หากจำนวนแอมแปร์ของอุปทานสูงกว่าค่าสูงสุด แอมแปร์ฉันต้องการตัวต้านทานหรือไม่

นี่เป็นคำถามพื้นฐานที่น่าสนใจเพราะฉันยังคงเรียนรู้พื้นฐานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ฉันเข้าใจความคล้ายคลึงที่กระแสไฟฟ้าเปรียบเทียบกับปริมาณน้ำที่ไหลผ่านท่อ

ฉันมีแหล่งจ่ายไฟ 5V-2A และฉันต้องการพลังงานวงจรของฉัน พินของแต่ละส่วนประกอบมีกระแสสูงสุดต่างกัน (250mA สำหรับ PIC, 180mA สำหรับ LCD, ฯลฯ )

ตอนนี้ถ้าฉันกำลังติดตาม "ปริมาณน้ำ" ที่เปรียบเทียบข้างต้นมันก็โอเคสำหรับฉันที่จะเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่มีค่าสูงสุด 250mA เพราะมันมาจาก 2A แทนที่จะเป็นแหล่งพลังงานบังคับให้กระแสไฟฟ้าเข้าสู่ขา ทีนี้ฉันจะเหลือกระแสไฟฟ้า 1.75A ตลอดวงจรที่เหลือ

ฉันยังต้องใส่ตัวต้านทานระหว่างแหล่งจ่ายไฟและขา VDD ของส่วนประกอบหรือไม่ ถ้าใช่ทำไม

(คำถามนี้เกิดขึ้นเมื่อฉันได้เรียนรู้ว่าควรมีตัวต้านทานประมาณ 100 ohm ระหว่าง pin output ของไมโครคอนโทรลเลอร์และ LED คะแนนปัจจุบันของ LED คือ 25mA และ pin output output สูงสุด 25mA ด้วยและฉันก็ไม่เข้าใจว่าทำไมเรา ต้องการตัวต้านทานในระหว่าง)

ไปที่คำสั่งแรก ...

คุณถูก. โหลดควบคุมกระแสไฟฟ้าสูงสุดที่อาจไหลในขณะที่แหล่งที่มาควบคุมแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่มีอยู่

แต่...

คุณไม่ถูกต้องเกี่ยวกับ LED ของคุณ นั่นเป็นปัญหาที่แตกต่าง ความคิดของคุณถือว่าเป็นกฎของโอห์มซึ่งถือว่าเป็นการทำงานแบบเชิงเส้น (และในเฟส)

ไดโอด (รวมถึง LED) เป็นอุปกรณ์ที่ไม่ใช่เชิงเส้น ไดโอดจะแสดงแรงดันไฟฟ้าคงที่ (โดยประมาณ) เมื่อ "เปิด" เป็นอิสระจากปริมาณของกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ไฟ LED จะสว่างขึ้นพร้อมกระแสมากขึ้นและถูกไฟไหม้ (ถูกทำลาย) หากกระแสไฟมากเกินไปอนุญาตให้ไหลผ่านได้นานเกินไป

สังเกตว่าเส้นทางด้านขวาของแกน y ในรูปนั้นเกือบจะเป็นแนวตั้ง นั่นก็หมายความว่าแรงดันไฟฟ้าจะเปลี่ยนน้อยมากหากกระแสผ่านไดโอดเปลี่ยนแปลงไปมาก V ชัดเจนไม่เท่ากับ IR สำหรับไดโอด

LED ที่แยกส่วนใหญ่ในโลกของไมโครคอนโทรลเลอร์เลื่อนไปรอบ ๆ 2V ที่ 20mA (แตกต่างกันไปตามขนาด, เคมี, และการสร้าง LED) หากไมโครคอนโทรลเลอร์ของคุณให้เอาต์พุต 3.3V ผ่านหนึ่งในพินวัตถุประสงค์ทั่วไป (GPIO) ดังนั้นกระแสไฟ LED ที่ต้องการจากวงจรจะเกินสิ่งที่ไมโครคอนโทรลเลอร์สามารถให้ผ่านขาออกและความต้านทานภายในของตัวขับเอาต์พุตในไมโครคอนโทรลเลอร์ จะ จำกัด กระแสไฟฟ้าให้สูงสุด

สิ่งนี้จะทำลายตัวขับเอาต์พุตของไมโครคอนโทรลเลอร์ในที่สุด เพื่อป้องกันสิ่งนี้ตัวต้านทานแบบอนุกรมจะถูกเพิ่มเพื่อ จำกัด กระแสให้กับสิ่งที่ปลอดภัยอย่างชัดเจน

