Friotóir Reatha-theorannaithe a Roghnú

Réamhrá

Cuirtear friotóirí sruth-theoranta i gciorcad chun a chinntiú nach sáraíonn an méid srutha a shreabhann an méid is féidir leis an gciorcad a láimhseáil go sábháilte. Nuair a shreabhann sruth trí fhriotóir, tá, de réir dhlí Ohm, titim voltas chomhfhreagrach trasna an fhriotóra (deir Dlí Ohm gurb é an titim voltas toradh an tsrutha agus an fhriotaíocht: V=IR). Laghdaíonn láithreacht an fhriotóra seo an méid voltais is féidir a bheith le feiceáil trasna comhpháirteanna eile atá i sraith leis an bhfriotóir (nuair a bhíonn comhpháirteanna "i sraith," níl ach cosán amháin ann chun sruth a shreabhadh, agus mar sin an méid céanna sreafaí srutha. trí iad; déantar é seo a mhíniú tuilleadh san fhaisnéis atá ar fáil tríd an nasc sa bhosca ar dheis).

Anseo tá suim againn an fhriotaíocht a chinneadh do fhriotóir a theorannú srutha a chuirtear i sraith le LED. Tá an friotóir agus an stiúir, ar a seal, ceangailte le soláthar voltas 3.3V. Is ciorcad sách casta é seo i ndáiríre toisc gur gléas neamhlíneach é an LED: ní leanann an gaol idir an sruth trí LED agus an voltas trasna an LED foirmle shimplí. Mar sin, déanfaimid boinn tuisceana agus mheastacháin simpliúcháin éagsúla.

Go teoiriciúil, soláthróidh soláthar voltais idéalach aon mhéid sruth is gá chun iarracht a dhéanamh a chríochfoirt a choinneáil ag cibé voltas atá sé ceaptha a sholáthar. (Go praiticiúil, áfach, ní féidir le soláthar voltais ach méid teoranta srutha a sholáthar.) De ghnáth beidh titim voltais de thart ar 1.8V go 2.4V ag LED soilsithe. Chun rudaí a dhéanamh nithiúil, glacfaimid leis go mbeidh titim voltais 2V ann. Chun an méid seo voltais a choinneáil trasna an LED teastaíonn thart ar 15 mA go 20 mA de shruth de ghnáth. Arís eile ar mhaithe le coincréiteacht, glacfaimid leis go bhfuil sruth 15 mA ann. Dá gcuirfimid an LED i gceangal go díreach leis an soláthar voltais, dhéanfadh an soláthar voltais iarracht voltas 3.3V a bhunú trasna an LED seo. Mar sin féin, is gnách go mbíonn uasvoltas chun tosaigh ag soilse faoi stiúir de thart ar 3V. Má dhéantar iarracht voltas níos airde ná seo a bhunú trasna an LED, is dócha go scriosfar an LED agus go dtarraingeoidh sé go leor srutha. Mar sin, is féidir leis an neamhréir idir an méid is mian leis an soláthar voltais a tháirgeadh agus an méid is féidir leis an stiúir a láimhseáil damáiste a dhéanamh don LED nó don soláthar voltais nó don dá cheann! Ba mhaith linn mar sin friotaíocht a chinneadh le haghaidh friotóir a theorannú srutha a thabharfaidh an voltas cuí timpeall 2V trasna an LED dúinn agus a chinnteoidh go mbeidh an sruth tríd an LED thart ar 15 mA.

Chun rudaí a réiteach, cuidíonn sé lenár gciorcad a shamhaltú le léaráid scéimreach, mar a thaispeántar in Fíor 1.

Fíor 1. Léaráid scéimreach de chiorcad.

I bhFíor 1 is féidir smaoineamh ar fhoinse voltais 3.3V mar chlár chipKIT™. Arís, glacaimid leis go ginearálta go soláthróidh foinsí voltais idéalach aon mhéid sruth a theastaíonn don chiorcad, ach ní féidir leis an mbord chipKIT™ ach méid teoranta sruth a tháirgeadh. (Deir lámhleabhar tagartha Uno32 gurb é an t-uasmhéid reatha is féidir le bioráin dhigiteach aonair a tháirgeadh ná 18 mA, ie, 0.0018 A.) Chun a chinntiú go bhfuil titim voltas 2V ag an stiúir, ní mór dúinn an voltas cuí a chinneadh ar fud an fhriotóra, rud a dhéanaimid. Glaofaidh VR air. Bealach amháin chun é seo a dhéanamh ná voltas gach sreinge a chinneadh. Uaireanta tugtar nóid ar na sreanga idir comhpháirteanna. Rud amháin le cuimhneamh ná go bhfuil an voltas céanna ag sreang trasna a fad iomlán. Trí voltas na sreanga a chinneadh, is féidir linn an difríocht sa voltas a thógáil ó shreang amháin go dtí an chéad cheann eile agus an titim voltas trasna comhpháirte nó trasna grúpa comhpháirteanna a fháil.

