Pobór prądu przez odbiornik

[bigos]

Drodzy koledzy i koleżanki,

Zadam banalne i podstawowe pytanie, a później wyjaśnię skąd one wzięło się w mojej głowie.

Czy odbiornik, a w moim przypadku dioda LED, pobiera tyle prądu ile potrzebuje, czy tyle ile jej się dostarczy? 

Dla pewnego obwodu, użyłem układu scalonego CD4029 który jest licznikiem binarnym. Wyjścia tego układu podłączone są do dekodera wyświetlaczy 7 segmentowych. Aby dodatkowo mieć reprezentację liczb w systemie binarnym, podłączyłem pod wyjścia tego układu (CD4029) diody, które zapalają się odpowiednio, gdy na wyjściu jest stan wysoki. Z ciekawości, podłączyłem amperomierz między licznikiem a diodą i zauważyłem, że płynie tam prąd o wartości jedynie 3mA. Spojrzałem do noty katalogowej układu i faktycznie, napisane tam jest, że prąd na wyjściach podczas stanu wysokiego wynosi ok 3mA. Zacząłem się zastanawiać, czy podłączając w ten sposób diodę, mogę uszkodzić układ scalony, ponieważ dioda będzie wymuszała większy pobór prądu? Zadałem sobie to pytanie poprzez analogię do wyjść logicznych arduino. Wiele mówi się o tym, że nie można podłączać urządzeń o zbyt dużym poborze prądu, bo te mogą uszkodzić Arduino. Dlatego zastanawiam się, czy mój układ scalony "ogranicza" prąd do 3mA tak jak robi to rezystor, czy może jednak w tym momencie układ jest narażony na zbyt duże obciążenie. Jeśli układ ogranicza prąd i nie pozwala na pobór większej jego ilości, to dlaczego Arduino nie może zrobić tego samego? Choć to pewnie podstawy, wprowadza mnie to w konsternację i problemy ze snem. 

Inną sprawą jest, że o ile dobrze wyczytałem w innych artykułach, nie powinno podłączać się urządzeń bezpośrednio pod wyjścia logiczne, lecz zastosować tranzystory.

Nie mniej jednak, odpowiedź na główne pytanie ułatwi mi zrozumienie kiedy przez bezmyślność mogę uszkodzić układ poprzez zbyt duże obciążenie, a kiedy nie.

 

 

Edytowano Luty 13, 2022 przez bigos

[Gieneq]

22 godziny temu, bigos napisał:

Z ciekawości, podłączyłem amperomierz między licznikiem a diodą i zauważyłem, że płynie tam prąd o wartości jedynie 3mA

@bigos układy scalone z bramkami itp mają tzw "fan out" czyli standardową obciążalność wyjść. Oznacza to, że ten konkretny układ może zasilić tyle, a tyle innych układów. Ma to spory sens zwłaszcza, gdy CMOS szybko się przełącza. Czyli te 3mA to max ile możesz pobrać z jednej nóżki wyjścia układu.

Nie wiem czy tam masz stałe 3mA niezależnie od obciążenia, byłoby zbyt pięknie 😉 ale jeżeli tak jest, to masz tzw. źródło prądowe, czyli taki układ, który dostarcza stałe 3mA niezależnie (w granicach rozsądku) od tego co podłączysz. Czyli jak podłączasz diodę o napięciu przewodzenia np 2,5V to dioda przewodzi (bo na wyjściu jest jałowe 5V) ale układ ma na sztywno ustawione 3mA więc zamiast 2,5V spadku napięcia na diodzie, napięcie spadnie np do 2V bo wynika to z charakterystyki prądowo-napięciowej diody - patrz dokumentacja i mój temat o diodach:

To ciężko zrozumieć, bo constant current czyli źródło pradowe działa dziwnie... Na rozwartych stykach masz 5V. Zewrzesz to popłynie 3mA bo tyle jest maksymalnie dostępne. Podłączysz urządzenie które chce więcej niż 3mA to dostanie 3mA i spadnie napięcie. Podłączysz rezystor R = 5V/3mA popłynie idealnie 3mA i nie spadnie napięcie. Magia!

22 godziny temu, bigos napisał:

nie powinno podłączać się urządzeń bezpośrednio pod wyjścia logiczne, lecz zastosować tranzystory.

Zależy, jak dasz diody z rezystorami 1k które będą pobierać 1mA albo mniej to nie insteresuje cie taki prąd. Gorzej jakbyś chciał pobrać 20mA - to już sporo.

 

[bigos]

Przyznaję, że to ciekawe zjawisko. Podłączone mam tam diody niebieskie i rezystory o wartości zaledwie 100om i wszystko działa, nic się nie grzeje. Mam ochotę sprawdzić co się stanie gdy jeszcze bardziej obciążę wyjścia IC dodając kolejną diodę równolegle, ale troche szkoda mi układu.. 

[Gieneq]

Możesz zrobić swoje źródło - poczytaj o lustrze prądowym. Sam tranzystor w obszarze liniowym (za mały prąd bazy) też jest źródłem prądowym. W sumie tak się definiuje tranzystory jako źródło prądowe sterowane prądem/napięciem.

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay