დენის შემზღუდველი რეზისტორის არჩევა

შესავალი

დენის შემზღუდველი რეზისტორები მოთავსებულია წრედში, რათა უზრუნველყოს, რომ დენის რაოდენობა არ აღემატებოდეს იმას, რასაც მიკროსქემის უსაფრთხოდ გატარება შეუძლია. როდესაც დენი გადის რეზისტორში, ოჰმის კანონის შესაბამისად ხდება ძაბვის შესაბამისი ვარდნა რეზისტორზე (ომის კანონი ამბობს, რომ ძაბვის ვარდნა არის დენის და წინააღმდეგობის პროდუქტი: V=IR). ამ რეზისტორის არსებობა ამცირებს ძაბვის რაოდენობას, რომელიც შეიძლება გამოჩნდეს სხვა კომპონენტებზე, რომლებიც რეზისტორის სერიაში არიან (როდესაც კომპონენტები "სერიაშია", დენის გადინების მხოლოდ ერთი გზაა და, შესაბამისად, დენის იგივე რაოდენობა. მათი მეშვეობით; ეს შემდგომშია ახსნილი ინფორმაციაში, რომელიც ხელმისაწვდომია ველის მარჯვნივ მოცემულ ბმულზე).

აქ ჩვენ გვაინტერესებს LED-ით სერიულად განთავსებული დენის შემზღუდველი რეზისტორის წინააღმდეგობის განსაზღვრა. რეზისტორი და LED, თავის მხრივ, მიმაგრებულია 3.3 ვ ძაბვის მიწოდებაზე. ეს რეალურად საკმაოდ რთული წრეა, რადგან LED არის არაწრფივი მოწყობილობა: LED-ის მეშვეობით დენსა და LED-ზე ძაბვას შორის კავშირი არ შეესაბამება მარტივ ფორმულას. ამრიგად, ჩვენ გავაკეთებთ სხვადასხვა გამარტივების დაშვებას და მიახლოებას.

თეორიულად, იდეალური ძაბვის მიწოდება მიაწვდის დენის ნებისმიერ რაოდენობას, რომელიც აუცილებელია მისი ტერმინალების შესანარჩუნებლად ნებისმიერ ძაბვაზე, რომელიც მას უნდა მიაწოდოს. (თუმცა, პრაქტიკაში, ძაბვის მიწოდებას შეუძლია დენის მხოლოდ სასრული რაოდენობის მიწოდება.) განათებულ LED-ს, როგორც წესი, ექნება ძაბვის ვარდნა დაახლოებით 1.8V-დან 2.4V-მდე. იმისათვის, რომ ყველაფერი დაკონკრეტდეს, ჩვენ ვივარაუდებთ ძაბვის ვარდნას 2 ვ. LED-ზე ამ რაოდენობის ძაბვის შესანარჩუნებლად, როგორც წესი, საჭიროა დენი დაახლოებით 15 mA-დან 20 mA-მდე. კიდევ ერთხელ, სიზუსტისთვის, ჩვენ ვივარაუდებთ დენს 15 mA. თუ ჩვენ პირდაპირ მივამაგრებთ LED-ს ძაბვის მიწოდებაზე, ძაბვის მიწოდება შეეცდება დაადგინოს ძაბვა 3.3 ვ-მდე ამ LED-ზე. თუმცა, LED-ებს, როგორც წესი, აქვთ მაქსიმალური წინა ძაბვა დაახლოებით 3 ვ. LED-ზე ამაზე მაღალი ძაბვის დადგენის მცდელობა, სავარაუდოდ, გაანადგურებს LED-ს და მიიღებს დიდ დენს. ამრიგად, ამ შეუსაბამობამ შორის, რისი წარმოება სურს ძაბვის მიწოდებას და რისი გატარება შეუძლია LED-ს, შეიძლება დააზიანოს LED ან ძაბვის მიწოდება ან ორივე ერთად! ამრიგად, ჩვენ გვინდა განვსაზღვროთ წინააღმდეგობა დენის შემზღუდველი რეზისტორისთვის, რომელიც მოგვცემს შესაბამის ძაბვას დაახლოებით 2 ვ-ს LED-ზე და უზრუნველყოს LED-ის დენი დაახლოებით 15 mA.

