Pagpili ng Current-Limiting Resistor

pagpapakilala

Ang kasalukuyang-limiting resistors ay inilalagay sa isang circuit upang matiyak na ang dami ng kasalukuyang dumadaloy ay hindi lalampas sa kung ano ang ligtas na mahawakan ng circuit. Kapag ang kasalukuyang dumadaloy sa isang risistor, mayroong, alinsunod sa Batas ng Ohm, isang katumbas na pagbaba ng boltahe sa risistor (Ang Batas ng Ohm ay nagsasaad na ang pagbaba ng boltahe ay ang produkto ng kasalukuyang at ang paglaban: V=IR). Ang pagkakaroon ng risistor na ito ay binabawasan ang dami ng boltahe na maaaring lumitaw sa iba pang mga bahagi na magkakasunod sa risistor (kapag ang mga bahagi ay "naka-serye," mayroon lamang isang landas para sa kasalukuyang daloy, at dahil dito ang parehong dami ng kasalukuyang mga daloy sa pamamagitan nila; ito ay ipinaliwanag pa sa impormasyong makukuha sa pamamagitan ng link sa kahon sa kanan).

Narito kami ay interesado sa pagtukoy ng paglaban para sa isang kasalukuyang-limitadong risistor na inilagay sa serye na may isang LED. Ang risistor at LED ay, sa turn, ay nakakabit sa isang 3.3V na supply ng boltahe. Ito ay talagang isang medyo kumplikadong circuit dahil ang LED ay isang nonlinear na aparato: ang relasyon sa pagitan ng kasalukuyang sa pamamagitan ng isang LED at ang boltahe sa buong LED ay hindi sumusunod sa isang simpleng formula. Kaya, gagawa tayo ng iba't ibang nagpapasimpleng pagpapalagay at pagtatantya.

Sa teorya, ang isang perpektong supply ng boltahe ay magbibigay ng anumang halaga ng kasalukuyang kinakailangan upang subukang mapanatili ang mga terminal nito sa anumang boltahe na dapat itong ibigay. (Sa pagsasagawa, gayunpaman, ang isang supply ng boltahe ay maaari lamang magbigay ng isang limitadong halaga ng kasalukuyang.) Ang isang iluminado na LED ay karaniwang may pagbaba ng boltahe na humigit-kumulang 1.8V hanggang 2.4V. Upang gawing kongkreto ang mga bagay, ipagpalagay namin ang pagbaba ng boltahe ng 2V. Upang mapanatili ang ganitong halaga ng boltahe sa buong LED ay karaniwang nangangailangan ng humigit-kumulang 15 mA hanggang 20 mA ng kasalukuyang. Muli para sa kapakanan ng pagiging konkreto, ipagpalagay namin ang isang kasalukuyang ng 15 mA. Kung direkta naming ikinakabit ang LED sa supply ng boltahe, susubukan ng supply ng boltahe na magtatag ng boltahe na 3.3V sa buong LED na ito. Gayunpaman, ang mga LED ay karaniwang may pinakamataas na pasulong na boltahe na humigit-kumulang 3V. Ang pagtatangka na magtatag ng isang boltahe na mas mataas kaysa dito sa buong LED ay malamang na sirain ang LED at gumuhit ng maraming kasalukuyang. Kaya, ang hindi pagkakatugma na ito sa pagitan ng kung ano ang gustong gawin ng supply ng boltahe at kung ano ang kayang hawakan ng LED ay maaaring makapinsala sa LED o sa supply ng boltahe o pareho! Kaya gusto naming matukoy ang isang paglaban para sa isang kasalukuyang naglilimita sa risistor na magbibigay sa amin ng naaangkop na boltahe ng humigit-kumulang 2V sa buong LED at matiyak na ang kasalukuyang sa pamamagitan ng LED ay humigit-kumulang 15 mA.

Upang pag-uri-uriin ang mga bagay-bagay, nakakatulong na i-modelo ang aming circuit gamit ang isang schematic diagram, tulad ng ipinapakita sa Fig. 1.

Figure 1. Schematic diagram ng isang circuit.

Sa Fig. 1 maaari mong isipin ang 3.3V boltahe na pinagmulan bilang chipKIT™ board. Muli, karaniwang ipinapalagay namin na ang perpektong pinagmumulan ng boltahe ay magbibigay ng anumang halaga ng kasalukuyang kailangan para sa circuit, ngunit ang chipKIT™ board ay maaari lamang gumawa ng isang may hangganang dami ng kasalukuyang. (Sinasabi ng reference manual ng Uno32 na ang maximum na halaga ng kasalukuyang maaaring gawin ng isang indibidwal na digital pin ay 18 mA, ibig sabihin, 0.0018 A.) Upang matiyak na ang LED ay may 2V na pagbaba ng boltahe, kailangan nating matukoy ang naaangkop na boltahe sa risistor, na kung saan namin Tatawagan ko si VR. Ang isang paraan upang gawin ito ay upang matukoy ang boltahe ng bawat wire. Ang mga wire sa pagitan ng mga bahagi ay tinatawag na mga node. Ang isang bagay na dapat tandaan ay ang isang wire ay may parehong boltahe sa buong haba nito. Sa pamamagitan ng pagtukoy sa boltahe ng mga wire, maaari nating kunin ang pagkakaiba sa boltahe mula sa isang wire patungo sa susunod at hanapin ang pagbaba ng boltahe sa isang bahagi o sa isang pangkat ng mga bahagi.

