Des LED sur un budget (batterie)! - Comment puis-je réduire le courant via une LED sans épuiser la batterie?

EDIT: Voici une version très brève, la version à méandres est probablement incluse dans la question parent sur les optimisations générales de la durée de vie de la batterie .

Comment puis-je réduire le courant dans une LED sans gaspiller la batterie?

Je pense que l'utilisation d'une résistance pour abaisser le courant épuisera la durée de vie de la batterie. Est-ce vrai? Comment utilise-t-il la batterie si le courant est faible? Est-ce la dissipation de puissance?

Je pense que l'utilisation d'une diode (et d'une résistance plus petite) consommera toujours la batterie (LadyAda a dit quelque chose comme "tout appareil linéaire pour abaisser la tension utilise la même quantité d'énergie"). Est-ce vrai? Est-ce le même montant?

Puis-je baisser la tension "gratuitement", c'est-à-dire sans gaspiller trop d'énergie? Comment un régulateur IC peut-il faire ce qu'une résistance ou une diode ne peut pas faire?

Utilisez une LED à faible courant. Par exemple, celui-ci consomme 2mA.

Utilisez la modulation de largeur d'impulsion (PWM) pour piloter la LED. Pendant la période d'arrêt, il ne consomme pas d'énergie. Une luminosité de 50% peut être acceptable.

Je pense que l'utilisation d'une résistance pour abaisser le courant épuisera la durée de vie de la batterie. Est-ce vrai?

La première affirmation est difficile à répondre par oui / non. Techniquement, il utilise une partie de la puissance sur lui-même, mais à mesure que la résistance augmente, la puissance diminue (le courant diminue également, ce qui est important dans une batterie).

Comment utilise-t-il la batterie si le courant est faible?

Ceci est une déclaration très très désordonnée. "Petit", cela signifie quelque chose de différent pour chaque personne. Si vous voulez dire petit, comme négligeable, alors il peut être ignoré, mais je doute que cela soit vrai avec un circuit comptant uA. Pour que cela soit négligeable, une bonne règle peut être que son courant moyen est inférieur à 1/10 du courant global de votre système (je suis des champs, 1/10 est suffisant pour 1 / infini).

Est-ce la dissipation de puissance?

Oui, dans la réponse la plus courte. Une batterie a une tension qui lui est associée, que vous connaissez normalement à l'avant. La plupart des appareils ont un courant qui varie à mesure que la tension varie, mais comme vous connaissez la tension, vous pouvez en dire la consommation de courant. Puisque la capacité de la batterie est mesurée en AH ou mAH, vous êtes réglé. prenez la capacité, en AH, et divisez par combien d'A votre appareil tire et vous avez votre vie en heures. Numéro assez grand? tu es prêt. Tu vas mourir 3 semaines plus tôt? vous devez maintenant trouver un moyen de réduire votre consommation de courant moyenne, ou d'obtenir des batteries plus grandes.

Je pense que l'utilisation d'une diode (et d'une résistance plus petite) consommera toujours la batterie (LadyAda a dit quelque chose comme "tout appareil linéaire pour abaisser la tension utilise la même quantité d'énergie"). Est-ce vrai? Est-ce le même montant?

Comme indiqué précédemment, vous avez effectivement un budget actuel. si votre consommation de courant moyenne est augmentée, vous avez perdu la durée de vie de la batterie.

Puis-je baisser la tension "gratuitement", c'est-à-dire sans gaspiller trop d'énergie? Comment un régulateur IC peut-il faire ce qu'une résistance ou une diode ne peut pas faire?

Oui, si vous utilisez un appareil comme un pilote LED, il peut faire l'affaire. La plupart d'entre elles sont des alimentations à découpage . Il s'agit d'un concept relativement avancé en électronique, ne vous battez pas en essayant de le comprendre. Comprenez juste que ça triche. Il aura une efficacité de l'ordre de 80 ou 90%. Vous pouvez calculer la consommation d'énergie de votre appareil, puis prendre en compte l'efficacité pour obtenir la consommation d'énergie réelle. Celui-ci peut ensuite être divisé par la tension et devrait correspondre à votre consommation de courant moyenne.

Mon conseil

Il existe un moyen plus simple. Comme Joby en parlait, PWM. Mais je ne suggérerais pas d'utiliser un PWM de 10%, ni même un 1%. Au lieu de cela, faites clignoter votre LED pendant de courtes périodes pour vous informer des événements importants.