คุณทำงานย้อนหลังเพื่อปรับขนาดตัวต้านทาน: (Vcc - Vled) / Iled = R

ในแอปพลิเคชั่นไมโครคอนโทรลเลอร์ 3.3V ส่วนใหญ่ค่านั้นจะอยู่ที่ประมาณ 100 โอห์ม

ในการเปรียบเทียบที่เรียบง่ายอุปกรณ์ต่าง ๆ ทำหน้าที่แตกต่างกัน ไมโครคอนโทรลเลอร์และไอซีส่วนใหญ่เป็นเหมือนปั๊มน้ำอัจฉริยะขนาดเล็ก พวกเขาดึงน้ำจำนวนเล็กน้อย (กระแส) ที่จำเป็นและเพียงแค่นั้น

ไฟ LED ในทางกลับกันก็เหมือนเครื่องดูดฝุ่นอุตสาหกรรมใบ้ความแข็งแรง เชื่อมต่อเข้ากับแหล่งพลังงานและจะพยายามดูดกระแสให้เร็วที่สุดเท่าที่จะทำได้ นั่นเป็นเหตุผลที่คุณต้องการตัวต้านทาน ตัวต้านทานเป็นเหมือนท่อเล็ก ๆ มันช่วยให้กระแสมากผ่านเนื่องจากขนาดของมัน มันต้านทานมากกว่ากระแสนั้นจากการผ่าน ผู้นำต้องการดึงให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ แต่มีเพียง 25 มิลลิแอมป์ที่คุณเลือกเท่านั้นที่จะผ่านได้

สำหรับสาเหตุที่คุณต้องการตัวต้านทานเมื่อทั้ง LED และพินเอาต์พุตได้รับการจัดอันดับสำหรับ 25ma เป็นเพราะสิ่งเหล่านี้ได้รับการแนะนำในปัจจุบันไม่ใช่กระแสสูงสุดหรือกระแสที่เป็นไปได้ หลอดไฟ LED ทำงานได้ดีที่สุดที่ 25ma สำหรับ (เปลี่ยนจากความสว่างและนานเท่าไหร่ในหลายพันชั่วโมง) แต่สามารถขับเคลื่อนด้วยกระแสไฟน้อยกว่า (ไม่สว่างเท่านานกว่า) หรือสูงกว่าในปัจจุบัน ตราบใดที่) มีกระแสน้อยเกินไปและจะไม่เปิด มากเกินไปและในที่สุดมันก็จะไหม้หมด

ขาออกของไมโครคอนโทรลเลอร์ของคุณเหมือนกัน แต่เป็นแหล่งจ่ายไฟ เป็นการดีที่คุณเพียงต้องการแหล่ง 25ma ของกระแสจากพินนั้น (และนี่คือโดยไม่ต้องเข้าสู่กระแสรวมจากพินทั้งหมดหรือแรงดันไฟฟ้าตก) 25ma ในกรณีนี้คือกระแสไฟฟ้าที่แนะนำ คุณสามารถแหล่งที่มาน้อยลงเช่นกัน เป็นการปฏิบัติที่ดีสำหรับแหล่งที่มาเท่าที่คุณต้องการสำหรับการตั้งค่าที่กำหนด คุณสามารถหาแหล่งได้มากขึ้นเช่นกัน เอกสารข้อมูลส่วนใหญ่จะแสดงรายการแรงดันไฟฟ้าและกระแสสูงสุดสำหรับขาออกที่กำหนด (ตัวอย่างเช่นแนะนำ 25ma, สูงสุด 40ma) แต่เนื่องจากกระแสถูกดึงไม่ผลักคุณต้องแน่ใจว่าสิ่งที่คุณกำลังสร้างนั้นคำนึงถึง สำหรับการส่งสัญญาณหรือการสื่อสารระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์และ ic ของคุณอาจไม่จำเป็นเนื่องจากทั้งสองจะได้รับการออกแบบไม่ให้ดึงกระแสมากเกินไป แต่ถ้าคุณกำลังคบกับคนหิวกระหายคนปัจจุบัน

ในที่สุดเช่นแหล่งจ่ายไฟที่คุณกำลังใช้งานในลักษณะเดียวกัน เชื่อมต่อบางสิ่งที่ดึงดูดมากกว่า 2A ที่แนะนำ / สูงสุดและมันจะทอดและแตก (หรือเปิดฟิวส์หรือเข้าสู่โหมดรีเซ็ตขึ้นอยู่กับคุณภาพของมัน) เชื่อมต่อกระแสสูง 2 แอมป์เข้ากับมันโดยตรงโดยไม่มีตัวต้านทาน จำกัด กระแสและทั้งสองจะไม่มีความสุข HTH