Question:
Ultra faible puissance / circuit clignotant simple
sfhhd
2011-08-09 23:51:41 UTC
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Idéalement, je veux que cela fonctionne avec des piles bouton. J'ai trouvé un circuit qui utilise des transistors et des condensateurs mais les exigences de tension sont plus élevées que ce que je veux. Y a-t-il un moyen que je puisse faire de ce circuit un circuit à faible puissance?

D'autres idées seraient géniales

les piles bouton sont assez minces. une raison pour laquelle vous ne pouviez pas simplement empiler deux cr2032 pour 6V?
IMHO votre question est un peu floue. Le circuit que vous avez affiché est de très faible puissance, mais ce n'est pas une basse tension. Je suppose que vous pensez à un circuit de voleur de joule basse tension? Vous trouverez le circuit clignotant du voleur Joule [ici] (http://quantsuff.com/LED2.htm) et [ici] (http://quantsuff.com/LED8.htm)
J'aurais un faible nombre de broches, un micro à faible puissance comme le PIC 10F et je m'endormirais principalement en me réveillant sur un chien de garde pour allumer la LED ... mais c'est pourquoi je suis un logiciel.
Commentaires @sfhhd?
Beau circuit de voleur de joule ici aussi: http://watsonseblog.blogspot.com/2008/04/flash-boost-is-what-i-call-circuit-in.html
Cinq réponses:
#1
+6
Olin Lathrop
2011-08-10 01:32:10 UTC
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Le premier circuit de la page que vous avez liée est déjà assez efficace en ce sens que presque tout le courant d'alimentation est utilisé pour allumer les LED. Le problème n'est donc pas autant de réduire la puissance que de pouvoir fonctionner à partir d'une tension plus basse.

Les piles bouton typiques, comme la CR2032 commune, émettent environ 3V. Cela signifie que vous devez utiliser des LED qui s'allument à une tension légèrement inférieure. Heureusement, les LED vertes courantes s'allument généralement à environ 2,1 V. Le passage aux LED vertes permet d'utiliser une alimentation 3V.

Pour couper l'alimentation, vous devez couper le courant à travers les LED. Cela affecte directement la luminosité. Si cet appareil est destiné à une utilisation en intérieur, même 1 mA peut être suffisant pour allumer visiblement les LED. Obtenir des LED décentes avec une efficacité décente aide certainement ici. Disons que vous voulez tirer seulement 2 mA de la pile bouton. La chute de tension à travers la résistance en série avec la LED sera d'environ 800 mV. 800mV / 2mA = 400Ω. C'est un point de départ. Ensuite, vous pouvez échanger l'autonomie de la batterie avec la luminosité à partir de là. Des résistances plus basses donneront une luminosité plus élevée et une durée de vie de la batterie plus courte.

Notez que lorsque Olin dit «LED vertes», il veut dire les LED vertes à l'ancienne au phosphure de gallium (GaP) qui émettent environ 560 nm, donnant une lumière jaune-verte. Les vraies LED vertes (530-550 nm) utilisent une chimie différente qui a une chute avant d'environ 3 V, ce qui ne fonctionnerait pas pour une source 3 V à moins qu'une alimentation plus complexe ne soit utilisée.
#2
+4
Russell McMahon
2011-08-10 01:28:37 UTC
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  • (1) Conseils pour faire fonctionner le circuit alimenté à basse tension.

    Réduisez R2x légèrement plus que le rapport de réduction des tensions d'alimentation pour le même courant LED.

    Courant LED maximal supportable défini par le transistor beta (gain de courant) et R2x.

    Augmentez C1x lorsque R2x réduit pour garder le temps constant.

  • (2) Le composant & basse tension compte les clignotants tout-LED avec d'autres utilisations.

    ...... .. Détails ci-dessous enter image description here

  • (3) Autres options


(1) Conseils pour faire fonctionner le circuit fourni sur une tension inférieure.

Votre circuit peut être amené à fonctionner à partir d'une tension plus basse. Jouez avec les composants et voyez ce qui se passe. Voir les notes ci-dessous à titre indicatif.

Avec précaution, vous devriez être en mesure de le réduire à moins de 1 Volt sans les charges LED. Avec des LED rouges plus comme 3 Volts serait la limite inférieure.

Ceci est votre circuit. J'ai ajouté des étiquettes de composants à l'original.

enter image description here

Le circuit est symétrique avec deux moitiés identiques - j'ai donc nommé les composants avec les suffixes a et b. par exemple, R1A et r1B remplissent la même fonction dans les deux moitiés, tout comme R2A / R2B, C1A / C1B, Q1a / Q1b. Les * valeurs de, par exemple, R1A et R1b peuvent être différentes (voir texte) de sorte que le circuit peut osciller avec des temps différents par moitié, etc.