საგნების დასალაგებლად, ის გვეხმარება სქემატური დიაგრამით ჩვენი წრედის მოდელირებაში, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახ. 1-ში.

ნახაზი 1. მიკროსქემის სქემატური დიაგრამა.

ნახ. 1-ში შეგიძლიათ წარმოიდგინოთ 3.3 ვ ძაბვის წყარო, როგორც chipKIT™ დაფა. ისევ და ისევ, ჩვენ ზოგადად ვვარაუდობთ, რომ იდეალური ძაბვის წყაროები მიაწვდიან სქემისთვის საჭირო დენის ნებისმიერ რაოდენობას, მაგრამ chipKIT™ დაფას შეუძლია მხოლოდ სასრული რაოდენობის დენის წარმოება. (Uno32 საცნობარო სახელმძღვანელოში ნათქვამია, რომ დენის მაქსიმალური რაოდენობა, რომელსაც შეუძლია გამოუშვას ინდივიდუალური ციფრული პინი, არის 18 mA, ანუ 0.0018 A.) იმისათვის, რომ LED-ს ჰქონდეს 2 ვ ძაბვის ვარდნა, ჩვენ უნდა განვსაზღვროთ შესაბამისი ძაბვა რეზისტორზე, რომელიც ჩვენ გვაქვს. დავურეკავ VR-ს. ამის გაკეთების ერთი გზაა თითოეული მავთულის ძაბვის განსაზღვრა. კომპონენტებს შორის მავთულს ზოგჯერ კვანძებს უწოდებენ. ერთი რამ უნდა გვახსოვდეს, რომ მავთულს აქვს იგივე ძაბვა მთელ სიგრძეზე. სადენების ძაბვის განსაზღვრით, ჩვენ შეგვიძლია ავიღოთ ძაბვის სხვაობა ერთი მავთულიდან მეორეზე და ვიპოვოთ ძაბვის ვარდნა კომპონენტზე ან კომპონენტთა ჯგუფზე.

მოსახერხებელია დავიწყოთ იმით, რომ ვივარაუდოთ, რომ ძაბვის მიწოდების უარყოფითი მხარე არის 0 ვ პოტენციალით. ეს, თავის მხრივ, ხდის მის შესაბამის კვანძს (ანუ ძაბვის მიწოდების უარყოფით მხარეს მიმაგრებულ მავთულს) 0V, როგორც ნაჩვენებია ნახ. 2-ში. როდესაც ჩვენ ვაანალიზებთ წრეს, ჩვენ თავისუფლად შეგვიძლია მივცეთ სიგნალის დამიწების ძაბვა 0V. წრედის ერთ წერტილამდე. ყველა სხვა ძაბვა მაშინ არის ამ საცნობარო წერტილთან შედარებით. (რადგან ძაბვა ფარდობითი საზომია, ორ წერტილს შორის, როგორც წესი, არ აქვს მნიშვნელობა წრედის რომელ წერტილს მივანიჭებთ მნიშვნელობას 0V. ჩვენი ანალიზი ყოველთვის გამოიღებს ერთსა და იმავე დენებს და იგივე ძაბვის ვარდნას კომპონენტებზე. მიუხედავად ამისა, ის ჩვეულებრივი პრაქტიკაა ძაბვის მიწოდების უარყოფითი ტერმინალის მინიჭება 0 ვ.) იმის გათვალისწინებით, რომ ძაბვის მიწოდების უარყოფითი ტერმინალი არის 0 ვ-ზე და იმის გათვალისწინებით, რომ ჩვენ განვიხილავთ 3.3 ვ მიწოდებას, დადებითი ტერმინალი უნდა იყოს ძაბვაზე. 3.3 ვ (როგორც მასზე მიმაგრებული მავთული/კვანძი). იმის გათვალისწინებით, რომ ჩვენ გვსურს ძაბვის ვარდნა 2 ვ-ით LED-ზე და იმის გათვალისწინებით, რომ LED-ის ქვედა არის 0V, LED-ის ზედა ნაწილი უნდა იყოს 2V-ზე (როგორც მასზე მიმაგრებული ნებისმიერი მავთული).

