Encendiendo uno de los dos LED, o ninguno, basado en la entrada digital

Un enfoque aquí. D1 y D2 son para proteger las bases del voltaje inverso excesivo.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Vea también la versión minimalista a la derecha: requiere una entrada de alto Z con bajas fugas y desperdicia energía cuando los LED están apagados.

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Figura 1. Corriente de derivación de los LED.

En lugar de intentar encender los LED encendidos bajo ciertas condiciones, puede ser más fácil apagar off desviando la corriente a su alrededor. ¿Alguien puede hacer una prueba de cordura en este diseño?

Cómo funciona.

• Con SW1 alto como se muestra, Q2 está desviado y Q1 está desviado en cortocircuito en D1. D2 se encenderá.
• Con SW1 activado, Q2 está polarizado, cortocircuitando D2 y Q1 polarizado permitiendo que D1 se ilumine.
• Con SW en la posición media (desconectada), la corriente fluirá Q2e-b - R1 - R2 - Q1b-e, sesga ambos transistores y desvía ambos LED.
• La corriente a través de R3 será casi constante en los tres estados. Con un LED encendido estará \ $ \ frac {22} {470} = 47 ~ \ mathrm mA \ $ subiendo ligeramente a \ $ \ frac {24} {470} = 51 ~ \ mathrm mA \ $ cuando ambos LEDs estén encendidos shunted.

  

Se aprobará la solución que haga esto con la menor cantidad de componentes discretos.

Cantidad de componentes: 5 + los dos LEDs.

Estoeslomismoquemostréayer,peroconlosvaloresderesistenciarellenadosylaseccióndeentradacambióunpocoparasolucionarunproblemaseñaladoporDwayneReidenuncomentario.

Losrequisitossoloespecificanloqueelcircuitodebehacerentrespuntosoperativos,laentradavinculadaalsuministro,latierraylaflotación.Estecircuitoessimétricoconrespectoal1/2puntodesuministro,porloquesolonecesitamosanalizarelcasoabiertoycuandolaentradaestáatadaaunodelosrieles.

Cuandolaentradasedejaabierta,R5yR6formanunafuentedevoltajequeintentaimpulsarlasbasesdeQ1yQ3alamitaddelsuministro.R1yR2tambiénconducenalosemisoresalamitaddelsuministro.TantoQ1comoQ3tienen0B-Edevoltaje,loquelosmantieneapagados.Comonohayunacorrientedebaseodeemisor,nohaycargaenelR5-R6nienlasfuentesdevoltajeR1-R2,porloquesonlamitaddelsuministro.SincorrientesdecolectorQ1yQ3,Q4yQ2notienencorrientedebase.Estolosmantieneapagados,loquemantienesuscorrientesdecolectoren0.EstastambiénsonlascorrientesdelosLED,porloquelosLEDestánapagados.

Paraelotrocasodeoperación,seleccionaremosENvinculadoalsuministropositivo(24V).Digamosquetodoslostransistorestienenunagananciamínimade50,loqueesrazonableparatransistoresdeseñalpequeña.TambiéndiremosquelacaídadeB-Edecadatransistoresde700mV.

DadoquelasbasesylosemisoresdeQ1yQ3estánunidos,unotendrápolarizacióninversamientrasqueelotroestápolarizadohaciaadelante.DeberíaserobvioqueconINatadoalto,Q3estaráapagado,loquetambiénsignificaqueQ2estaráapagado,loquesignificaqueD2estaráapagado.NingunacorrientefluiráatravésdeningunapartedeQ3,Q2,D2oR3,porloquepodemosanalizarestecasocomosiestoscomponentesnoestuvieranpresentes.