C'est un oscillateur astable. Les périodes d'oscillation sont définies en réglant les temps OFF de chaque moitié, ratyer que les temps d'activation. Lorsque, par exemple, Q1a est désactivé, Q1b est activé, il peut sembler que vous définissez des heures, mais il est utile de savoir qu'en fait les heures d'arrêt sont définies.

  • L'heure OFF de Q1B est définie par la constante de temps C1A x R2B. Notez attentivement le mélange des parties main gauche et droite impliquées.

    Le temps OFF pour Q1A est défini par la constante de temps C1B x R2a

Le courant de la LED est défini par ~ (Vsupply - VLED - Vsat_ Qx) / R1x

La tension d'alimentation doit être la plus élevée d'environ 1 Volt ou Vf_LED + 0,5 à 1 V. Par exemple avec une LED ROUGE avec Vf de 1,8 V puis Vsupply> = ~ 1,8 + 0,5 = 2,3 V. Ainsi, le fonctionnement à partir de 3V est pratique.

Utilisez le terme "Beta" = transistor_current_gain ((= hfE))

Ic_max = iBase x Beta. Comme indiqué courant de base Ib ~~ = (Vsupply-Vbe) / R2x = ( 9-0,6) / 100k = 84 uA. Pour Beta = 100 alors Icmax = 84 uA x 100 = 8,4 mA.

ie pour les transistors avec Beat de 100 (= valeur réaliste pour beaucoup mais pas tous les transistors "jellybean") courant LED max = ~ 8 mA .

Si fonctionnant à 3V et si la cible de courant de la LED était de 10 MA et Beta = 100 alors

  • Ib = Ic / Beta

  • Ic / Beta ~~ = (Vsupply-Vbe) / R2x

    ou R2x = (Vsupply-Vbe) / Ib x Beta = (3 - 0.6) /0.010A x 100 = 24 kohm.

R2A de 22K est la valeur la plus proche et peut-être 15k ou même 10k serait sage.

La vitesse de flash peut maintenant être définie en calculant la constante de temps requise.

Dites R2A = 15k. Dites demi-temps de flash = 0,5 seconde.

RC = t ou C = t / r = 0,5 / 15k = 33 uF.

Ce n'est qu'un point de départ pour des raisons qui peuvent être expliqué si les gens sont intéressés mais donne une idée des valeurs à utiliser. Notez qu'à des tensions inférieures, R2x deviendra plus petit pour fournir suffisamment de disques de base, de sorte que C1x augmentera en taille pour la même constante de temps.


(2) Clignotant LED basse tension à faible nombre de composants avec d'autres utilisations.

"Russell's" one-cell "any ou de nombreux circuits de clignotants à LED.

  • Cela peut être non seulement un clignotant à LED ou un pilote de LED, mais aussi un générateur de tension basse tension -ve ou + ve.

    Donc aussi potentiellement une alimentation de programmeur, une alimentation de polarisation LCD, une alimentation -ve opamp etc.

Ce circuit fera clignoter une LED de n'importe quelle couleur et tension directe (ou potentiellement même plusieurs LED en série) ou pulsera une charge en utilisant une cellule - probablement environ 1 volt suffira pour le faire fonctionner. J'ai " conçu " ce circuit mais il est basé sur une conception qui a non seulement longtemps été utilisée sous forme de transistor, mais qui existait à l'époque des vannes thermioniques pré-transistor Je ne l'ai jamais vu utilisé ailleurs, je serais surpris qu'il n'ait pas été "développé" indépendamment par de nombreuses autres personnes.

Comme indiqué, le collecteur Q1 est entraîné en négatif sous le sol lorsque Q1 s'éteint jusqu'à ce que l'énergie dans L1 soit dissipée. Permutez la masse et les types d'alimentation et de transistor pour une alimentation + ve. Ajoutez une diode de sortie à utiliser comme alimentation CC. L1 - petite "résistance comme" inductance en pot ou bien d'autres - expérimentez. Q1 Q2 - presque tous les petits transistors pnp & npn "jellybean". C1 polarisé uniquement pour obtenir une capacité élevée par taille. Peut être par exemple en céramique si la capacité est suffisamment élevée pour les besoins. Utilisez uniquement LED2 (meilleur) ou LED1 à la fois.

enter image description here

  • ...... Utilisez soit LED2 (le plus efficace) soit LED1

Constante de temps ~ = R2 x C1.

Une constante de temps longue conduit à des flashs discrets. La constante de temps courte produit apparemment en permanence sur la LED. Utilisez une résistance entre Q1b-Q2c pour des tensions d'alimentation plus élevées. La résistance en série avec C1 augmentera la longueur d'impulsion.

