Paso 8: Blinky uno – brillo
Figura 4: Tensión y las definiciones actuales para la combinación de resistencia-LED.
Blinky cambia la combinación de LED-Resistor (esquema de la figura 2) de + 5V a 0V y la espalda con un resultado similar al en Figura 1. Tomar nota de la luminosidad en cada nivel. Necesitamos ser capaces de ver la diferencia en potencia óptica LED Blinky y línea de vida. El más brillante de la llamada había emitida potencia Pmax. Obviamente, cuando Pin 12 tiene voltaje cero entonces el LED tendrá cero potencia de salida por lo que el mínimo de salida potencia óptica Pmin serán Pmin = 0.
Ahora, ¿qué pasaría si una tensión V = 2.5 voltios debían aplicarse a la combinación de LED-Resistor? Uno podría pensar que la potencia de salida sería la Pmax/2. Pero este no es el caso ya que un LED tiene un voltaje umbral Vth, que es el voltaje aproximado cayó a través de lo LED cuando sesgada hacia adelante. El voltaje aplicado V debe ser mayor que v el LED a la luz [15-16].
Para un análisis, se asume que la potencia P de la luz emitida es proporcional a la corriente I a través del LED como dado por
P = kI
donde k es una constante positiva. Para predecir P, necesitamos conocer la corriente I. La corriente I a través del LED es idéntica a la corriente a través del resistor. Si Vr es la caída de tensión en la resistencia de entonces la corriente I a través del resistor R se dará por ley de Ohm
I = Vr/R
La caída de tensión en la resistencia (Figura 4) será la diferencia entre V y v, es decir, Vr = V-v, y así se convierte en ley de Ohm
I =(V-Vth)/r
Como resultado, la energía emitida de lo LED depende de la tensión V aplicada a la combinación de LED-Resistor
P = k I = k (V - v) / R v > v
P = 0 para V < Vth
donde v es la caída de tensión aproximada a través de lo LED. La tensión umbral Vth puede variar de 1 voltio para LEDs IR a más de 3,5 voltios para LEDs de UV de profundo. En otras palabras, el voltaje del umbral es aproximadamente inversamente proporcional a la longitud de onda de emisión va ~ 1/longitud de onda. Azul podría tener Vth = 3.3 y rojo tenga Vth = 1,8. Así que según las dos ecuaciones anteriores, la energía emitida no es proporcional al voltaje aplicado. De hecho, si Vthr = 2.6 y el voltaje aplicado a través de la resistencia de LED combinación es V = 2. 5 a continuación se emitirá aproximadamente cero potencia de lo LED que definitivamente no ½ Pmax.
Ahora por otro lado, ¿cuál será el brillo Si el ciclo de la combinación de LED-resistor muy rápida (1.5 MHz) entre + 5 voltios y 0 voltios? Nuestros ojos no pueden distinguir la discontinuidad de los cambios de luz más rápida que alrededor de 20-30Hz. La línea de vida opera a una frecuencia mucho mayor de 1.5 MHz. En este caso, esperamos que nuestros ojos, el cerebro para registrar aproximadamente un promedio de la potencia emitida máxima Pmax (cuando Vcc se aplica a través de la combinación de LED-Resistor) y la mínima potencia Pmin = 0 (cuando cero voltios se aplica a la combinación). Asumir que el tiempo 'on' es lo mismo que el tiempo 'off' (es decir, deber ciclo D = 1/2 o 50%) para que sea el medio de
Preparar = (PMÁX + Pmin) / 2 = (PMÁX + 0) / 2 = Pmax/2
El análisis sólo es aproximado para las tasas de modulación alta ya que el LED puede tener capacidades y propiedades de los materiales que deben ser incluidos, y nuestros ojos no podrían responder como se supone. La conmutación entre carriles (0V y Vcc) es similar a la modulación de ancho de pulso PWM con un ciclo de trabajo D = 0,5 (es decir, 50%). De hecho, pueden incluirse ciclos de trabajo D diferente del 50% como
Preparar = D * Pmax + Pmin (1-D) o P = D * (Pmax-Pmin) + Pmin
La línea de vida utiliza la combinación de LED-resistor como indicador de la correcta operación de la MCU. El LED no parece estar 'en' todo el camino (es decir, Pave no tendrá el valor Pmax) y no parece que se fuera todo el camino (es decir, no tenemos Pave = 0) porque nuestro cerebro ojos sólo pueden ver algo relacionado con el promedio de centelleo rápido.
