Manera correcta de conducir un LED usando la lógica 74HCxx

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¿Cuál es la forma correcta de conectar un LED a un circuito lógico?

Lo obvio que hay que hacer es esto:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Tengo dos preocupaciones:

  • ¿Puede la salida de la puerta lógica entregar la potencia suficiente para impulsar el LED? (Claro, los LED son de muy bajo consumo. ¡Pero también lo son las puertas lógicas!)
  • ¿La carga del LED distorsionará la salida tanto que no puedo conectarla a ninguna otra puerta?

El segundo problema parece que debería ser trivial (si es inconveniente) para resolver:

simular este circuito

Ahora solo la salida del búfer tiene que lidiar con la carga del LED; la puerta AND es felizmente inconsciente de que algo ha sucedido.

El problema es que planeo usar la lógica 74HCxx a 5 V, mientras que parece que la mayoría de los LED quieren funcionar a ~ 2 V. Además, parece que 74HCxx solo puede suministrar hasta 4 mA, mientras que la mayoría de los LED parece para dibujar drásticamente más actual que eso.

¿Y ahora qué?

Tal vez podría usar una resistencia para evitar la diferencia de voltaje. (Mi conocimiento de la electrónica analógica es demasiado débil para saber si funcionaría). Alternativamente, podría ejecutar toda la lógica a 2 V en su lugar. (La serie 74HCxx parece admitir eso.) Todo lo cual no hace nada para resolver el problema actual.

¿Necesito una de las puertas lógicas de traducción de nivel? ¿O necesito construir algo aún más elaborado que eso?

    

2 respuestas

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Los circuitos que propones no funcionarán (el LED no se iluminará) porque estás tratando de hacer que la corriente fluya a través del LED en la dirección incorrecta (modo inverso).

También es imprescindible utilizar una resistencia en serie. Sí, seguro, funcionará sin una resistencia en serie, pero eso pone mucho énfasis en la compuerta lógica y el LED. Además, sin la resistencia, la corriente a través del LED es muy descontrolada y debe evitarse.

Vayamos al grano y permítame mostrarle cómo se hace:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Para este circuito, D1 y D2 se iluminarán cuando la "señal" sea alta (uno = 1 = +5 V)

Los resistores R1 y R2 limitan la corriente a aproximadamente 3 mA cuando se usa una fuente de 5 V. Para los LED modernos 3mA será suficiente corriente. Si está utilizando LED antiguos, es posible que necesite hasta 20 mA y entonces es mejor usar un transistor adicional para hacer que la corriente fluya, ya que las puertas lógicas no están diseñadas para suministrar dicha corriente.

    
respondido por el Bimpelrekkie
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Debe recordar que las compuertas HC no pueden suministrar más de 4mA y proporcionan niveles lógicos válidos al mismo tiempo. Por lo tanto, si desea controlar un LED desde una salida de compuerta, no puede también usar esa salida de compuerta como una señal lógica. Tu segunda solución es la más correcta.

Ahora, si ya no le importa mantener niveles lógicos válidos donde la salida de la puerta está conectada al LED, entonces puede obtener considerablemente más de 4 mA de la salida de la puerta. El fabricante no proporciona valores mínimos / máximos para esta situación porque no es así como se supone que se deben usar las puertas. Algunos fabricantes proporcionarán gráficos de la corriente de salida típica en función de la tensión de salida. Para estar seguro, necesitará una resistencia en serie para limitar la corriente. En ausencia de especificaciones de la hoja de datos, tendrá que probar algunos experimentos. Asegúrese de no exceder el límite actual total de todo el dispositivo empaquetado.

Todo este enfoque está bien para una situación de aficionado, pero no es adecuado para la fabricación de grandes volúmenes si le importa la confiabilidad. La forma correcta de controlar un LED es con un transistor discreto o utilizando un circuito integrado que está diseñado específicamente para conducir cargas de alta corriente.

    
respondido por el Elliot Alderson

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