Étape 8: Blinky One – LED luminosité
Figure 4: Tension et définitions actuelles pour la combinaison de la résistance-LED.
Blinky commute la combinaison de LED-résistance (schéma de la Figure 2) de + 5V à 0V et revient avec un résultat similaire à celui de la Figure 1. Prendre note de la luminosité à chaque niveau. Nous devrons être en mesure de voir la différence de puissance optique LED Blinky et bouée de sauvetage. Appelez la puissance émise plus brillants Pmax. Évidemment, quand la Pin 12 a zéro tension puis la LED aura zéro puissance de sortie donc le minimum de sortie puissance optique Pmin sera Pmin = 0.
Maintenant, que se passerait-il si une tension V = 2,5 volts devaient être appliquées à la combinaison de LED-résistance ? On pourrait penser à que la puissance de sortie serait Pmax/2. Mais ce n’est pas le cas, car une diode a une tension de seuil Vth, qui est la tension approximative a diminué dans l’ensemble de la LED quand biaisé vers l’avant. La tension appliquée V doit être supérieure à Vth pour la LED à la lumière [15-16].
Pour une analyse, supposez que la puissance P de la lumière émise est proportionnelle au courant j’ai par l’intermédiaire de la LED telle que donnée par
P = kI
où k est une constante positive. Pour prévoir P, nous avons besoin de connaître le courant j’ai. Le courant j’ai par l’intermédiaire de la LED est identique au courant à travers la résistance. Si Vr est la chute de tension aux bornes de la résistance puis le courant j’ai à travers la résistance R sera donnée par la Loi d’Ohm
J’ai = Vr/R
La chute de tension aux bornes de la résistance (Figure 4) sera la différence entre V et Vth, nommément Vr = V-ve, et ainsi devient loi d’Ohm
J’ai =(V-Vth)/r
Ainsi, la puissance émise de la LED dépend de la tension V appliquée à la combinaison de LED-résistance
P = k j’ai = k (V - ve) / R pour V > Vth
P = 0 pour V < ve
où ve est la chute de tension approximative dans l’ensemble de la LED. La tension de seuil Vth peut varier de 1 volt pour LEDs IR à plus de 3,5 volts pour deep UV LED. En d’autres termes, la tension de seuil est à peu près inversement proportionnelle à la longueur d’onde d’émission Vè ~ 1/longueur d’onde. Bleu pourrait avoir Vth = 3.3 et rouge pourrait avoir Vth = 1,8. Ainsi, selon les deux équations précédentes, la puissance émise n’est pas proportionnelle à la tension appliquée. En fait, si Vthr = 2.6 et la tension appliquée aux bornes de la résistance-LED combinaison est V = 2,5 alors environ zéro puissance retentit de la LED qui n’est absolument pas ½ Pmax.
Maintenant en revanche, quelle sera la luminosité si nous passer la combinaison de LED-résistance très rapide (1,5 MHz) + 5 volts et 0 Volt ? Nos yeux ne peuvent distinguer la discontinuité de la lumière change plus vite qu’autour de 20-30Hz. La ligne de vie fonctionne à une fréquence beaucoup plus élevée de 1,5 MHz. Dans un tel cas, nous attendons nos yeux/cerveau d’enregistrer environ une moyenne de la puissance émise maximale Pmax (lorsque SCR est appliqué dans l’ensemble de la combinaison de LED-résistance) et le minimum émis puissance Pmin = 0 (lorsque l’absence de toute tension est appliquée à la combinaison). Supposons que le temps « on » est le même que le temps « off » (c.-à-d., Duty Cycle D = 1/2 ou 50 %) alors que la moyenne devrait être
Ouvrir = (Pmax + Pmin) / 2 = (Pmax + 0) / 2 = Pmax/2
L’analyse n’est qu’approximative pour les taux de modulation élevé puisque la LED peut avoir des capacitances et propriétés des matériaux qui doivent être incluses, et nos yeux ne réagira pas comme supposé. La commutation entre les rails (0V et SCR) est similaire à Pulse Width Modulation PWM avec un rapport cyclique D = 0,5 (50 %). En fait, heavy duty D autre que de 50 % peut être inclus comme
Ouvrir = D * Pmax + Pmin (1D) ou P = D * (Pmax-Pmin) + Pmin
La ligne de vie utilise la combinaison de LED-résistance comme indicateur du fonctionnement correct de la MCU. La LED n’apparaîtra pas à être « sur » complètement (c'est-à-dire, Pave n’aurez pas la valeur Pmax) et il n’apparaîtra pas à être complètement éteint (c'est-à-dire, nous n’aurons pas Pave = 0) parce que nos yeux/cerveau ne peut voir quelque chose lié à la moyenne pour un clignotement rapide.