R1yR2formanunafuenteTheveninde1/2delatensióndealimentaciónconunaimpedanciade10kΩ.Conunagananciamínimade50,estosereflejaráenlabasedeQ1como510kΩaunaimpedanciainfinita.R5yR6formanunafuenteTheveninde1/2voltajedesuministroconunaimpedanciade500kΩ.SinconsiderarlacargadeQ1(lagananciadeQ1esinfinita),elvoltajedelabasedeQ1esimpulsadoporunsimpledivisordevoltaje,yesde20.6V.ConlagananciadeQ1siendo50,lacargaadicionaldelabaselollevaa18.9VPorlotanto,labaseQ1seráde18.9a20.6VdependiendodelagananciarealdeQ1.EstosignificaqueelemisordeQ1seráde18.2a19.9V.

R1yR2formanunafuentede12Vconunaimpedanciade10kΩ.Porlotanto,lacorrientedelemisordeQ1estaráenelrangode615µAa787µA.Lacorrientemínimadecolectores50/51deeso,o603µA.EstaeslacorrientemínimaconlaqueseimpulsarálabasedeQ4.EsosignificaqueQ4puedeadmitiralmenos30mAdecorrientedelcolector.

Comocomprobaciónrápida,conelemisordeQ1alosumoa19.9VylabasedeQ4a23.3V,hayunmínimode3.4VatravésdeQ1CE,yestábienensuregiónoperativa"lineal" . Esto muestra que el problema señalado por Dwayne Reid en el diseño anterior se ha solucionado.

Digamos que D1 cae 2.1 V, y el voltaje mínimo en Q4 es de 200 mV, que deja un máximo de 21.7 V en R4. La corriente máxima de R4, que también es la corriente máxima de LED, es por lo tanto de 5.0 mA. Q4 puede admitir claramente más corriente que eso, y se saturará independientemente de dónde caiga su ganancia o la de Q1 entre 50 e infinito. Dado que Q4 es capaz de soportar 30 mA pero solo necesita soportar 5 mA, hay un amplio margen, lo que indica que este diseño tiene un espacio importante con la ganancia de transistor mínima especificada de 50.

Con IN a 24 V, el LED D1 se iluminará con 5 mA a través de él, lo que obviamente está encendido para un LED verde moderno. También ejecuta el LED muy por debajo del máximo, que es de 20 mA para los indicadores LED fácilmente disponibles.

R4 disipará 110 mW, que está justo dentro del alcance de un 0805 correctamente montado en una placa de circuito impreso. Cualquier resistencia de "1/4 W" es más que adecuada.

Nuevamente, el circuito funcionará de forma simétrica cuando IN esté conectado a tierra. Esta vez, Q3, Q2 y D2 estarán activados, con D1 desactivado.

Por lo tanto, D1 se enciende cuando IN está a 24 V, ninguno de los LED está encendido cuando IN se deja flotando y D2 se enciende cuando IN está a 0 V. Dado que estos eran los únicos requisitos, este circuito cumple con las especificaciones.

Tiempo de desafío del cuadro: su suministro de 24 V no descarta los circuitos integrados. La lógica digital no se ha creado para una tensión de suministro tan alta, claro, pero muchos circuitos integrados analógicos funcionan perfectamente en una fuente de 24 VCC, incluidos los comparadores, que toman tensiones analógicas y las convierten en salidas lógicas.

Además, su aplicación no es nada nuevo; lo que desea es un comparador de ventanas , simplemente ajustado desde la configuración clásica. El circuito a continuación debe hacer el trabajo: el LT1017 tiene mucho gruñido para manejar sus LED, y está calificado para funcionar en cualquier lugar, desde 1.1V a 40V. Con los valores de resistencia dados, la entrada flota en el suministro medio cuando no se maneja, y debe ser extraída dentro de 1.2 V aproximadamente del riel para encender el LED apropiado. La histéresis se deja como un ejercicio para el lector.

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Se muestran muchas opciones interesantes en las otras respuestas, pero agregaré otra a la mezcla:

En este circuito, los LED están controlados por dos MOSFET: un LED está controlado por un canal P y el otro por un canal N.