Maginhawang magsimula sa pamamagitan ng pag-aakalang ang negatibong bahagi ng supply ng boltahe ay nasa potensyal na 0V. Ito naman, ay gumagawa ng kaukulang node nito (ibig sabihin, ang wire na nakakabit sa negatibong bahagi ng supply ng boltahe) na 0V, tulad ng ipinapakita sa Fig. 2. Kapag pinag-aaralan natin ang isang circuit, malaya tayong magtalaga ng signal ground voltage na 0V sa isang punto sa circuit. Ang lahat ng iba pang mga boltahe ay nauugnay sa reference point na iyon. (Dahil ang boltahe ay isang kamag-anak na sukat, sa pagitan ng dalawang puntos, kadalasan ay hindi mahalaga kung anong punto sa circuit ang itinalaga namin ng halaga na 0V. Ang aming pagsusuri ay palaging magbubunga ng parehong mga alon at ang parehong boltahe ay bumababa sa mga bahagi. Gayunpaman, ito ay karaniwang kasanayan na magtalaga sa negatibong terminal ng isang supply ng boltahe ng halaga na 0V.) Dahil ang negatibong terminal ng supply ng boltahe ay nasa 0V, at dahil isinasaalang-alang natin ang isang 3.3V na supply, ang positibong terminal ay dapat nasa boltahe. ng 3.3V (tulad ng wire/node na nakakabit dito). Dahil gusto namin ang pagbaba ng boltahe ng 2V sa buong LED at dahil ang ilalim ng LED ay nasa 0V, ang tuktok ng LED ay dapat na nasa 2V (tulad ng anumang wire na nakakabit dito).

Figure 2. Schematic na nagpapakita ng mga boltahe ng node.

Gamit ang mga boltahe ng node na may label na tulad ng ipinapakita sa Fig. 2, matutukoy na natin ngayon ang pagbaba ng boltahe sa risistor gaya ng gagawin natin sa ilang sandali. Una, nais naming ituro na sa pagsasanay ang isa ay madalas na nagsusulat ng pagbaba ng boltahe na nauugnay sa isang bahagi nang direkta sa tabi ng isang bahagi. Kaya, halimbawa, nagsusulat kami ng 3.3V sa tabi ng pinagmumulan ng boltahe na alam na ito ay isang 3.3V na pinagmulan. Para sa LED, dahil ipinapalagay namin ang isang 2V boltahe drop, maaari naming isulat lamang iyon sa tabi ng LED (tulad ng ipinapakita sa Fig. 2). Sa pangkalahatan, dahil sa boltahe na umiiral sa isang bahagi ng isang elemento at dahil sa pagbaba ng boltahe sa elementong iyon, palagi nating matutukoy ang boltahe sa kabilang panig ng elemento. Sa kabaligtaran, kung alam natin ang boltahe sa magkabilang panig ng isang elemento, malalaman natin ang pagbaba ng boltahe sa elementong iyon (o maaari nating kalkulahin ito sa pamamagitan lamang ng pagkuha ng pagkakaiba ng mga boltahe sa magkabilang panig).

Dahil alam natin ang potensyal ng mga wire sa magkabilang gilid ng risistor (Wire1 at Wire3), malulutas natin ang pagbaba ng boltahe dito, VR:

Sa pagsaksak sa mga kilalang halaga, nakuha namin ang:

Ang pagkakaroon ng pagkalkula ng boltahe drop sa buong risistor, maaari naming gamitin ang Ohm's Law upang maiugnay ang paglaban ng risistor sa boltahe. Sinasabi sa atin ng Batas ng Ohm na 1.3V=IR. Sa equation na ito, lumilitaw na may dalawang hindi alam, ang kasalukuyang I at ang resistance R. Sa una ay maaaring lumitaw na maaari nating gawin ang I at R ng anumang mga halaga kung ang kanilang produkto ay 1.3V. Gayunpaman, tulad ng nabanggit sa itaas, ang isang tipikal na LED ay maaaring mangailangan (o "gumuhit") ng isang kasalukuyang ng humigit-kumulang 15 mA kapag ito ay may boltahe sa kabuuan nito na 2V. Kaya, sa pag-aakalang ako ay 15 mA at paglutas para sa R, nakuha namin

Sa pagsasagawa, maaaring mahirap makakuha ng isang risistor na may paglaban na tiyak na 86.67 Ω. Ang isa ay maaaring gumamit ng isang variable na risistor at ayusin ang paglaban nito sa halagang ito, ngunit iyon ay isang medyo mahal na solusyon. Sa halip, kadalasan ay sapat na ang pagkakaroon ng pagtutol na tama. Dapat mong makita na ang isang pagtutol sa pagkakasunud-sunod ng isa hanggang dalawang-daang ohms ay gumagana nang maayos (ibig sabihin tinitiyak namin na ang LED ay hindi kumukuha ng masyadong maraming kasalukuyang ngunit ang kasalukuyang-limitadong risistor ay hindi masyadong malaki na pinipigilan nito ang LED mula sa pag-iilaw). Sa mga proyektong ito ay karaniwang gagamit tayo ng kasalukuyang-limitadong risistor na 220 Ω.

Mag-iwan ng mensahe 

Listahan ng Mensahe