EDITAR: Aquí hay una versión muy breve, la versión motivada serpenteante probablemente se incluye en la pregunta principal sobre optimizaciones generales de la duración de la batería .
¿Cómo puedo bajar la corriente a un LED sin desperdiciar la batería?
Creo que usar una resistencia para reducir la corriente consumirá la vida útil de la batería. ¿Es esto cierto? ¿Cómo usa la batería si la corriente se mantiene pequeña? ¿Es la disipación de poder?
Creo que usar un diodo (y una resistencia más pequeña) todavía usará la batería (LadyAda dijo algo así como "cualquier dispositivo lineal para bajar el voltaje usa la misma cantidad de energía"). ¿Es esto cierto? ¿Es la misma cantidad?
¿Puedo bajar el voltaje "gratis", es decir, sin desperdiciar demasiada energía? ¿Cómo puede un regulador IC hacer lo que una resistencia o diodo no puede hacer?
Respuestas:
Use un LED de baja corriente. Por ejemplo este consume 2mA.
Utilice la modulación de ancho de pulso (PWM) para controlar el LED. Durante el período de inactividad, no consume energía. 50% de brillo puede ser aceptable.
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Es difícil responder a la primera afirmación sí / no. Técnicamente, consume parte de la energía en sí mismo, pero a medida que aumenta la resistencia, la energía disminuye (la corriente también disminuye, que es lo que importa en una batería).
Esta es una declaración muy muy desordenada. "Pequeño", eso significa algo diferente para cada persona. Si quiere decir pequeño, como insignificante, entonces puede ignorarse, pero dudo que esto sea cierto con un circuito que cuenta uA. Para que sea insignificante, una buena regla puede ser que su corriente promedio sea inferior a 1/10 de la corriente total del sistema (soy campos, 1/10 es suficiente para 1 / infinito).
Sí, en la respuesta más corta. Una batería tiene un voltaje asociado, que normalmente conoce por adelantado. La mayoría de los dispositivos tienen una corriente que varía a medida que varía el voltaje, pero dado que conoce el voltaje, puede determinar su consumo de corriente. Dado que la capacidad de la batería se mide en AH o mAH, entonces está configurado. tome la capacidad, en AH, y divida por la cantidad de A que extrae su dispositivo y tiene su vida útil en horas. Número lo suficientemente grande? estás listo ¿Vas a morir 3 semanas antes? ahora tiene que encontrar una manera de reducir su consumo de corriente promedio o adquirir baterías más grandes.
Como se indicó antes, efectivamente tiene un presupuesto actual. Si su consumo de corriente promedio aumenta, entonces ha perdido la duración de la batería.
Sí, si usa un dispositivo como un controlador LED, entonces puede hacer el truco. La mayoría de estos son fuentes de alimentación conmutadas . Este es un concepto relativamente avanzado en electrónica, no te golpees tratando de entenderlo. Solo entiendo que hace trampa. Tendrá una eficiencia en el rango del 80 o 90%. Puede calcular el consumo de energía de su dispositivo y luego tener en cuenta la eficiencia para obtener el consumo de energía real. Esto puede dividirse por voltaje y debe correlacionarse con su consumo de corriente promedio.
Mi consejo
Hay una manera más fácil. Como Joby estaba hablando, PWM. Pero no sugeriría usar un PWM del 10%, o incluso un 1%. En cambio, parpadee su LED durante breves períodos para informarle sobre eventos importantes.
Si desea verificar que su dispositivo esté en reposo, parpadee cada 1 segundo. Si está transmitiendo cuando rs232 está conectado, parpadee cada vez que envíe un "paquete". Esto puede darle tiempos de "milisegundos" cada pocos segundos. Si piensa en esto como un PWM básico, está obteniendo menos de un .1%. Si está tirando 20mA para parpadear (bastante brillante), entonces está tirando un promedio de 20uA. Vaya a un diodo de 2 mA, y está haciendo una corriente promedio de 2uA. Si parpadea cada minuto, puede dividir por 60 en eso: 1 / 30uA.
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Aquí hay una elegante nota de aplicación de Microchip sobre la conducción de LED de alta eficiencia. http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91060b.pdf
La esencia es que usan un inductor para conducir el LED sin resistencia de limitación de corriente. El inductor acciona automáticamente los LED al voltaje apropiado. No sé lo práctico que es, pero puede valer la pena investigarlo.
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Una resistencia desperdicia energía, como observas. Cualquier otro dispositivo analógico como un transistor en un circuito regulador, cualquier tipo de CI, un diodo o lo que sea, si está transmitiendo corriente desde una fuente de voltaje al LED, desperdiciará energía. Hay una caída de voltaje a través de él, desde el voltaje de suministro hasta la caída de voltaje directo a través del LED, con cualquier corriente del LED que fluya. Multiplique para encontrar el poder desperdiciado como calor. Ningún elegante regulador IC puede escapar de esta física básica.
Solo hay dos elementos eléctricos que no desperdician energía: aire y cables vacíos. El aire vacío, es decir, cualquier falta de conexión, como un interruptor abierto o un transistor apagado, tiene corriente cero. El cable o cualquier conductor como un transistor encendido (ignorando el voltaje de saturación pequeño) tiene una caída de voltaje cero. Los circuitos de baja potencia deben evitar resistencias y usar transistores como interruptores, siempre encendidos o apagados.
Para el LED, que necesita una cantidad particular de corriente, puede conducir un transistor con una onda rectangular. Se desperdicia muy poca energía en el transistor, ya sea "encendido" o "apagado". La carga se transfiere eficientemente al LED. Por supuesto, no desea dejar que fluya demasiada corriente durante la fase de "encendido" y tostar el LED o hacer que envejezca, por lo que debe suavizar el voltaje en la carga con un condensador. (Esto es opcional, dependiendo de la clasificación de corriente máxima del LED, la frecuencia de conmutación, etc.) El brillo del LED se puede variar alterando el ciclo de trabajo de la onda rectangular, aunque querrá evitar el uso de una onda al 100% - luego el suministro de voltaje completo se le da al LED.
Esta es una fuente de alimentación básica de modo conmutado, una tecnología vital de las décadas recientes y futuras.
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Si aumenta la resistencia de su resistencia limitadora de corriente, creo que la duración de la batería se prolongaría. Con una fuente de voltaje (como una batería), usar una resistencia más grande significa que fluirá menos corriente a través de la resistencia y el diodo. El único inconveniente es que tienes un diodo atenuador. Sin embargo, dado que la corriente a través de todo el circuito se ha reducido, la duración de la batería en mAh aumentará.
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Lo que quieres es un circuito de control de corriente. Estos se encuentran comúnmente en mejores linternas LED ( ejemplo ), y dispositivos como MAX6969 pueden ayudarlo a controlar un montón de LED desde un microcontrolador. Ese chip en particular no le ahorrará energía a menos que lo combine con un voltaje más bajo (quizás suministrado por un regulador reductor de voltaje constante) para alimentar los LED o PWM. El aumento de una resistencia en serie realmente consumirá menos corriente y, por lo tanto, le brindará una mayor duración de la batería, pero la luz también se reducirá. Con los suministros de corriente constante, puede eliminar la potencia convertida en calor en las resistencias en serie.
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intente hacer funcionar el led con un transformador reductor en su lugar ... use el lado con más bobinas solo en serie, con el led ... proporciona resistencia al hacer muchas vueltas en la bobina del transformador antes de llegar al led ... no tendrá mucho calor también a diferencia una resistencia ... el desperdicio será menor
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