Подключение светодиодов с экономией пинов Ардуино.

telets
Offline
Зарегистрирован: 25.08.2019

Здравствуйте.

Возникла необходимость освободить часть пинов Ардуино, сохранив при этом ранее подключенные устройства. Источники в Гугл советуют сдвиговый регистр 74HC595 и доп. питание через ULN28003.

Поскольку светодиодов всего 7 и имелась ULN2003a, решил использовать что есть. Выше - предполагаемая схема подключения светодиодов. Отдельного блока питания на 5 вольт нет, поэтому решил использовать блок питания, питающий два 12-вольтовых вентилятора по 320 миллиампер каждый (они поделючены с соответствующей обвязкой). Собственно БП 12 вольт 1.5 ампера. Пин Q0 74CH595 не подключен ни к чему.

Номиналы светодиодов по питанию (обозначены через выходы ULN2003a):

1С: 3.5 V, 0.03 A. Синий.

2C: 2.0 V, 0.03 A. Зеленый.

3C: 2.0 V, 0.03 A. Желтый.

4C: 2.1 V, 0.03 A. Красный.

5С: 2.0 V, 0.03 A. Зеленый.

6C: 2.0 V, 0.03 A. Желтый.

7C: 2.1 V, 0.03 A. Красный.

Номиналы соответствующих резисторов:

R1: 300 Ом, 2 Вт. Синий СД 1С.

R2: 360 Ом, 2 Вт. Зеленый СД 2С.

R3: 360 Ом, 2 Вт. Желтый СД 3С.

R4: 360 Ом, 2 ВтA. Красный СД 4С.

R5: 360 Ом, 2 Вт. Зеленый СД 5С.

R6: 360 Ом, 2 Вт. Желтый СД 6С.

R7: 360 Ом, 2 Вт. Красный СД 7С.

Вопрос: все ли здесь правильно или можно сделать лучше/правильней? Если можно иначе, то как?

Гриша
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2014

вопрос 30мА обязательно подавать на диод? или можно снизить до 5-10 мА. от этого зависит сопротивление. 

b707
Offline
Зарегистрирован: 26.05.2017

Гриша пишет:

вопрос 30мА обязательно подавать на диод? или можно снизить до 5-10 мА

и тогда ULN из схемы можно выкинуть и подключить светики напрямую к сдвиговому регистру

telets
Offline
Зарегистрирован: 25.08.2019

Гриша, если честно, не совсем представляю ответ. Я считал по номинальным току и напряжению. Больше я пока не умею. Если снизить силу тока, можно обойтись без ULN2003a? Там красный светодиод какой-то очень слабенький по свечению и не знаю, как он будет себя вести при снижении силы тока.

telets
Offline
Зарегистрирован: 25.08.2019

b707, Вы меня чуть опередили.))

Гриша
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2014

telets пишет:

Гриша, если честно, не совсем представляю ответ. Я считал по номинальным току и напряжению. Больше я пока не умею. Если снизить силу тока, можно обойтись без ULN2003a? Там красный светодиод какой-то очень слабенький по свечению и не знаю, как он будет себя вести при снижении силы тока.

покупаем переменные сопротивление номиналом 1кОм и 500 Ом или нечто близкое. Включаем их в разрыв цепи: катод на -5в, анод на движок переменника, другую ногу переменника на сопротивление 220 Ом второй вывод на +5 вольт. Крутим движок переменника и подбираем яркость. Отключаем питание и измеряем сумму полученных сопротивлений, результаты измерений на форум. Потом продолжим. 

telets
Offline
Зарегистрирован: 25.08.2019

Гриша, спасибо Вам большое за помощь. И за последний совет в теме о низких оборотах вентиляторов - отдельное Спасибо.

b707, Вам тоже большое спасибо.

KindMan
Offline
Зарегистрирован: 19.12.2018

Как по мне, так очень большой ток 30мА для светодиода. У вас прям от производителя такие данные? Я сколько встречал обычные 20мА все, и то даю им по 10мА, уже хорошо светят и ресурс с запасом. Согласен с Гришей, переменным покрутите и ток замеряйте в процессе, думаю вас устроит яркость и при меньшем токе. Я по 1кОм на 12в ставлю :)

Гриша
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2014

UPD  и вообще, купите крутилок 0,5 кОм, 1кОм, 10кОм, 50кОм, 100 кОм если хотите дальше чего проектировать. Первые 2  потребуются крайне редко, но вам сейчас они нужны. И еще, к примеру,  1к и 1,1к, 1,2к в вашем случае это одно и тоже т.е. отклонение от номинала на 20% для вас не имеет значение. Часто нужны многооборотные резисторы для точно настройки, но они дорогие и вам они пока точно не понадобятся, вы еще не понимаете... хоть и такой (такого типа) к примеру 

Green
Offline
Зарегистрирован: 01.10.2015

Для 6-ти светодиодов достаточно 3 ноги, ну и ещё для 1-го, думаю, найдёте.)

rkit
Offline
Зарегистрирован: 23.11.2016

Здесь всё плохо. uln2003 как и 12 вольт не нужны, и забыли развязку по питанию. Светодиоды питаются от 5 вольт и прямо 595 с соответствующим резистором.

Гриша
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2014

rkit пишет:

Здесь всё плохо. uln2003 как и 12 вольт не нужны, и забыли развязку по питанию. Светодиоды питаются от 5 вольт и прямо 595 с соответствующим резистором.

