¿Debo calcular un valor de resistencia para los indicadores LED de conducción de las salidas TTL?

Tradicionalmente siempre he usado un 1 k Ω resistencia como resistencia limitadora de corriente para controlar un LED directamente desde una salida TTL (o 5V CMOS). No puedo recordar cómo llegué a este valor - se pierde en los anales de la historia.

¿Está bien o es un Bad Habit™ en el que me he metido y que debería romper?

¿Debería calcular una resistencia más precisa para usar a partir del voltaje y el consumo de corriente del LED que estoy usando?

Respuestas (1)

Es un mal hábito, al igual que usar sin pensar un 1k Ω resistencia base para un transistor de conmutación, o como usar irreflexivamente un condensador de desacoplamiento de 100nF. Millones de ingenieros se salen con la suya.

Incluso sin mucho cálculo podemos ver que 1k Ω es una mala elección. A partir de una alimentación de +5V no permitirá más de 5mA, y eso incluso sin tener en cuenta la caída de tensión del LED.

Todo depende del LED, en concreto del color, que determina el voltaje directo . Además, ¿qué corriente necesita? Un valor de uso frecuente es 20mA, porque por encima de eso el brillo ya no aumentará tanto. Tomemos ese valor y un voltaje directo de 2V.

También supongo que por TTL te refieres a Low-Power Schottky, el TTL original es realmente obsoleto. Bien, tomamos la hoja de datos de una pieza típica de LS-TTL . Las hojas de datos de TI son interesantes porque le brindan un esquema completo de una puerta. Estamos interesados ​​principalmente en la etapa de salida. Lo primero que ve es que la salida del tótem (como se llama) es asimétrica: el transistor a V C C tiene una resistencia en serie con el colector, que el transistor inferior no tiene. Esto es típico de (LS-)TTL, y significa que absorberá más corriente de la que generará . ¿Cuánto cuesta? Que encontramos en la página 5.

Corriente de salida de alto nivel: -0.4mA , Corriente
de salida de bajo nivel: 8mA .

El 0.4mA es demasiado bajo para controlar un LED, pero también el 8mA es un poco bajo. El tótem estándar LS-TTL no es apto para conducir LED.
La buena noticia es que existen otras configuraciones de salida. El 74LS06 tiene una salida de colector abierto , lo que significa que solo puede absorber corriente. La hoja de datos dice

Corriente de salida de bajo nivel: 40mA .

Genial, eso es lo que queremos.

Entonces, ahora que tenemos un dispositivo que puede controlar nuestro LED, calculamos la resistencia. Hay una cosa más que necesitamos de la hoja de datos, eso es V O L , el voltaje de salida cuando es bajo. La hoja de datos no dice para 20 mA, por lo que interpolamos un poco y decimos 0.5V. Entonces

R = 5 V − 2 V − 0.5 V 20 metro A = 125 Ω

Tome el valor E12 más cercano, eso es 120 Ω . Un valor de 1k Ω probablemente estuvo bien para el puerto TTL, pero no dio como resultado un brillo LED óptimo.

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Kevin agregó CMOS a la pregunta. HCMOS es la serie más utilizada aquí. A diferencia de TTL, las salidas CMOS son simétricas y pueden absorber tanto la corriente como la fuente. El 74HC00 puede generar y absorber 25 mA, por lo que podemos usarlo para controlar nuestro indicador LED típico.

Principalmente conduzco desde el puerto de E/S de un PIC, que puede conducir o hundir 25 mA en un pin. Estrictamente hablando, supongo que estoy trabajando con CMOS, no TTL, pero V D D es de 5V, asi que solo trabajo como si fuera TTL
@Matt - Matt, hombre, ¿qué me estás haciendo? Permítanme desenterrar esas hojas de datos, una canción y un baile completos sobre TTL, ¡y al final es HCMOS! :-). Bueno, al menos ahora sabes 1) cómo calcularlo y 2) leer hojas de datos.
Je, lo siento amigo;) De todos modos, a veces quiero controlar un LED desde un dispositivo 74LS, así que ahora sé almacenarlo primero. Por cierto, podría usar un transistor para amortiguarlo, ¿sí?
@ Matt - seguro. Recuerde que la capacidad de la fuente está limitada a 0,4 mA, pero la mayoría de los transistores de conmutación de baja potencia tendrán una H F mi más de 100, por lo que debería estar bien. Para calcular la resistencia base: consulte la hoja de datos para ver cuál es el voltaje de salida cuando obtiene 0,4 mA, y reste de eso el voltaje del emisor base de 0,6 V, y divídalo por los 0,4 mA (o la corriente que necesite)
Yo diría que es un hábito eficaz en el tiempo. Cuando su LED se ilumina lo suficiente, 1k es una buena suposición de primer orden. En la mayoría de las situaciones, ni siquiera destruirá un LED de 2 mA.
@Wouter: no estoy de acuerdo. Si eliges un 1k Ω y notas que se enciende muy tenue, que haces? elige un 100 Ω , y sin saberlo usa la puerta fuera de especificación. Leer la hoja de datos y hacer el cálculo no llevará horas, y adquirirá experiencia , de modo que sabrá el valor correcto de memoria.
@stevenh: si 1k enciende el LED muy tenue, por supuesto, es estúpido elegir un 100R sin hacer un cálculo. Hagamos uno: 5,5 V (salida máxima de 7805, suponiendo que sea la fuente de alimentación) - 2 V (caída de LED mínima) - 0,5 V (caída de controlador mínima) / 100R = 30 mA. Entonces (suponiendo que su caja de control tenga solo LED de 20 mA), incluso 150R es un valor seguro. Es una pena que la mayoría de los chips no especifiquen una caída mínima del controlador, por lo que un cálculo como este siempre es un poco inestable.
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