Керування світлодіодами

Керування світлодіодами - найпростіше практичне застосування мікроконтролерів. Схематично воно може дещо змінюватися залежно від використовуваного мікроконтролера. У деяких мікроконтролерів виходи розраховані на струм великої сили, а тому світлодіод може бути підключений до них безпосередньо через струмобмежуючий резистор.

Допустима сила струму кожного виходу паралелыного порту зазначених мікросхем становить 20 мА, що цілком достатньо для засвічення одного світло діода, а сумарний струм порту не повинен перевищувати 30-50 мА. У розглянутому випадку можна скористатися світлодіодом на 10 мА, щоб не перевищувати цього максимуму.

Рисунок 6 – Пряме керування світлодіодами через паралельний порт

Якщо необхідно, щоб індикація була яскравою, слід використовувати світлодіоди високої яскравості або застосувати схему, показану на рисунку *, у якій до виходу мікроконтролера підключений примітивний підсилювач на транзисторі.

Обмежувальний резистор вибирається залежно від необхідної сили струму. Враховуючи значення опору в колі бази транзистора і його коефіцієнт підсилення, через світлодіод можна одержувати струм в 100 мА й більше.

Рисунок 7 – Використання підсилювача на транзисторі

Світлодіод підключається до порта двома способами:

1. за схемою Порт-Земля

2. за схемою Порт-Живлення.

Рисунок 8 – Способи підключення світло діодів

У першому випадку для засвічення світлодіода необхідно видати в порт логічну «1» — високий рівень (приблизно рівний напрузі живлення контролера V_cc). У другому випадку для засвічення діода потрібно видати в порт логічний «0» — низький рівень (близько нуля).

Для мікроконтролерів немає значення яким чином під’єднати світлодіод. Це може мати доцільність, виходячи із зручності розведення друкованої плати. Вивід порту для роботи зі світлодіодом треба сконфігурувати на вихід і тоді, залежно від значення в тригері порта, на ніжці буде або високий або низький рівень напруги.

Світлодіод необхіднопідключати через резистор. Справа в тому, що прямий опір світлодіода дуже малий, це опір p-n-переходу. І якщо не обмежувати струм через нього, то він може згоріти, або ще й пошкодити вивід мікроконтролера. А для нормального світіння звичайному світлодіоду необхідно близько 3…15мА.

Наближений розрахунок значення обмежувального резистора:

1. напруга на виході МК близько 5В, падіння напруги на світлодіоді близько 2.5В

2. спад напруги на обмежувальному резисторі буде 5-2.5 = 2.5В.

3. необхідний струм 5мА для засвічення світлодіода

4. R=U/I= 2.5/5E-3 = 500Ом. Найближчий по ряду це 510 Ом. Можна ставити від 220 Ом до 680 Ом.

Рисунок 9 – Підключення світлодіодів

Якщо необхідно підключити декілька світлодіодів, то кожному для роботи в нормальному режимі необхідний обмежуючий резистор. Якщо ж використати один загальний струмообмежуючий резистор на декілька світлодіодів, то чим більше діодів будуть засвічуватись, тим менше струму одержить кожний наступний світлодіод — струм від одного резистора розділиться між усіма. А поставити резистор меншого номіналу не можна, тому що при засвіченні одного діода він одержить порцію струму, більшу за допустиму, що може вивести з ладу і світлодіод, і порт.