Las puertas de los MOSFET se desplazan hacia los rieles de suministro opuestos mediante resistencias de 10k que actúan para desactivarlos. Las puertas se conectan entre sí con un par de diodos Zener que se seleccionan de modo que tengan un voltaje directo en el rango:

$$ V_ {dd} / 2 < < V_ {z} < < V_ {dd} / 2 - V_ {th} $$

Debido a que el voltaje directo de los diodos Zener es más de la mitad del riel de alimentación, y hay dos en serie, significa que cuando no hay nada conectado a la entrada (que está en el centro de los dos diodos), las resistencias estarán capaz de extraer los MOSFET ya que los diodos Zener están efectivamente abiertos.

Cuando se baja la entrada (punto medio de los diodos), en la actualidad solo hay un diodo Zener entre la compuerta PMOS y tierra, lo que permite que el diodo conduzca y, por lo tanto, baja la compuerta PMOS, que la activa. manteniendo el NMOS apagado. A la inversa, cuando la entrada es elevada, ahora solo hay un diodo Zener entre la compuerta NMOS y el riel de suministro, lo que hace que NMOS se encienda y el PMOS permanece apagado.

Los diodos Zener también regularán los voltajes de la compuerta a la tensión de alimentación menos la tensión directa de Zener, por lo que no es necesario encontrar un MOSFET con una clasificación de Vgs de la fuente completa (lo cual es bueno, ya que muchos tienen una clasificación de 20 V solo en la puerta).

Para su suministro de 24V, optaría por algo como un diodo Zener de 18V, ya que esto le dará al menos 6V Vgs, por lo que debería permitir que los MOSFET se enciendan correctamente.

Deberá ajustar el tamaño de las dos resistencias para adaptarse a la cantidad de corriente de polarización que se puede extraer de la entrada. Con resistencias de 10 k como se muestra, alrededor de 0,6 mA de corriente fluye hacia / desde la entrada. Si opta por 100k, podría reducir esto a unas pocas decenas de microamperios.

Sin embargo, no puede hacerlos demasiado grandes ya que los diodos Zener conducirán una pequeña cantidad de corriente incluso cuando se encuentren por debajo de su voltaje de umbral. Si la resistencia es demasiado grande, entonces los MOSFET pueden estar encendidos. Dependerá de las características I-V del diodo, pero estar en el lado seguro 10k-100k debería funcionar perfectamente bien.

También puede agregar otro movimiento aleatorio.

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Por Transistor:;)

Bueno, me imaginé que el opamp tendrá que obtener de su riel (+) cuando intente aumentar su salida y tendrá que hundirse en su riel (-) cuando intente bajar su salida. Simplemente lo hice para que la fuente del riel (+) tenga que sacar esa corriente a través de un LED y para hundirse en el riel (-) tiene que hundir esa corriente a través del otro LED. También tuve que pegar \ $ R_1 \ $ y \ $ R_2 \ $ en su salida. El resultado es que el opamp (a) tirará de la corriente a través de \ $ D_1 \ $ para hundirse en \ $ R_2 \ $, cuando arrastre su salida hacia arriba (bajando la corriente en \ $ R_1 \ $ mientras aumenta la corriente en \ $ R_2 \ $), o bien (b) sumerge la corriente en \ $ D_2 \ $, proveniente de \ $ R_1 \ $, cuando arrastra su salida hacia abajo (bajando la corriente en \ $ R_2 \ $ mientras aumenta la corriente en \ $ R_1 \ $.) Bueno, hay un caso (c) en el que el PIN se deja desconectado. Luego, el opamp se hundirá o generará cantidades ligeramente diferentes a través de los diodos, pero en el orden de docenas de microamperios en ambos casos, probablemente no sea visible.

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Los Zeners aquí son 12v (el más alto disponible en el editor), no es una buena opción. Algo como 20v sería más apropiado. En un esfuerzo por reducir el recuento de piezas, la limitación de corriente LED se basa en el transistor beta 2N3904, 2N3906, en combinación con el valor R1. Este es similar a tu segundo intento, Bregalad.

para algo diferente FETs ok? Puedo usar Darlingtons