вы хрустальным шаром или картами таро пользуетесь? в схеме указаны токи и напряжения, 5В хватит , а вот 595 такой ток не простит... Необходимо сперва с током определиться, чем ТС  сейчас и должен заниматься...

rkit
Offline
Зарегистрирован: 23.11.2016

Простит

Гриша
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2014

rkit пишет:

Простит

(595 DIP)  DC supply current, VCC and GND pins +-75mA   - Ну, ну и долго прощать будет... 

sadman41
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2016

Просто в качестве ремарки: я из длинковского свича плату индикации сп... нашёл. Там 164-е регистры в соике каком-то. И через них без каких-либо буферно-усилительных элементов подключены 3мм светодиоды на 5V. В конструктиве цепочка из трёх регистров и пачка светодиодов. Ничего, индицируют вполне себе, сдвиговые не греются, не полыхают.

Гриша
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2014

sadman41 пишет:

Просто в качестве ремарки: я из длинковского свича плату индикации сп... нашёл. Там 164-е регистры в соике каком-то. И через них без каких-либо буферно-усилительных элементов подключены 3мм светодиоды на 5V. В конструктиве цепочка из трёх регистров и пачка светодиодов. Ничего, индицируют вполне себе, сдвиговые не греются, не полыхают.

ИМХО

Пока только про  ток говорим, который нам нужен для яркости (Напряжение известно). Вы, наверное, как-то ток ограничили? в разумных пределах? Щас разберемся с током и тогда будет понятно 

ИМХО

UPD и скорее всего я снова пропаду "из просторов паутины"  на неопределенное время... :))))

sadman41
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2016

Гриша пишет:

Пока только про  ток говорим, который нам нужен для яркости (Напряжение известно). Вы, наверное, как-то ток ограничили? в разумных пределах? Щас разберемся с током и тогда будет понятно 

Так я и не спорю с Вами, просто говорю о том, что в принципе-то это даже работает в промышленных устройствах и без ULN. На саму плату сейчас посмотреть не могу, но сам я там ничего не делал. Только питание давал и счёт на первый регистр.

telets
Offline
Зарегистрирован: 25.08.2019

Здравствуйте.

Спасибо всем большое за ответы - очень важные и нужные. Прошу прощения за паузу - покупал материалы. Измерял свечение светодиодов при изменении сопротивления по приведенной ниже схеме.

В общем, все светилось при 1130 Омах - максимальное суммарное сопротивление, которого удалось достичь в схеме. Только зеленые светодиоды при этом сопротивлении были тускловаты - у них бесцветная линза (у красных и желтых она окрашена, а синие и с бесцветной линзой светили хорошо). Но уже при 820 Омах и зеленый светодиод был хорошо заметен. Получается, сила тока (без учета сопротивления светодиодов) I = 5 V / 820 Om = 6,1 mA достаточно комфортна.

В даташите на сдвиговый регистр SN74CH595 приведена типовая схема с подключением 8 светодиодов с резисторами 560 Ом без дополнительного питания при напряжении 5 вольт.  При этом указывается, что потребление тока от одного выхода не должно превышать 35 миллиампер, а общее выходное потребление тока должно быть не более 70 миллиампер.

В общем, выбрал резисторы 620 Ом для каждого из 7 светодиодов. И да, я ошибся, когда указывал токи для светодиодов  (но не напряжения) - привел 30 миллиампер, а типичные в даташите производителя - 20 миллиампер. Как все и предполагали, uln2003a и 12 вольт оказались не нужны.

Хорошо, что сказали о развязке по питанию - у плюса (между плюсом и землей) будет керамический конденсатор на 0.1 мкФ, как и показано в даташите микросхемы. Спасибо.

Еще раз всем огромное спасибо за доброжелательность, внимание и очень ценную, полезную помощь не только в этом конкретном вопросе, но и в постепенном понимании основ электроники.

telets
Offline
Зарегистрирован: 25.08.2019

Прошу прощения, на схеме перевернул светодиод. В реальности все было правильно.

Гриша
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2014

вот это место пересчитайте обязательно и попытайтесь понять свою ошибку - это важно:

telets пишет:

 Получается, сила тока (без учета сопротивления светодиодов) I = 5 V / 820 Om = 6,1 mA достаточно комфортна.

I = (Ucc-Vled) / 820 Om = ...  то есть для расчета тока отнимите от питания напряжение падения на светодиоде. Иначе говоря ток течет через диод и сопротивление одинаковый и для его расчета необходимо знать напряжение падения на сопротивлении и значение самого сопротивления.

Гриша
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2014

telets пишет:

Еще раз всем огромное спасибо за доброжелательность, внимание и очень ценную, полезную помощь не только в этом конкретном вопросе, но и в постепенном понимании основ электроники.

если будете ставить простые задачи и задавать простые вопросы, скорее всего вам помогут... вот когда умный дом начнете собирать... лучше этого не делать :)

telets
Offline
Зарегистрирован: 25.08.2019

Здравствуйте.

Гриша, Самое Большое Спасибо Вам за терпение и доброжелательность.

Гриша пишет:

вот это место пересчитайте обязательно и попытайтесь понять свою ошибку - это важно:

telets пишет:

 Получается, сила тока (без учета сопротивления светодиодов) I = 5 V / 820 Om = 6,1 mA достаточно комфортна.

I = (Ucc-Vled) / 820 Om = ...  то есть для расчета тока отнимите от питания напряжение падения на светодиоде. Иначе говоря ток течет через диод и сопротивление одинаковый и для его расчета необходимо знать напряжение падения на сопротивлении и значение самого сопротивления.

Вот ведь меня перекосило. :) Хочется верить, что это вызвало у Вас хорошую, легкую улыбку.