4Project
20-07-2012, 13:30:37
שלום לכם.
שמי אלכס ואני בעל חנות www.4project.co.il לרכיבי אלקטרוניקה ורובוטיקה.
מנהלי הפורום ביקשו ממני לפרסם כמה כתבות בנושא האלקטרוניקה ו-DIY בתחום, כך שאנסה לפרסם גם כאן חלק מהמאמרים שכבר פרסמתי באתר שלי.
נתחיל ממשהו קליל, אבל משהו ששאולים אותי די הרבה:
איך לחשב ערך נגד לחיבור לד למיקרובקר? (http://www.4project.co.il/forum/viewtopic.php?f=8&t=996)
נניח אתם עובדים עם בקר Arduino (https://www.4project.co.il/section.php?id=43) שהיציאות שלו מספקות מתח של 5V ואתם רוצים לחבר אליו לד אדום (https://www.4project.co.il/product.php?id=617§id=111) כמו זה. הנתונים של הלד מראים שמפל המתח על הלד הוא 2.2 – 2.4 וולט (לחישובים נשתמש בממוצע, כלומר 2.3V). הנתונים גם מראים שזרם רציף מקסימלי הוא 20 מילי אמפר. לא ממש רצוי להפעיל את הלדים בזרם המקסימלי, כי זה מקצר את אורך החיים שלהם, אז בואו נגיד שאנחנו רוצים להזרים 15 מילי אמפר דרך הלד.
אז איך מחשבים ערך הנגד שצריך לחבר בטור ללד?
הדרך הפשוטה היא להשתמש באתר שימושי זה לחישוב ערך הנגד (http://led.linear1.org/1led.wiz), אבל אם אתם רוצים ללמוד איך נעשה החישוב, תמשיכו לקרוא.
כשאומרים שעל הלד "נופל" מתח מתכוונים לזה שהלד לוקח לעצמו את המתח כדי לפעול. אז אם ה-Arduino מספק 5 וולט ועל הלד "נופל" 2.3 וולט, נשאר לנו "להפיל" את שאר 2.7 וולט (5 - 2.3) על משהו נוסף, על הנגד.
אז אנחנו יודעים את המתח על הנגד (2.7V) ואנחנו גם יודעים את הזרם שאנחנו רוצים להזרים במעגל (15mA), כל מה שנשאר לעשות זה מהציב את הערכים בנוסחת חוק אום (http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%97%D7%95%D7%A7_%D7%90%D7%95%D7%94%D7%9D) R = V / I (התנגדות שווה למתח חלקי זרם).
במקרה שלנו: R = 2.7 / 0.015, כלומר הנגד שאנחנו צריכים הוא 180 אום.
האתר שציינתי יכול להראות ערך נגד שונה כי הוא כבר דואג לעגל את הערך המחושב לערך הקרוב לנגד סטנדרטי הקיים בשוק.
http://www.4project.co.il/image.php?source=guide&w=640&id=led_resistor/1led.png
מה עושים אם רוצים לחבר יותר מלד אחד ליציאת ה-Arduino?
שוב, אפשר להשתמש באתר שימושי זה לחישוב ערכי הנגדים (http://led.linear1.org/led.wiz).
אם נחבר שני לדים בטור, אז על שניהם יפול 4.6 וולט (2 * 2.3V), והחישוב נשאר זהה לחישוב הקודם, רק עם ערכים אחרים.
ומה אם אני רוצה לחבר 4 לדים ליצואה אחת?
לחבר אותם בטור זה לא רעיון טוב כי כדי שהם יעבדו צריך "להפיל" עליהם 9.2V (לפי חישוב של 4 פעמים 2.3V) והבקר שלנו עובד במתח של 5V. אז צריך לחבר אותם במקביל.
יש שתי דרכים לחבר את הלדים במקרה הזה. הדרך הראשונה שננסה היא חיבור נגד לכל לד וחיבור של 4 הזוגות האלה במקביל אחד לשני. החישוב במקרה כזה נשאר כמו החישוב של חיבור לד בודד. דרך כל זוג של לד ונגד צריך לזרום 15mA, הלד זה אותו לד, אז חישוב הנגד נשאר אותו חישוב.
האם זה יעבוד? כנראה... אבל לזמן קצר כי כרטיס ה-Arduino שלנו כנראה ישרף. במאפיינים של כרטיס Arduino רשום שזרם שהוא יכול לספק ביציאות שלו הוא 40mA. במעגל שלנו יש 4 זוגות של לדים ונגדים שכל אחד רוצה להזרים 15mA, כלומר כל המעגל יצרוך 60mA (לפי חישוב של 4 פעמים 15mA). לא טוב!
אז מה אפשר לעשות?
בגלל שמפל מתח על הלדים שבחרנו הוא יחסית נמוך (2.3V), אפשר לחבר שני לדים בטור ועדיין להשאר במסגרת מתח העבודה שלנו (5V). כלומר מחברים שני לדים בטור עם נגד ובמקביל לזה עוד שני לדים בטור עם נגד.
http://www.4project.co.il/image.php?source=guide&w=640&id=led_resistor/4leds.png
ומה אם מפל מתח על הלד הוא 3.3V כמו במקרה של לד כחול (https://www.4project.co.il/product.php?id=615§id=111)? אם נחבר אותם בטור לא נצליח להגיע לזרם של 15 מילי אמפר שרצינו. ומה עושים אם רוצים לחבר יותר מ-2-3 לדים?
במקרה כזה רצוי להשתמש ברכיב שיכול לספק יותר זרם מיציאות של Arduino, וכזה שהבקר יוכל לשלוט בו בקלות. לדוגמא טרנזיסטור MOSFET (https://www.4project.co.il/product.php?id=729§id=122), אבל זה כבר נושא למאמר אחר.
שמי אלכס ואני בעל חנות www.4project.co.il לרכיבי אלקטרוניקה ורובוטיקה.
מנהלי הפורום ביקשו ממני לפרסם כמה כתבות בנושא האלקטרוניקה ו-DIY בתחום, כך שאנסה לפרסם גם כאן חלק מהמאמרים שכבר פרסמתי באתר שלי.
נתחיל ממשהו קליל, אבל משהו ששאולים אותי די הרבה:
איך לחשב ערך נגד לחיבור לד למיקרובקר? (http://www.4project.co.il/forum/viewtopic.php?f=8&t=996)
נניח אתם עובדים עם בקר Arduino (https://www.4project.co.il/section.php?id=43) שהיציאות שלו מספקות מתח של 5V ואתם רוצים לחבר אליו לד אדום (https://www.4project.co.il/product.php?id=617§id=111) כמו זה. הנתונים של הלד מראים שמפל המתח על הלד הוא 2.2 – 2.4 וולט (לחישובים נשתמש בממוצע, כלומר 2.3V). הנתונים גם מראים שזרם רציף מקסימלי הוא 20 מילי אמפר. לא ממש רצוי להפעיל את הלדים בזרם המקסימלי, כי זה מקצר את אורך החיים שלהם, אז בואו נגיד שאנחנו רוצים להזרים 15 מילי אמפר דרך הלד.
אז איך מחשבים ערך הנגד שצריך לחבר בטור ללד?
הדרך הפשוטה היא להשתמש באתר שימושי זה לחישוב ערך הנגד (http://led.linear1.org/1led.wiz), אבל אם אתם רוצים ללמוד איך נעשה החישוב, תמשיכו לקרוא.
כשאומרים שעל הלד "נופל" מתח מתכוונים לזה שהלד לוקח לעצמו את המתח כדי לפעול. אז אם ה-Arduino מספק 5 וולט ועל הלד "נופל" 2.3 וולט, נשאר לנו "להפיל" את שאר 2.7 וולט (5 - 2.3) על משהו נוסף, על הנגד.
אז אנחנו יודעים את המתח על הנגד (2.7V) ואנחנו גם יודעים את הזרם שאנחנו רוצים להזרים במעגל (15mA), כל מה שנשאר לעשות זה מהציב את הערכים בנוסחת חוק אום (http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%97%D7%95%D7%A7_%D7%90%D7%95%D7%94%D7%9D) R = V / I (התנגדות שווה למתח חלקי זרם).
במקרה שלנו: R = 2.7 / 0.015, כלומר הנגד שאנחנו צריכים הוא 180 אום.
האתר שציינתי יכול להראות ערך נגד שונה כי הוא כבר דואג לעגל את הערך המחושב לערך הקרוב לנגד סטנדרטי הקיים בשוק.
http://www.4project.co.il/image.php?source=guide&w=640&id=led_resistor/1led.png
מה עושים אם רוצים לחבר יותר מלד אחד ליציאת ה-Arduino?
שוב, אפשר להשתמש באתר שימושי זה לחישוב ערכי הנגדים (http://led.linear1.org/led.wiz).
אם נחבר שני לדים בטור, אז על שניהם יפול 4.6 וולט (2 * 2.3V), והחישוב נשאר זהה לחישוב הקודם, רק עם ערכים אחרים.
ומה אם אני רוצה לחבר 4 לדים ליצואה אחת?
לחבר אותם בטור זה לא רעיון טוב כי כדי שהם יעבדו צריך "להפיל" עליהם 9.2V (לפי חישוב של 4 פעמים 2.3V) והבקר שלנו עובד במתח של 5V. אז צריך לחבר אותם במקביל.
יש שתי דרכים לחבר את הלדים במקרה הזה. הדרך הראשונה שננסה היא חיבור נגד לכל לד וחיבור של 4 הזוגות האלה במקביל אחד לשני. החישוב במקרה כזה נשאר כמו החישוב של חיבור לד בודד. דרך כל זוג של לד ונגד צריך לזרום 15mA, הלד זה אותו לד, אז חישוב הנגד נשאר אותו חישוב.
האם זה יעבוד? כנראה... אבל לזמן קצר כי כרטיס ה-Arduino שלנו כנראה ישרף. במאפיינים של כרטיס Arduino רשום שזרם שהוא יכול לספק ביציאות שלו הוא 40mA. במעגל שלנו יש 4 זוגות של לדים ונגדים שכל אחד רוצה להזרים 15mA, כלומר כל המעגל יצרוך 60mA (לפי חישוב של 4 פעמים 15mA). לא טוב!
אז מה אפשר לעשות?
בגלל שמפל מתח על הלדים שבחרנו הוא יחסית נמוך (2.3V), אפשר לחבר שני לדים בטור ועדיין להשאר במסגרת מתח העבודה שלנו (5V). כלומר מחברים שני לדים בטור עם נגד ובמקביל לזה עוד שני לדים בטור עם נגד.
http://www.4project.co.il/image.php?source=guide&w=640&id=led_resistor/4leds.png
ומה אם מפל מתח על הלד הוא 3.3V כמו במקרה של לד כחול (https://www.4project.co.il/product.php?id=615§id=111)? אם נחבר אותם בטור לא נצליח להגיע לזרם של 15 מילי אמפר שרצינו. ומה עושים אם רוצים לחבר יותר מ-2-3 לדים?
במקרה כזה רצוי להשתמש ברכיב שיכול לספק יותר זרם מיציאות של Arduino, וכזה שהבקר יוכל לשלוט בו בקלות. לדוגמא טרנזיסטור MOSFET (https://www.4project.co.il/product.php?id=729§id=122), אבל זה כבר נושא למאמר אחר.