenta la resistencia de su resistencia limitadora de corriente, creo que la duración de la batería se extenderá. Con una fuente de voltaje (como una batería), el uso de una resistencia más grande significa que fluirá menos corriente a través de la resistencia y el diodo. El único inconveniente es que tiene un diodo dimmer. Sin embargo, dado que la corriente a través de todo el circuito se ha reducido, la duración de la batería nominal en mAh aumentará.

Lo que quieres es un circuito de control de corriente. Estos se encuentran comúnmente en mejores linternas LED ( ejemplo ), y dispositivos como MAX6969 pueden ayudarlo a controlar un montón de LED desde un microcontrolador. Ese chip en particular no le ahorrará energía a menos que lo combine con un voltaje más bajo (quizás suministrado por un regulador reductor de voltaje constante) para alimentar los LED o PWM. El aumento de una resistencia en serie consumirá menos corriente y, por lo tanto, le dará una mayor duración de la batería, pero la luz también se reducirá. Con los suministros de corriente constante se puede eliminar la potencia convertida en calor en las resistencias en serie.

intente hacer funcionar el led con un transformador reductor en su lugar... use el lado con más bobinas en serie solamente, con el led... proporciona resistencia al hacer muchas vueltas en la bobina del transformador antes de llegar al led... no tendrá mucho calor también a diferencia una resistencia ... el desperdicio será menor