Tá sé áisiúil tosú ag glacadh leis go bhfuil taobh diúltach an tsoláthair voltais ag poitéinseal 0V. Déanann sé seo, ar a seal, a nód comhfhreagrach (ie, an sreang atá ceangailte le taobh diúltach an tsoláthair voltais) 0V, mar a thaispeántar i bhFíor 2. Nuair a dhéanaimid anailís ar chiorcad, táimid saor in aisce voltas talún comhartha 0V a shannadh. go pointe amháin sa chiorcad. Tá gach voltas eile i gcoibhneas leis an bpointe tagartha sin ansin. (Toisc gur tomhas coibhneasta é voltas, idir dhá phointe, de ghnáth is cuma cén pointe sa chiorcad a sannaimid luach 0V. Tabharfaidh ár n-anailís i gcónaí na sruthanna céanna agus titeann an voltas céanna trasna na gcomhpháirteanna. Is gnáthchleachtas é críochfort diúltach soláthar voltais a shannadh ar luach 0V.) Ós rud é go bhfuil críochfort diúltach an tsoláthair voltais ag 0V, agus ós rud é go bhfuilimid ag smaoineamh ar sholáthar 3.3V, ní mór go mbeadh an críochfort dearfach ag voltas de 3.3V (mar atá an tsreang/nód atá ceangailte di). Ós rud é gur mian linn titim voltais 2V trasna an LED agus ós rud é go bhfuil bun an LED ag 0V, caithfidh barr an LED a bheith ag 2V (mar aon sreang a ghabhann leis).

Fíor 2. Scéimreach a thaispeánann voltais nód.

Agus na voltais nód lipéadaithe mar a thaispeántar i bhFíor 2, is féidir linn anois an titim voltas trasna an fhriotóra a chinneadh mar a dhéanfaimid i gceann nóiméad. Ar an gcéad dul síos, ba mhaith linn a chur in iúl go scríobhann duine go minic an titim voltais a bhaineann le comhpháirt díreach in aice le comhpháirt. Mar sin, mar shampla, scríobhann muid 3.3V in aice leis an bhfoinse voltais a fhios agam gur foinse 3.3V é. Maidir leis an LED, ós rud é go bhfuilimid ag glacadh leis go bhfuil titim voltas 2V ann, is féidir linn é sin a scríobh in aice leis an LED (mar a thaispeántar i bhFíor 2). Go ginearálta, i bhfianaise an voltais atá ar thaobh amháin d’eilimint agus ag cur san áireamh an titim sa voltas trasna na heiliminte sin, is féidir linn i gcónaí an voltas ar an taobh eile den eilimint a chinneadh. Os a choinne sin, má tá an voltas ar an dá thaobh d’eilimint ar eolas againn, is eol dúinn ansin an titim voltais trasna na heiliminte sin (nó is féidir linn é a ríomh go simplí trí dhifríocht na voltas a thógáil go dtí an dá thaobh).

Toisc go bhfuil a fhios againn an poitéinseal na sreanga ar an dá thaobh den fhriotóir (Wire1 agus Wire3), is féidir linn a réiteach le haghaidh an titim voltas trasna air, VR:

Agus na luachanna aitheanta á gcur isteach againn, faighimid:

Tar éis an titim voltas trasna an fhriotóra a ríomh, is féidir linn Dlí Ohm a úsáid chun friotaíocht an fhriotóra a cheangal leis an voltas. Insíonn Dlí Ohm dúinn 1.3V=IR. Sa chothromóid seo, is cosúil go bhfuil dhá rud anaithnid, an sruth I agus an fhriotaíocht R. Ar dtús d'fhéadfadh sé a bheith le feiceáil gur féidir linn I agus R aon luachanna a dhéanamh ar choinníoll go bhfuil a dtáirge 1.3V. Mar a luadh thuas, áfach, d’fhéadfadh go mbeadh sruth thart ar 15 mA ag teastáil ó ghnáth-LED (nó “tarraingt”) nuair a bhíonn voltas 2V trasna air. Mar sin, ag glacadh leis go bhfuil mé 15 mA agus ag réiteach le haghaidh R, faighimid

Go praiticiúil, féadann sé a bheith deacair friotóir a fháil a bhfuil friotaíocht díreach 86.67 Ω aige. D’fhéadfaí, b’fhéidir friotóir inathraithe a úsáid agus a fhriotaíocht don luach seo a choigeartú, ach bheadh ​​sé sin ina réiteach beagán costasach. Ina áit sin, is minic gur leor frithsheasmhacht a bheith agat atá ceart go leor. Ba cheart duit a fháil amach go n-oibríonn friotaíocht ar ord aon go dhá chéad óhm go réasúnta maith (rud a chiallaíonn go gcinntímid nach bhfuil an LED ag tarraingt an iomarca srutha agus nach bhfuil an friotóir teorannú srutha chomh mór sin go gcuireann sé cosc ​​ar an stiúir ó soilsiú). Sna tionscadail seo de ghnáth bainfimid úsáid as friotóir sruth-theorannaithe de 220 Ω.

Fág nóta 

Liosta Teachtaireachtaí