Основой этой статьи послужила схема, в которой для независимого управления двумя светодиодами используются три резистора и вход/выход общего назначения (I/O) микроконтроллера, работающий либо как высокоимпедансный вход, либо как выход [1]. Идея показалась хорошей, прежде всего потому, что решала проблему отсутствия свободных выводов микроконтроллера и была проста в реализации. К сожалению, эту схему нельзя использовать в конструкциях с батарейным питанием, поскольку ее ток утечки составляет порядка 2 мА даже при выключенных обоих светодиодах. В предлагаемой статье эта схема модифицирована; в ней по-прежнему используется один вывод I/O для управления двумя светодиодами, однако ток потребления стал низким (Рисунок 1). Хотя в схеме используется пара диодов и резистор, цена и количество компонентов невелики.
 |
|
| Рисунок 1. | В этих простых схемах для включения светодиодов необходимо напряжение примерно 1.5 В (а) или более 5 В (б). Схемы позволяют микроконтроллеру с батарейным питанием управлять двумя светодиодами с помощью лишь одного входа/выхода общего назначения. |
В основе работы обеих схем лежит нелинейная характеристика диода, при которой с ростом приложенного к нему напряжения ток растет экспоненциально. Для описания работы предположим, что вывод микроконтроллера сконфигурирован входом и имеет высокий импеданс. Предположим, что в первой схеме для включения светодиодов требуется напряжение примерно 1.5 В, а падение напряжения на малосигнальном диоде составляет примерно 0.6 В (Рисунок 1а). Таким образом, для включения обоих светодиодов теоретически необходимо 4.2 В. На практике светодиоды начинают слабо светиться примерно при 4 В при токе 80 мкА и полностью включаются при 4.4 В и токе 1 мА. При напряжении 3.3 В ток утечки составляет всего 2.41 мкА. Номинальное напряжение для этой схемы может быть немного ниже 3.3 В, но в этом случае следует использовать диоды Шоттки.
Вторая схема предназначена для напряжений питания более 5 В (Рисунок 1б). При использовании компонентов, показанных на Рисунке 1б, светодиоды начинают светиться при напряжении 7 В при токе 74 мкА и полностью загораются при напряжении 8.5 В и токе 1 мА, оставаясь полностью выключенными при напряжении 5 В и токе 1.53 мкА. Чтобы включить светодиоды, необходимо сконфигурировать вывод I/O микроконтроллера как выход; «лог. 1» включит нижний светодиод, а «лог. 0» – верхний. Если должны светиться оба светодиода, программа может циклически переключать вывод порта между единицей и нулем с частотой более 50 Гц. Для расчета номинала резистора используйте следующие формулы для Рисунка 1а:
и для Рисунка 1б:
где
ILED – требуемый ток зажженного светодиода,
VD – напряжение на диоде при протекании через него тока ILED,
VZ – напряжение стабилизации стабилитрона,
VLED – прямое напряжение на светодиоде при протекании через него тока ILED.
Чтобы избежать чрезмерного потребления тока, в качестве I/O следует использовать вывод с аналоговым входом или с триггером Шмитта.
Ссылка
- Spehro Pefhany. Один вывод микроконтроллера управляет двумя светодиодами
Купить BZX84 на РадиоЛоцман.Цены
