Conducir un LED de la manera más eficiente en energía posible [duplicar]

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Me metí en un pequeño desafío, solo por aprender algo sobre cosas de bajo poder.

Quiero crear un dispositivo que tenga básicamente dos requisitos:

  • parpadea un LED cada 5-10 segundos con un microcontrolador
  • último tiempo más largo posible en una celda de botón de litio (algo así como un CR2032 o más pequeño)

El voltaje de entrada al sistema oscilará entre 3 y 1.8 voltios, por lo que probablemente quiero elegir un LED rojo para que la potencia esté por encima de su Vf hasta el final. Mi microcontrolador consumirá alrededor de 10uA cuando esté activo y 1uA cuando esté durmiendo. Por lo tanto, el LED será probablemente el componente más hambriento de energía.

Ahora viene la pregunta: ¿cuál es la forma más eficiente de conducir la energía, para obtener el pulso visible más corto? Poner una resistencia en serie con el led significaría desperdiciar mucha energía, incluso la mitad de la potencia que entra en el LED. Un controlador de corriente constante desperdiciaría tanta energía como la resistencia más algo de energía para mantenerse en sí mismo.

La única solución que me vino a la mente hasta ahora es conectar el LED directamente al microcontrolador y ajustar la duración del pulso hasta que pueda verlo parpadear. ¿Pero será esta la forma más eficiente?

No me importa la simplicidad ni el costo del parto, es una cosa de 1 vez. Incluso un circuito excesivo si es más eficiente energéticamente que la resistencia es mejor para mí

    
pregunta valerio_new

3 respuestas

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usted podría hacer un pequeño convertidor Buck de lado alto con un mosfet rdson bajo (si lo desea, también puede hacerlo sincrónico para mejorar aún más la eficiencia) para que se active solo en el corto tiempo que el led esté activo. Debe elegir un mosfet para que tenga la capacidad de compuerta más pequeña, ya que necesita cambiar de la manera más rápida posible por dos razones: mientras se carga el capacitor, parte de la energía se disipa en calor (calor muy muy pequeño) y el mosfet mientras la conmutación se convierte por un corto tiempo en una resistencia y estoy seguro de que no desea componentes resistivos en todo el circuito. El convertidor Buck se puede hacer con una frecuencia fija y un ciclo de servicio fijo para ahorrar algo de energía.

    
respondido por el niki salli
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Tal vez ruede su propio convertidor.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Pulse el GPIO alto durante el tiempo suficiente para cargar el inductor a la corriente máxima deseada, Luego bájelo para descargar a través del LED.

Si el GPIO se mantiene activo, la corriente es ilimitada, excepto por la resistencia de CC del inductor y el MOSFET, por lo que es posible que desee degradarlo un poco agregando una resistencia en serie para manejar ese caso.

Pero en términos prácticos, creo que lo hará muy bien comprando el LED con el brillo más alto a una corriente baja determinada y utilizando una resistencia.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Puedes crear el mismo efecto que un regulador de impulso agregando un inductor y un FET NMOS. Entonces puedes elegir cualquier color LED. Para que sea realmente simple, elija uno azul que no se activará a su voltaje de suministro. Conecte a tierra el cátodo, conecte el inductor del ánodo a su suministro. El drenaje del FET va al ánodo del LED, fuente a tierra, puerta a salida.

Cuando desee hacer parpadear el LED, encienda el FET durante un período de tiempo (que puede determinar experimentalmente) y luego apáguelo. La corriente acumulada en el inductor hará parpadear el LED por usted.

Si su LED tiene un voltaje directo lo suficientemente bajo como para encenderse solo desde el suministro, puede simplemente colocar el FET entre el cátodo y la tierra. El inductor limitará eficientemente la corriente de entrada en función del ancho de pulso con menos pérdidas.

    
respondido por el Cristobol Polychronopolis

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