Ce circuit est généralement présenté avec une charge d'une sorte à la place de L1 - il peut s'agir d'une LED (en fonction de la tension ou d'une base de transistor (partie d'un étage suivant) ou d'une ampoule, etc. Mon 'innovation' était celui qui est très évident d'utiliser une inductance (L1) comme charge. Cela fournit une impulsion de courant dans L1 lorsque Q1 est allumé et lorsque Q1 s'éteint, L1 "retourne" et délivre la tension nécessaire pour vider l'énergie de la charge - ici, la charge est l'une ou l'autre des deux LED représentées. LED2 est la plus efficace car elle est alimentée par Vupply + V_L1 donc une partie de l'énergie est stockée dans L1 puis libérée et une partie fournie. LED1 si équopé est entraîné uniquement par V_L1.


(3) Autres options

Un comparateur double LM393 ou sa version quad peut fonctionner sur aussi peu que 2 volts et faites aussi ce que vous voulez. Il y aura des circuits de clignotants qui l'utiliseront sur Internet.

Version quad LM339

prix


Une fois que vous "autorisez" l'utilisation d'un inducteur Vous pouvez faire fonctionner n'importe quelle LED de moins de 1 volt. Voici un moyen. Je posterai plus tard.

Clignotant à LED EDN blanc fonctionnant à partir d'une cellule enter image description here


Voici 4 clignotants censés fonctionner sur 1,5V.
Le LM3909 IC est conçu pour faire clignoter une LED à partir d'une seule cellule. Peut-être difficile à trouver.

Les 74HC04 et 74HC14 sont probablement au bas de leur plage d'alimentation électrique à 1,5 V, donc une seule cellule tombe rapidement en dessous de cette tension. Très probablement fonctionnant à une tension plus basse mais hors spécifications.

Le circuit en bas à droite fonctionnera à 1,5 V et moins. A noter que c'est une variante de "mon" 2 transistor + inductor flasher mais ils ont rajouté un tampon de sortie transistor et n'ont pas d'inductance. Le remplacement de la résistance de 330 ohms par une inductance et le retrait du capuchon droit de 220 uF et de la résistance de 330 ohms produiraient une impulsion au collecteur du transistor droit qui entraînerait n'importe quelle LED de couleur.

enter image description here

Le reste est intéressant mais sous 3) "Il y aura des circuits clignotants qui l'utiliseront sur Internet" votre réponse semble être juste le mot "comparateur", pas même comment il doit être utilisé pour une solution.
@Federico Russo - l'alimentation manuelle ne va pas plus loin. Sachant qu'un IC disponible bon marché comme le LM339 est utilisé pour les clignotants et l'accès à un moteur de recherche est tout ce qui est nécessaire. Il existe de nombreux autres comparateurs mais aucun (je pense) moins cher que le 339/393. Mais, construisez les autres que je décris plus en détail à la place :-).
FWIW - Je dois dire que le retour est décevant - pas pour les "points" mais parce que cela montre que les gens n'ont pas apprécié la brillance totale du simple circuit à 2 transistors plus inductance. Un grand nombre d'applications vraiment utiles vous attendent. Peu importe.
À propos du feedback: votre réponse est (comme souvent) plutôt longue et peut souffrir du syndrome `tl; dr`. Si vous pensez qu'une partie d'une réponse mérite une attention particulière, pourquoi ne pas la souligner en en faisant une réponse distincte?
@Federico Russo- J'ai plutôt l'impression que vous êtes à la traîne. Vous faites des commentaires sur plusieurs de mes messages sans qu'il soit évident que vous les avez lus. Cependant, vous essayez peut-être d'être utile :-). Votre suggestion de «réponse distincte» est entièrement couverte par le résumé en haut de ma réponse. Mon point 2 est de 5 lignes vers le bas de la réponse et a un diagramme, une description invitante et notez que plus suit ci-dessous. Vous pouvez conduire un enfant à Euclide, mais vous ne pouvez pas le faire réfléchir. si les gens ne peuvent pas lire jusqu'à la ligne 5 et regarder une image, aucun raccourcissement corporel n'est susceptible d'aider. Hélas.
Ne pas troller, essayer d'être utile. Vos réponses commencent généralement par un résumé, mais ma suggestion était que certaines personnes regardent simplement la longueur de ce qui suit et ne prennent même pas la peine de lire. C'est pourquoi j'ai mentionné «tl; dr». J'essaie juste de trouver une explication au manque de réponse. Je suis désolé si vous appelez ça de la pêche à la traîne!
@Federico Russo - OK merci / Désolé. La réponse à certaines questions est assez variable, certaines réponses courtes et de faible valeur obtenant des notes élevées, tandis que d'autres réponses assez bonnes peuvent passer inaperçues - je ne fais certainement pas référence uniquement à mes articles ou à cette question. Il ne s'agit pas de me soucier de l'acquisition de "points" (ce n'est pas un gros problème :-)) mais des utilisateurs qui obtiennent de bonnes réponses et les meilleures réponses. Hélas, parfois, les gens ne peuvent pas facilement évaluer la qualité de ce qu'on leur dit.
#3
+2
stevenvh
2011-08-14 18:20:01 UTC
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Toutes de très belles idées, mais la vraie solution est bien sûr le microcontrôleur :-). La série TI MSP430 est connue pour ses modes basse consommation,

MSP430F110

le MSP430F110 (*) pour instance utilise moins de 1,9 \ $ \ mu \ $ A dans LPM3, où une horloge reste active et peut être utilisée pour synchroniser une minuterie. Une cellule CR3032 a une capacité de 500 mAh , donc sans compter la LED, le MSP430 fonctionnera pendant au moins 30 ans . Cela signifie que la consommation d'énergie du microcontrôleur est négligeable.
Mettez le MSP430 en LPM3, et sur la minuterie comparez, allumez la LED pendant une courte période, après quoi vous éteignez la LED et revenez à LPM3. La consommation d'énergie moyenne et donc la longévité de la batterie sont déterminées par le courant et le cycle de service de la LED.
Exemple: à 0,5% de cycle de service et 70 mA, vous pouvez faire fonctionner le circuit pendant 1430 heures sur une cellule CR3032, soit 2 mois.


(*) Oui, je sais, nous n'avons pas besoin de toutes ces broches, mais j'ai choisi le MSP430 pour sa faible puissance, pas ses E / S.

La plupart du courant du circuit d'origine passait déjà dans les LED, donc même si le micro ne consommait pas d'énergie, ce ne serait pas une grande amélioration.
@Olin - C'est vrai, c'est juste une autre façon de le résoudre. Si le circuit moins la LED n'utilise aucune puissance, vous ne pouvez rien faire, à part jouer avec le cycle de service et la résistance série. C'est également une solution à faible nombre de composants, par rapport à l'AMV.
L'utilisation d'un micro pourrait être une solution raisonnable. Il a l'avantage de vous permettre de régler plus délibérément la synchronisation et le modèle de clignotement, peut-être avec un peu de temps mort entre les LED pour économiser de l'énergie. Si je devais faire cela avec un micro, j'utiliserais un PIC 10F200. C'est la même taille physique qu'un seul transistor.
@Olin - J'avais pensé au F200, mais il a encore trop d'E / S! :-). Non, je n'ai aucune expérience avec PIC et je suppose que j'étais trop paresseux pour lire une fiche technique complète pour en savoir plus sur les modes basse consommation. Le MSP430 n'est pas non plus facile pour les nouveaux utilisateurs, mais j'ai déjà travaillé avec celui-là. BTW, à 2x3mm le F200 est assez petit, mais NXP a un Cortex M0 seulement 5mm \ $ ^ 2 \ $. Avec 16 broches cq. des balles. Maintenant c'est sacrément petit!
#4
+2
Linker3000
2011-08-16 04:38:38 UTC
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Il y a aussi ces circuits basés sur le clignotant / oscillateur LED LM3909 (hors production):

http://home.cogeco.ca/~rpaisley4/LM3909.html

Note latérale: Mon tout premier PCB fait maison était pour un circuit LM3909 (en 1976 quand j'avais 11 ans). Dessiné à la main directement sur le cuivre avec un stylo resist!

#5
+1
Linker3000
2011-08-14 16:55:36 UTC
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Ce circuit de pompe de charge fonctionne à partir d'une cellule de 1,5 V ...

http://www.discovercircuits.com/H-Corner/led-flasher.htm

"Ce circuit électronique utilise un seul circuit intégré C-MOS bon marché et fait clignoter la LED pendant une année complète sur une seule pile alcaline AA de 1,5 volts. Le circuit utilise une technique de pompe de charge pour fournir à la LED le tension nécessaire. Ce schéma électronique ne fonctionnera que sur les LED rouges, vertes et jaunes. Il ne pourra pas faire clignoter les LED blanches. "

Cela semble impressionnant, mais il n'a qu'un courant LED normal de 20 mA à un rapport cyclique de 0,4%. Je me demande à quel point cela est visible à la lumière du jour.
20 mA est "très lumineux" avec une LED moderne appropriée. Les LED blanches disponibles sont disponibles dans la gamme de 30 à 40 Candela et certaines LED monochromatiques seront à nouveau plus hautes. Notez que même si le circuit est du grand Dave Johnson, il "enfreint les règles". Le circuit intégré est spécifié à Vcc = 1,5 V minimum, il sera donc inférieur aux spécifications pour pratiquement toute la durée de vie de la batterie. Apparemment, ça marche. Notez que la version TI est spécifiée à 1,5 V alors que plusieurs autres pièces de fabricants sont spécifiées à Vcc = 2,0 V min. Un pilote de sortie transistor pourrait être ajouté pour fournir plus de courant.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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