Extraiga energía de forma segura desde USB

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Estoy actualizando la iluminación en un modelo con circuito simple que tiene 17 LED (aproximadamente) más uno o dos temporizadores 555. En la actualidad, todo funciona con 3 pilas AAA. Drena entre 150 y 250 mA (según la cantidad de LED que enciendo). Heads up: soy nuevo en electrónica e iluminación, así que, por favor, tenga paciencia conmigo si las preguntas no son lo suficientemente desafiantes :)

Una vez que se haya completado el circuito, planeo extenderlo con dos variaciones:

  1. Versión Arduino: conecte el circuito LED directamente a los pines de salida (5V) de una placa Arduino, con una resistencia en cada cable para compensar el exceso de + 0.5V.
  2. Versión alimentada por cable USB, usando un cargador de pared USB que proporciona 5V 800mA.

Mi pregunta es: ¿Qué debo hacer para proteger adecuadamente el circuito cuando utilizo la versión USB? ¿Necesito un regulador de voltaje? Si es así, ¿qué tipo / parte?

Según mi investigación, no necesito un regulador para la versión de Android, pero no estoy 100% seguro (los comentarios sobre eso también serán bienvenidos).

Editar: según lo solicitado, he agregado un esquema simplificado. La versión final tendrá más leds y probablemente drene alrededor de 200mA-250mA.

    
pregunta Sebastian

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En su mayor parte, una versión de Arduino y una versión alimentada por USB serían las mismas. El Arduino tiene una salida regulada de 5v.

El principal problema es que, si el esquema que publicas es preciso, es que la resistencia de 36 at, a 4.5v, con voltajes de led promedio (rojo 1.8v, amarillo 2v, azul 3.3v) los está empujando más allá del "" estándar " "Máximo consumo de corriente de 20mA cada uno. ¿Eso es 36Ω un error tipográfico? Con 5v, es casi el doble de eso. El esquema implica que con las 10 series de led / resistores encendidas, está tomando 151mA, por lo que 15mA cada una. Las matemáticas no funcionan.

Corriente = (Fuente de voltaje - Caída de voltaje hacia adelante) / Resistencia
Rojo: (4.5v - (1.8v * 2)) / 36 = 0.025A o 25mA. (5v - (1.8v * 2)) / 36 = 38mA Amarillo: (4.5v - (2v * 2)) / 36 = 13.8mA. (5v - 4v) / 36 = 27mA Azul: (4.5v - 3.3v) / 36 = 33.3mA. (5v - 3.3v) / 36 = 47.2mA!

Solo el amarillo sería mayormente seguro, sin aumentar la resistencia. Simplemente una resistencia adicional entre 24 ~ 68Ω en serie con el existente de 36Ω para cada hebra led, resolvería esto con un consumo máximo de 28 mA a 16 mA por hebra. Así es como puede proteger los leds cuando usa la fuente de alimentación USB.

Ahora, si va a alimentar los leds del Arduino, directamente atados a los pines del microcontrolador, comerá rápidamente hasta el límite de 40 mA por pin, o el límite total de 200 mA. Especialmente en la sección azul, donde tienes tres leds en paralelo. Eso es 47mA con la resistencia existente, menos si agrega otra resistencia por led, pero solo podrá tener 4 de las secciones a la vez. En este caso, si necesita más, también necesitará un transistor con una resistencia.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

El SW1 es el interruptor manual que tienes. Los dos resistores de 36Ω son los mismos que un solo 72Ω. Los tres leds son leds estándar de 3,3V azules. El transistor NPN le permite cambiar más corriente por pin que lo que la conectaría directamente (el 2n3904 tiende a permitir hasta 200 mA cada uno). La resistencia de 1 k proporciona aproximadamente 4.5 mA de corriente en la base del transistor, que debería saturarla.

En cualquier caso, con un poco de matemáticas como se indica anteriormente, debe tener todo lo que necesita para resolver cualquier combinación que necesite.

    
respondido por el Passerby

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