ნახაზი 2. კვანძის ძაბვის სქემატური ჩვენება.

კვანძის ძაბვების ეტიკეტით, როგორც ნაჩვენებია ნახ. 2-ში, ახლა შეგვიძლია განვსაზღვროთ ძაბვის ვარდნა რეზისტორზე, როგორც ამას გავაკეთებთ მომენტში. პირველ რიგში, გვინდა აღვნიშნოთ, რომ პრაქტიკაში ხშირად წერენ კომპონენტთან დაკავშირებულ ძაბვის ვარდნას უშუალოდ კომპონენტის გვერდით. მაგალითად, ჩვენ ვწერთ 3.3 ვ ძაბვის წყაროს გვერდით, რადგან ვიცით, რომ ეს არის 3.3 ვ წყარო. LED-სთვის, ვინაიდან ჩვენ ვივარაუდებთ 2V ძაბვის ვარდნას, შეგვიძლია უბრალოდ დავწეროთ ეს LED-ის გვერდით (როგორც ნაჩვენებია ნახ. 2-ზე). ზოგადად, ელემენტის ერთ მხარეს არსებული ძაბვისა და ამ ელემენტის ძაბვის ვარდნის გათვალისწინებით, ჩვენ ყოველთვის შეგვიძლია განვსაზღვროთ ძაბვა ელემენტის მეორე მხარეს. პირიქით, თუ ჩვენ ვიცით ძაბვა ელემენტის ორივე მხარეს, მაშინ ჩვენ ვიცით ძაბვის ვარდნა ამ ელემენტზე (ან შეგვიძლია გამოვთვალოთ უბრალოდ ძაბვის სხვაობის ორივე მხარეს გადატანით).

იმის გამო, რომ ჩვენ ვიცით მავთულის პოტენციალი რეზისტორის ორივე მხარეს (Wire1 და Wire3), ჩვენ შეგვიძლია გადავჭრათ მასზე ძაბვის ვარდნა, VR:

ცნობილი მნიშვნელობების შეერთებით, ჩვენ ვიღებთ:

რეზისტორზე ძაბვის ვარდნის გამოთვლის შემდეგ, ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ ომის კანონი რეზისტორის წინააღმდეგობის ძაბვის დასაკავშირებლად. ომის კანონი გვეუბნება 1.3V=IR. ამ განტოლებაში, როგორც ჩანს, არის ორი უცნობი, დენი I და წინააღმდეგობა R. თავიდან შეიძლება ჩანდეს, რომ ჩვენ შეგვიძლია მივცეთ I და R ნებისმიერი მნიშვნელობა, თუ მათი პროდუქტი არის 1.3V. თუმცა, როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ, ტიპიურ LED-ს შეიძლება დასჭირდეს (ან „გადაღება“) დაახლოებით 15 mA დენი, როდესაც მასზე ძაბვა აქვს 2 ვ. ასე რომ, თუ ვივარაუდებთ, რომ I არის 15 mA და ამოხსნით R-ს, მივიღებთ

პრაქტიკაში, შეიძლება რთული იყოს რეზისტორის მოპოვება ზუსტად 86.67 Ω წინააღმდეგობით. შეიძლება გამოვიყენოთ ცვლადი რეზისტორი და დაარეგულიროთ მისი წინააღმდეგობა ამ მნიშვნელობაზე, მაგრამ ეს იქნება გარკვეულწილად ძვირი გამოსავალი. ამის ნაცვლად, ხშირად საკმარისია სწორი წინააღმდეგობის არსებობა. თქვენ უნდა დაადგინოთ, რომ წინააღმდეგობა 220-დან ორასამდე ომამდე მუშაობს საკმაოდ კარგად (ეს ნიშნავს, რომ ჩვენ უზრუნველვყოფთ, რომ LED არ ატარებს ზედმეტ დენს და მიუხედავად ამისა, დენის შემზღუდველი რეზისტორი არ არის ისეთი დიდი, რომ ხელს უშლის LED-ს. განათებისგან). ამ პროექტებში ჩვენ ჩვეულებრივ გამოვიყენებთ დენის შემზღუდველ რეზისტორს XNUMX Ω.

დატოვე შეტყობინება 

შეტყობინება სია