Si vous souhaitez vérifier que votre appareil est en veille, faites-le clignoter toutes les 1 seconde au réveil. Si vous transmettez lorsque rs232 est connecté, faites-le clignoter à chaque fois que vous envoyez un "paquet". Cela peut vous donner des temps de marche de quelques millisecondes toutes les quelques secondes. Si vous pensez à cela comme un PWM de base, vous obtenez moins de 0,1%. si vous tirez 20mA pour clignoter (assez lumineux), vous tirez en moyenne 20uA. Allez à une diode 2mA et vous faites un courant moyen de 2uA. si vous clignez des yeux toutes les minutes, vous pouvez diviser par 60: 1 / 30uA.

Voici une note d'application de Microchip sur la conduite LED à haute efficacité. http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91060b.pdf

L'essentiel est qu'ils utilisent une inductance pour piloter la LED sans résistance de limitation de courant. L'inductance entraîne automatiquement les LED à la tension appropriée. Je ne sais pas à quel point c'est pratique, mais cela vaut peut-être la peine d'être étudié.

Une résistance gaspille de l'énergie, comme vous le constatez. Tout autre appareil analogique comme un transistor dans un circuit régulateur, tout type de circuit intégré, une diode ou quoi que ce soit, s'il transporte du courant d'une source de tension vers la LED, va gaspiller de l'énergie. Il y a une chute de tension à travers elle, de la tension d'alimentation à la chute de tension directe à travers la LED, quel que soit le courant de LED qui passe. Multipliez pour trouver l'énergie gaspillée sous forme de chaleur. Aucun régulateur sophistiqué ne peut échapper à cette physique de base.

Il n'y a que deux éléments électriques qui ne gaspillent pas l'énergie: l'air vide et le fil. L'air vide, c'est-à-dire toute non-connexion telle qu'un interrupteur ouvert ou un transistor bloqué, n'a aucun courant. Le fil ou tout conducteur tel qu'un transistor sous tension (ignorant la petite tension de saturation) n'a aucune chute de tension. Les circuits de faible puissance doivent éviter les résistances et utiliser des transistors comme interrupteurs, toujours sous tension ou hors tension.

Pour la LED, nécessitant une certaine quantité de courant, vous pouvez piloter un transistor avec une onde rectangulaire. Très peu d'énergie est gaspillée dans le transistor, qu'il soit "passant" ou "éteint". La charge est efficacement transférée à la LED. Bien sûr, vous ne voulez pas laisser trop de courant circuler pendant la phase "on", et faire griller la LED ou la faire vieillir, alors lissez la tension à la charge avec un condensateur. (Ceci est facultatif, en fonction de l'intensité nominale maximale de la LED, de la fréquence de commutation, etc.) La luminosité de la LED peut être modifiée en modifiant le cycle de service de l'onde rectangulaire, bien que vous souhaitiez vous empêcher d'utiliser une onde à 100% - puis l'alimentation à pleine tension est donnée à la LED.

Il s'agit d'une alimentation électrique à découpage de base, une technologie vitale des décennies récentes et à venir.

Si vous augmentez la résistance de votre résistance de limitation de courant, je pense que la durée de vie de votre batterie serait prolongée. Avec une source de tension (telle qu'une batterie), l'utilisation d'une résistance plus grande signifie que moins de courant circulera à travers la résistance et la diode. Le seul inconvénient est que vous avez une diode dimmer. Cependant, comme le courant dans tout le circuit a été réduit, la durée de vie de votre batterie en mAh sera augmentée.

Ce que vous voulez, c'est un circuit de contrôle de courant. Celles-ci se trouvent généralement dans de meilleures lampes de poche LED ( exemple ), et des appareils comme le MAX6969 peuvent vous aider à contrôler un tas de LED à partir d'un microcontrôleur. Cette puce particulière ne vous fera pas économiser d'énergie à moins que vous ne la combiniez avec une tension inférieure (peut-être fournie par un régulateur abaisseur de tension constant) pour alimenter les LED ou le PWM. L'augmentation d'une résistance en série consommera en effet moins de courant, et donc vous prolongera la durée de vie de la batterie, mais la lumière sera également réduite. Avec les alimentations en courant constant, vous pouvez éliminer la puissance convertie en chaleur dans les résistances série.

essayez de faire fonctionner la led avec un transformateur abaisseur à la place .. utilisez le côté avec plus de bobines en série uniquement, avec la led..il fournit une résistance en faisant plusieurs tours dans la bobine du transformateur avant d'atteindre la led..n'aura pas beaucoup de chaleur également contrairement une résistance..le gaspillage sera moindre