Prośba o uwagi i ocenę schematu

[Juhas]

Witam, z ogromną pomocą Marka udało mi się sklecić schemat. Proszę o ocenę i uwagi. Zaznaczam, że to mój pierwszy wynalazek 🙂

Projekt: komplet świateł rowerowych (w założeniu też "klakson", którego nie ma na schemacie) - światła przednie, tylne, hamulce i migacze.

Założenia:

• * zasilanie bateryjne
  
• * stosunkowo długi okres działania
  
• * temperaturowy zakres pracy: -20 do +40 stopni Celsjusza
  
• * wodoo i wstrząsoodporność (to raczej kwestia obudowy i solidnego wykonania)
  
• * przeznaczenie do roweru miejskiego
  

Jako, że schemat jest "długi", podzieliłem go na dwie części:

Część 1: Zasilanie i kierunkowskazy

Część 2: światła i hamulce

Realizacja:

Wybrałem zasilanie 6V, z czterech ogniw AA, jako że te ogniwa mają stosunkowo dużą pojemność.

Postaram się pokrótce opisać ten schemat.

Kondensator 220uF tuż na samym początku to kondensator filtrujący zasilanie. Chociaż nie wiem, czy przy zasilaniu bateryjnym jest konieczny, ale założyłem, że tak.

Kolejna gałąź to dzielnik napięcia, który ma za zadanie naładować kondensator 50uF, będący przy układzie 555. Dzięki temu układ nie startuje z opóźnieniem (ładowanie kondensatora od zera), tylko od razu. Przy okazji rodzi mi się pytanie. W prawdzie nie liczyłem tego w rzeczywistości, ale badałem w symulatorze i zadziało się coś dziwnego.

Dzielnik napięcia powinien proporcjonalnie dzielić napięcie, tj.:

U1/U2 = R1/R2

Wynika z tego, że jeden rezystor należy dobrać wg potrzeb, a następnie policzyć drugi, żeby uzyskać potrzebne napięcie. W pierwszych próbach, górny rezystor dobierałem dość duży (1MOhm) i odpowiednio liczyłem drugi. Okazało się jednak, że symulator pokazywał dużo niższe napięcie wyjściowe niż wynikałoby to z powyższego wzoru. Dopiero proporcjonalne obniżanie rezystancji doprowadziło do sytuacji, gdzie otrzymałem napięcie jakie chciałem. Dlaczego?

Następnie mamy standardowy układ NE555 z dwoma małymi różnicami. Pin 8 jest zasilany za pomocą przełącznika i diody prostowniczej, dzięki czemu świecą się albo lewe migacze, albo prawe. Na wyjściu NE555 zastosowałem tranzystor NPN, dzięki czemu kierunkowskazy od razu zaświecają się przy stanie wysokim wyjścia NE555. Dalej mamy kierunkowskaz lewy - ledy na jednej stronie (np. przednie migacze) są połączone szeregowo, dzięki czemu jest mniejszy pobór prądu. Równoległe diody to oczywiście druga strona pojazdu (np. tył).

Diody prostownicze w tym momencie są używane jako zabezpieczenie. O tym za chwilę.

Diody są połączone przez rezystor 10k do dwóch tranzystorów. Jest to zwykła bramka AND. Zadanie tej bramki jest proste:

Jeśli migacze z tyłu i z przodu działają, to wtedy bramka na wyjściu da wysoki sygnał, który odpali kolejny tranzystor, który z kolei zaświeci kontrolkę (samotny led w środku). Oczywiście kontrolka pracuje naprzemiennie z kierunkowskazami. Jeśli któryś led w kierunkowskazie by się spalił lub uszkodził w jakikolwiek inny sposób, w układzie powstałaby przerwa. Jednak, żeby do bramki AND nie doszedł w takiej sytuacji sygnał, musiałem zastosować diody prostownicze.

Teraz druga część schematu - bardziej czytelna.

Mamy światła przednie, światła tylne i hamulce.

Obwód świateł przednich to te 4 pierwsze ledy. Na samej górze znajduje się włącznik świateł. Po jego załączeniu, zaczynają pracować zarówno światła przednie, jak i tylne. Włącznik na samej dole obwodu świateł przednich (i na górze świateł tylnych) umożliwia zmianę trybu pracy świateł. Świecą się albo światłem stałym, albo pulsującym - dzięki wykorzystaniu NE555. Przy czym, jeśli obydwa światła (przednie i tylne) są w trybie pulsującym, migają naprzemiennie, dzięki czemu mamy ograniczone zużycie prądu. Dodatkowy przełącznik przy światłach przednich, umożliwia załączenie dwóch kolejnych diod, co zwiększa jasność. Jako, że zwiększa to też pobór prądu, użytkownik sam decyduje kiedy chce mieć ciemniej, a kiedy jaśniej.

Rezystor 70Ohm przy światłach tylnych jest połączony szeregowo z rezystorem 150Ohm, dzięki czemu w pewnych warunkach uzyskuję rezystancję 220 Ohm, co obniża mi pobór prądu.

I na końcu mamy hamulce. Po załączeniu hamulca, zapalają się dwie ostatnie diodki. Dodatkowo zapalają się też światła tylne - jeśli nie były włączone. Światła tylne w tym momencie również świecą się światłem stałym (nawet jeśli normalnie są ustawione w trybie pulsacyjnym i są włączone). Dioda prostownicza między hamulcem, a światłem tylnym zapobiega zapaleniu się hamulca, gdy włączone jest światło tylne.

Tak więc proszę o ocenę i uwagi. Wiem, że pierwsza część schematu nie jest za bardzo czytelna, ale nie mam pojęcia jak to poprawić.

__________

Komentarz dodany przez: Treker

[marek1707]

Hm, jakoś nie ma chętnych.. A może uznać, że to nie-robot i poczekać na decyzję Trekera o ew. koszu? Nie.. to byłoby pójście na łatwiznę. Dobra, obejrzę schematy 🙂 Wygląda, że włożyłeś w nie dużo pracy. Jakich uwag oczekujesz? Bo takie układy można pewno zrobić na sto sposobów. Chodzi Ci o ewentualne ulepszenia/uproszczenia czy tylko krytykę niedziałających fragmentów. Bo czasem trudno ocenić, czy coś jest zrobione "źle". Można coś wymyślić inaczej, co wcale nie znaczy "lepiej".

Napisz dlaczego nie kupiłeś zwykłej latarki LED z mocowaniem na kierownicę i czerwonej lampki na sztycę - obie będą sprawować się o wiele lepiej na rowerze niż to co zrobisz. A kierunkowskazy - jak już wiesz - nie są w rowerze miejskim dopuszczone przepisami. Jeżeli możesz machać ręką, musisz to robić.

Generalnie sterowanie diodami oświetleniowymi (już pisałem to w mailu) przez oporniki to czysta strata. Możesz sobie na nią pozwolić gdy wstawiasz diodki 1mA do sygnalizacji stanów procesora. Gdy masz coś oświetlić, każdy ułamek Wata się liczy. To podstawowa wada Twojego układu. Lekką ręką szafujesz energią z baterii wytracając ją na opornikach. Jakich diod (konkretnie) chcesz użyć? Bo z wielkości oporników szeregowych wnioskuję, że będzie to raczej mała, rowerowa choinka a nie porządne oświetlenie do jazdy w nocy. Nawet dla miejskiego roweru.

Szczegóły dorzucę wieczorem.

[ Dodano: 29-06-2016, 13:30 ]

Lepiej późno, niż później..

Hm, to tak: generalnie widać, że zaczynasz dobrze kombinować. To nie oznacza, że to pochwalam. Generalnie jestem przeciwny układom, które zawierają jakieś sztuczki, bo to się mści. Wystarczy, że korzystasz z jakiejś funkcji/cechy elementu lub co gorsza scalaka, który będzie trochę inny niż model symulacyjny lub egzemplarz innego producenta i leżysz.

Nie jest też komfortowo pisać o układzie, co do którego przeznaczenia nie jestem przekonany. Jak już wspomniałem (w mailu?) wyposażenie elektryczne roweru powinno być tak zbudowane jak jego hamulce: porządnie i pewnie. W czasie gorszych warunków (noc, deszcz, śnieg, mgła) nie ma czasu i nie powinno się zastanawiać czemu lampka nie świeci. A porządny sprzęt ciężko zrobić w garażu z kupionych trochę przypadkiem diodek, przełączniczków i wielu drucików. No ale dobra, dość narzekania, układ jest jaki jest.

1. Generator. Jeżeli potrzebujesz równomiernych impulsów od samego początku, 555 odpada bo z definicji pracuje między 1/3 a 2/3 zasilania. Pierwszy cykl musi dojść od 0 do 2/3 i będzie dłuższy. Próbowałeś zrobić podładowanie kondensatora (i słusznie), ale nie przewidziałeś, że w spoczynku Twój 555 jest niezasilany. Od dzisiaj zawsze pamiętaj, że scalaki generalnie nie lubią doprowadzania jakichkolwiek sygnałów/napięć do ich pinów gdy brak im zasilania. Biorą wtedy w łeb wszystkie specyfikacje i modele symulacyjne chyba, że producent wyraźnie napisał, że dane wejście jest na takie warunki odporne (np. bramki logiczne serii LVC i podobnych). W przeciwnym wypadku możesz spokojnie założyć, że wewnątrz jest dioda od wejścia do plusowej nóżki zasilania scalaka lub coś podobnego, co będzie pobierało prąd i kierowało go do wnętrza struktury. Jest tam również (praktycznie zawsze) dioda od wejścia do masy, na szczęście skierowana katodą do góry więc nie przeszkadza, ale mimowolnie chroni układ przed napięciami ujemnymi na wejściu - to akurat nie Twój przypadek, ale tylko dla przypomnienia. W przypadku próby podtrzymania napięcia startowego na kondensatorze, dzielnik który zrobiłeś musi zasilać de facto całego 555 przez piny 6 i 2. Dlatego potrzebujesz tyle prądu i małe oporniki by podnieść napięcie. To oczywiście mija się z celem, bo kosztuje mnóstwo mocy "na pusto". Ja bym użył innego generatora, np. ze wzmacniaczem operacyjnym, gdzie możesz zupełnie dowolnie kształtować napięcia asymptot. Jeżeli dobrałbyś jedno bardzo blisko masy (np. 0.1V a drugie już dowolnie, to pierwszy cykl startowałby od 0V do np. 3V a następne zdążały od 3V do 0.1V więc różnica prawie żadna. Prosty wzmacniacz kosztuje tyle co 555 i też ma 8 nóżek. Innym rozwiązaniem jest użycie szybszego generatora i licznika np. z układu CD4060. Wtedy jeżeli każdy cykl wyjściowy zawiera np. 1024 okresy generatora 1kHz to jakie ma znaczenie, że pierwszy będzie nawet o 50% dłuższy?

2. Bramka AND. Jak rozumiem ma ona zapalać (przez dodatkowy npn) diodkę kontrolną gdy wszystkie 4 łańcuchy są wyłączone - diodka będzie świeciła zawsze w spoczynku, czy tak miało być? Wtedy oba tranzystory bramki dostają stan wysoki i na rezystorze wyjściowym (w emiterze) dostajesz stan wysoki. Niestety masz 4 łańcuchy a tylko dwa wejścia bramki więc wykrywane będą wyłącznie podwójne usterki np. jednoczesna przerwa w przednim i tylnym kierunkowskazie po tej samej stronie. Nie potrzebujesz oporników 10k w bazach, bo masz 5k w emiterze czyli zrobiłeś wtórnik.

3. Światła białe. Pamiętaj, że 555 w kanonicznym układzie astabilnym daje przebieg niesymetryczny. U Ciebie będzie objawiało się innym czasem świecenia jednych diodek a innym drugich. Jeżeli chcesz mieć symetrię 50%/50% musisz pokombinować z innym układem ładowania/rozładowania kondensatora. Teraz z założenia jest ładowany przez dwa oporniki (10k+50k) a rozładowywany przez jeden (50k).

4. No i te oporniki szeregowe: straty mocy i przygasanie przy rozładowywaniu źródła a w sumie i tak niewiele widać... Ja bym zrobił tak: najpierw dobrał diody, oprawki i soczewki do nich tak, by zapewnić odpowiednią jasność i kąty działania wszystkich punktów świetlnych. Wszystko to można dokupić gotowe do pewnych typów diod LED mocy, bo żadnych innych nie ma co rozpatrywać. Potem obmyślił wodoszczelne obudowy i sposoby mocowania tego na rowerze. Dopiero wtedy zsumował zapotrzebowanie na prąd/moc i dobrał zasilanie. Pewnie skończyło by się na dwóch LiPol'ach 18650 lub 8 paluszkach AA szeregowo. Miałbym 6-8V w pierwszym wypadku, 8-9.6V w przypadku NiMH i 8-12V w przypadku ogniw AA alkalicznych. Im więcej tym lepiej - w granicach rozsądku. Dla każdego punktu wstawiłbym dobrą i sprawną przetwornicę np. ST1S10 pracującą w układzie źródła prądowego (to naprawdę proste) sterowaną sygnałem logicznym wypracowanym albo w czymś co pokazałeś albo w prościutkim mikrokontrolerze. To drugie rozwiązanie ma tę zaletę, że zasilanie, przetwornice i kontroler można umieścić w jednym pudełku a wszystkie przyciski podpiąć jednym wspólnym przewodem (nie licząc masy) idącym z kierownicy do pojemnika gdzieś pod ramą. Dodatkowo wszelkie sygnały wyjściowe są takie jak chcesz bez dodawania dziwnych oporniczków, tranzystorków itp patentów. Jeden scalak 8 lub 28-nóżkowy albo gotowa płyteczka za 10zł (Arduino Nano Pro) załatwia wszystko. Kiedyś trzeba będzie w to wejść, a to dobry projekt na wprawkę. Przetwornice zapewniają konwersję mocy, więc potężna 3W dioda (3.5V/1A) do jazdy w nocy pobiera z baterii 10V tylko 350mA. A połowę tego w trybie strobo. Przemyśl to.

[Juhas]

Jakich uwag oczekujesz? Bo takie układy można pewno zrobić na sto sposobów. Chodzi Ci o ewentualne ulepszenia/uproszczenia czy tylko krytykę niedziałających fragmentów.

Wszystko to 🙂

Napisz dlaczego nie kupiłeś zwykłej latarki LED z mocowaniem na kierownicę i czerwonej lampki na sztycę - obie będą sprawować się o wiele lepiej na rowerze niż to co zrobisz. A kierunkowskazy - jak już wiesz - nie są w rowerze miejskim dopuszczone przepisami. Jeżeli możesz machać ręką, musisz to robić.

Przede wszystkim chciałem mieć możliwość sterowania światłami "z kierownicy". Poza tym zajarałem się tymi kierunkowskazami. Ale faktycznie. Nie tyle nie są dopuszczone, bo możesz je sobie mieć, ale machać musisz. To mnie trochę zasmuciło. Ponadto chciałem też mieć jakiś porządny "klakson", a nie standardowy dzwonek, na który nikt nie zwraca uwagi.

Generalnie sterowanie diodami oświetleniowymi (już pisałem to w mailu) przez oporniki to czysta strata. Możesz sobie na nią pozwolić gdy wstawiasz diodki 1mA do sygnalizacji stanów procesora.

Chyba nie bardzo rozumiem. Diodki działające na 1mA, czy ograniczyć prąd rezystorem do 1mA?

Gdy masz coś oświetlić, każdy ułamek Wata się liczy. To podstawowa wada Twojego układu. Lekką ręką szafujesz energią z baterii wytracając ją na opornikach. Jakich diod (konkretnie) chcesz użyć? Bo z wielkości oporników szeregowych wnioskuję, że będzie to raczej mała, rowerowa choinka a nie porządne oświetlenie do jazdy w nocy. Nawet dla miejskiego roweru.

Myślałem o zwykłych, standardowych diodach. Wiem, że są jeszcze power ledy, ale one chyba żrą poważnie sporo prądu. Natomiast swoje diodki chciałem jeszcze opakować w soczewkę, czy lustro, czy jak to się tam nazywa. Na razie pomijam fakt, że nie mam pojęcia jak się za to zabrać. Ale takie opakowanie chyba sporo rozjaśni, nie?

Hm, to tak: generalnie widać, że zaczynasz dobrze kombinować. To nie oznacza, że to pochwalam.

Ale skoro dobrze kombinuję, to znaczy, że zaczynam rozumieć 🙂

Generalnie jestem przeciwny układom, które zawierają jakieś sztuczki, bo to się mści. Wystarczy, że korzystasz z jakiejś funkcji/cechy elementu lub co gorsza scalaka, który będzie trochę inny niż model symulacyjny lub egzemplarz innego producenta i leżysz.

A czy tutaj jest jakaś taka sytuacja? Przecież egzemplarze konkretnego modelu scalaka chyba nie różnią się między sobą aż tak diametralnie, nie? Np. 555. Wydaje mi się, że jeśli będą różnice, to niezauważalne gołym okiem. To samo myślę o tranzystorach. Prawda to, czy nie?

1. Generator. (...)Pierwszy cykl musi dojść od 0 do 2/3 i będzie dłuższy. Próbowałeś zrobić podładowanie kondensatora (i słusznie), ale nie przewidziałeś, że w spoczynku Twój 555 jest niezasilany. Od dzisiaj zawsze pamiętaj, że scalaki generalnie nie lubią doprowadzania jakichkolwiek sygnałów/napięć do ich pinów gdy brak im zasilania.

A o tym nie wiedziałem.

W przypadku próby podtrzymania napięcia startowego na kondensatorze, dzielnik który zrobiłeś musi zasilać de facto całego 555 przez piny 6 i 2. Dlatego potrzebujesz tyle prądu i małe oporniki by podnieść napięcie.

To dlatego ten dzielnik tak dziwnie działa...

To oczywiście mija się z celem, bo kosztuje mnóstwo mocy "na pusto". Ja bym użył innego generatora, np. ze wzmacniaczem operacyjnym, gdzie możesz zupełnie dowolnie kształtować napięcia asymptot.

Możesz dać jakąś nazwę takiego generatora?

Innym rozwiązaniem jest użycie szybszego generatora i licznika np. z układu CD4060. Wtedy jeżeli każdy cykl wyjściowy zawiera np. 1024 okresy generatora 1kHz to jakie ma znaczenie, że pierwszy będzie nawet o 50% dłuższy?

OK, tego w ogóle nie rozumiem.

2. Bramka AND. Jak rozumiem ma ona zapalać (przez dodatkowy npn) diodkę kontrolną gdy wszystkie 4 łańcuchy są wyłączone - diodka będzie świeciła zawsze w spoczynku, czy tak miało być?

Nie. Kontrolka ma świecić, gdy kierunkowskazy są załączone (555 działa), tyle że świeci się na przemian z migaczami. Przynajmniej tak miało być i tak jest na symulacji. Tej wersji nie zbudowałem jednak.

Niestety masz 4 łańcuchy a tylko dwa wejścia bramki więc wykrywane będą wyłącznie podwójne usterki np. jednoczesna przerwa w przednim i tylnym kierunkowskazie po tej samej stronie.

Na pewno? Przecież przedni i tylny kierunkowskaz idą do dwóch osobnych wejść bramki.

3. Światła białe. Pamiętaj, że 555 w kanonicznym układzie astabilnym daje przebieg niesymetryczny. U Ciebie będzie objawiało się innym czasem świecenia jednych diodek a innym drugich. Jeżeli chcesz mieć symetrię 50%/50% musisz pokombinować z innym układem ładowania/rozładowania kondensatora. Teraz z założenia jest ładowany przez dwa oporniki (10k+50k) a rozładowywany przez jeden (50k).

Nie za bardzo rozumiem. Tzn. wiem, że jeśli oporniki miałyby taką samą rezystancję, to wtedy sygnał jest zupełnie niesymetryczny. Ale gdzieś znalazłem info, że właśnie obniżając rezystancję jednego z oporników, zbliżamy się do symetrii.

4. No i te oporniki szeregowe: straty mocy i przygasanie przy rozładowywaniu źródła a w sumie i tak niewiele widać... Ja bym zrobił tak: najpierw dobrał diody, oprawki i soczewki do nich tak, by zapewnić odpowiednią jasność i kąty działania wszystkich punktów świetlnych. Wszystko to można dokupić gotowe do pewnych typów diod LED mocy, bo żadnych innych nie ma co rozpatrywać.

A możesz dać jakieś linki, czy coś? Bo szukałem, ale niczego właściwie nie znalazłem. Prawdą też jest, że nie wiedziałem za bardzo, jak szukać takich rzeczy.

Dla każdego punktu wstawiłbym dobrą i sprawną przetwornicę np. ST1S10 pracującą w układzie źródła prądowego (to naprawdę proste) sterowaną sygnałem logicznym wypracowanym albo w czymś co pokazałeś albo w prościutkim mikrokontrolerze.

Ta przetwornica rozumiem, żeby uzyskać odpowiednie napięcia i prądy, tak? Żeby pozbyć się oporników? Czyli, że przetwornica da niższe straty niż oporniki i bardziej stabilną pracę?

Kiedyś trzeba będzie w to wejść, a to dobry projekt na wprawkę.

Jestem trochę przerażony. Do tej pory się cieszyłem, że mi dioda mruga 😉 Ale małymi kroczkami dojdę do tej przetwornicy i Arduino

Przetwornice zapewniają konwersję mocy, więc potężna 3W dioda (3.5V/1A) do jazdy w nocy pobiera z baterii 10V tylko 350mA. A połowę tego w trybie strobo. Przemyśl to.

Tylko? Zakładając użycie alkalicznych baterii AA(maks 2300mAh), to daje nam jakieś 6,5 godziny świecenia tylko dla jednej diody. Lub dla dwóch w trybie strobo pracująych naprzemiennie. To jest trochę mało chyba. Czy coś pomieszałem?

[marek1707]

To co robimy? Nie wiem co powiedzieć... Wskaż kierunek. Co chcesz robić, czego spróbować, jakieś konkretne pytania?

[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

[Juhas]

To co robimy? Nie wiem co powiedzieć... Wskaż kierunek. Co chcesz robić, czego spróbować, jakieś konkretne pytania?

Chciałbym spróbować z innym generatorem - takim, który w pełni się nada do tego celu (lepiej niż 555). Chciałbym też się czegoś dowiedzieć o obudowach do ledów. No i pytanie za milion punktów: jak bardzo jeden power led z odpowiednią obudową jest jaśniejszy od powiedzmy 3 zwykłych ledów w analogicznej obudowie. No i czy mam rację z tym, że power ledy będą świeciły przez około 6 godzin na alkalicznych AA? To nie jest za mało? No i pytanie z przetwornicami: użycie przetwornic oznacza mniejsze straty w porównaniu z rezystorami?

[marek1707]

Generatorów impulsowych jest mnóstwo. Literatura pęka w szwach od ich rodzajów i parametrów. Ja myślałem tu o bardzo popularnym układzie ze wzmacniaczem operacyjnym w układzie astabilnym:

http://www.learnabout-electronics.org/Oscillators/osc42.php

Ponieważ możesz tam kręcić wszystkim, chodzi mi o wartości elementów), w zasadzie dowolnie możesz zmieniać punkt pracy wzmacniacza (pracującego tu jako komparator) i zakresy napięć na kondensatorze. Wrzuć to do symulatora, zastanów się jak to działa a wtedy wnioski co na co wpływa przyjdą same. Na pewno sobie poradzisz.

Pomysł z szybkim generatorem i licznikiem jest prosty. Wyobraź sobie, że masz generator tak ułomny jak Twój poprzedni 555 - dający wysoce niesymetryczne impulsy, ale o jakiejś określonej częstotliwości, np. 1kHz. Do takiego generatora doczepiasz licznik cyfrowy. To taki układ, który - jak sama nazwa wskazuje - zlicza impulsy wejściowe a na kilku(nastu) wyjściach dostajesz liczbę binarną określającą stan licznika. Takie liczniki są tanie i powszechne w każdej rodzinie cyfrowej. Licznik ma też wejście zerowania, które jest ważniejsze od zliczania - gdy jest ono aktywne, licznik niezależnie od wszystkiego stoi w stanie 0, czyli na wszystkich swoich wyjściach ma stany niskie. Gdy odpuścisz reset licznik zaczyna liczyć impulsy z generatora a na wyjściach dostajesz kolejne liczby binarne. Po wypisaniu takich liczb w układzie dwójkowym szybko zauważysz, że każda następna pozycja "mruga" z częstotliwością 2 razy mniejszą. Tu masz przykład dla licznika 4-bitowego:

0000

0001

0010

0011

0100

0101

0110

0111

1000

1001

1010

1011

1100

1101

1110

1111

Każdy wiersz jest kolejnym stanem licznika czyli "złapaniem" jednego impulsu z generatora. Od razu widać, że prawa kolumna zmineia siędwa razy wolniej, następna 4 razy wolniej a najstarszy bit "mruga" z częstotliwością 16 razy mniejszą niż generator. Tak więc jeśli weźmiesz licznik np. 10-bitowy to jego najstarsze wyjście będzie się zmieniało 2^10=1024 razy wolniej. Z 1kHz na wejściu dostaniesz zatem ok 1Hz na wyjściu. Możesz nawet generator puścić teraz samopas (nie zatrzymywać go wcale) a sterować wyjściem za pomocą sygnału reset licznika. Jeżeli w dowolnej chwili reset odpuścisz, licznik zaczyna liczyć. Co z tego, że "złapałeś" generator w jakiejś przypadkowej fazie i pierwsze zliczone zbocze będzie trochę wcześniej lub później. Nawet jeśli zatrzymałeś generator i teraz go wystartowałeś a on wydłużył swój pierwszy okres nawet o 100%, to przecież potrzebujesz tych okresów aż 1024 więc zmiana okresu wyjściowego będzie tylko o 0.1% Po prostu startowa fluktuacja pracy generatora "ginie" w ogromie następnych - już prawidłowych - impulsów.

Warto zapoznać się z różnorodnością układów w seriach cyfrowych i zacząć z tego korzystać. Co prawda "sprzętowe" rozwiązania takich układów mają swoje wady (każda zmiana sposobu działania to przelutowywanie kabelków lub nowe scalaki), ale za to nie trzeba pisać programu a każdy sygnał można zobaczyć oscyloskopem, sondą logiczną czy nawet woltomierzem. W procesorze podglądnięcie sygnału np. wyzwalającego timer może być trudne za to mamy wiele bloków w jednym chipie a program może być o niebo bardziej skomplikowany niż układ zbudowany z bramek.

Powinieneś zacząć myśleć odwrotnie: to obudowa definiuje ile mocy można ze struktury półprzewodnikowej odprowadzić. Jeżeli ktoś projektuje mocno świecącą diodę LED, to po pierwsze musi zrobić odpowiednio duże złącze, po drugie policzyć ile ciepła będzie proces świecenia generować i po trzecie zapewnić odpowiednią drogę odprowadzania ciepła by temperatura wewnątrz nie przekroczyła tej magicznej granicy 100-120°C

No i teraz spojrzyj na plastikową diodkę LED fi 5mm - którędy może tam ciepło uciekać? Tylko przez dwie rachityczne nóżki. To nie może dawać dużo światła. Taka diodka może być jasna - owszem, są przecież takie przekraczające 10000mcd a to po prostu oślepia, ale to wciąż nic nie mówi ile światła (jaki strumień) wychodzi z diodki. Takie diodki (w plastikowych obudowach) są diodkami sygnalizacyjnymi. Tak, są chińskie latarki używające nawet i 16 takich diodek, ale to żenada korzystająca z nadmiarów magazynowych i supertaniości obudów plastikowych. Diody oświetleniowe montowane są na aluminiowych podstawach przygotowanych do przyklejenia/przykręcenia do radiatorów. Nie ma rady, chcesz mieć dużo światła - musisz wpompować prąd i musisz odprowadzać ciepło. Twoją decyzją jest wybór miedzy sygnalizacją na drodze swojej obecności innym (czyli 1-3 plastikowe diodki świecące innym w oczy) czyli praca na świetle bezpośrednim dioda-oczy kierowcy i to da się zrobić stosunkowo niewielkim prądem (nawet <50mA) na odległość ponad 100m a czym innym jest oświetlanie drogi przed sobą, gdzie musisz wygenerować jasną plamę światła w odległości 3-30m przed sobą (więc min. kilkanaście m²), które jeszcze ma odbić się od szaro-czarnej drogi i wrócić do Twojego oka pokazując kamienie, doły i korzenie. To nieporównywalne ilości światła. Diod oświetleniowych nie opisuje się jasnościami liczonym w kandelach - bo to łatwo zrobić skupiając mały strumień światła do wąskiego kąta np. 10°, ale w lumenach opisujących całkowitą ilość światła wychodzącego ze struktury. Dopiero po takich decyzjach możesz zacząć myśleć o źródłach zasilania. To jest wtórne. Jest oczywiste, że te same baterie starczą na 50h ciągłej pracy zabawkowej diodki 50mA i na 5h diody 0.5A. Zdarzyło Ci się jeździć na rowerze dłużej niż 5h? Ja podczas 24h maratonu zużyłem dwa komplety akumulatorów LiPoly i nie żałuję - przez całą noc wiedziałem gdzie jestem i dokąd jadę. To kosztuje energię, ale kogo to w takich chwilach obchodzi?

Tak, przetwornice DC/DC są o wiele sprawniejsze niż oporniki szeregowe a stosunek ten rośnie bardzo ze wzrostem różnicy napięć między zasilaniem a napięciem przewodzenia diodek. Przy jednej diodzie 3.7V mocy i zasilaniu z baterii 3xAA przetwornica raczej nie ma racji bytu (choć ma to sens z innych powodów). Przy 2xLiPol (6-8V) już tak, a przy 3xLiPol opornik będzie sporym piecykiem marnującym 80% energii baterii na ciepło.