Как подключить светодиод к микроконтроллеру

Что нужно для того, чтобы стать профессиональным разработчиком программ для микроконтроллеров и выйти на такой уровень мастерства, который позволит с лёгкостью найти и устроиться на работу с высокой зарплатой (средняя зарплата программиста микроконтроллеров по России на начало 2017 года составляет 80 000 рублей). Подробнее...

В разделе о дискретных выходах я в общих чертах рассказал о том, как микроконтроллер может управлять нагрузкой. То есть как эти дискретные выходы используются.

Сегодня буду говорить о более конкретном использовании дискретных выходов - о том, как подключить светодиод к выходу микроконтроллера.

Почему именно светодиод?

Ну потому что мои статьи предназначены, в основном, для начинающих. А подключение светодиода - это довольно простое действие, которое может повторить любой, даже без понимания основ электроники и электротехники.

Но, даже в таком простом деле, как подключение светодиода, есть свои особенности, незнание которых, конечно, не приведёт к третьей мировой войне, но всё-же может испортить вам настроение путём “сгорания” светодиода или даже выхода из строя микроконтроллера.

Также отмечу, что умение подключать светодиод может пригодиться вам и для управления более мощной нагрузкой, например, с помощью оптрона. Как известно оптрон (или оптопара) - это пара из свето- и фотодиода. Соответственно, если вы научитесь подключать к микроконтроллеру светодиод, то вы также сможете подключить и оптрон.

Светодиоды потребляют очень небольшой ток. В зависимости от типа светодиода - примерно от 3 до 20 мА. А это означает, что почти любой светодиод можно подключать непосредственно к выходу микроконтроллера.

Например, при логическом нуле на выходе микроконтроллера серии AVR, ток может достигать 20 мА, чего вполне достаточно для включения светодиода.

Однако надо понимать и помнить, что напрямую светодиод нельзя подключать к какому-либо источнику энергии, потому что в этом случае ток через светодиод почти наверняка превысит допустимый, и светодиод может выйти из строя. Поэтому светодиоды всегда включают последовательно с резистором, который ограничивает ток до допустимого значения.

Схема включения светодиода показана на рисунке.

Таким образом можно подключить светодиод к любому источнику питания. Сопротивление и мощность рассеивания ограничительного резистора рассчитывается исходя из типа светодиода и напряжения питания. Способы расчета здесь приводить не буду. Если кому интересно, то изучайте закон Ома (например, здесь).

А теперь схема подключения светодиода к микроконтроллеру:

Здесь сопротивление резистора уже определено и рассчитано на напряжение 5В (очень многие микроконтроллеры питаются именно от такого напряжения).

Таким же образом можно подключить и оптрон.

Как я уже сказал, внутри оптрона находится пара оптических элементов. Один из них, как правило - это светодиод (передатчик светового излучения). А второй (приёмник излучения) может быть фотодиодом, фототранзистором, фотосимистором и т.п.

Например, используя оптрон с фотосимистором, можно с помощью микроконтроллера управлять высоковольтной нагрузкой, такой как лампа накаливания на 220В.

Таким образом достигается гальваническая развязка между высоковольтной частью устройства на микроконтроллере, и низковольтной (то есть схемой управления устройством).

Гальваническую развязку можно выполнить, например, и с помощью реле. Однако в случае использования реле при управлении нагрузкой контакты реле почти наверняка будут искрить. А это нежелательно, а иногда и просто недопустимо (например, на взрывоопасных объектах).

В оптроне же никакого искрения не возникает.

Вступить в группу "Основы программирования" Подписаться на RUTUBE-канал Подписаться на Дзен-канал Подписаться на рассылки по программированию

Микроконтроллеры для ЧАЙНИКОВ Бесплатная рассылка о микроконтроллерах. Рассылка содержит как бесплатную информацию для начинающих, так и ссылки на платные продукты (книги, видеокурсы и др.) для тех, кто захочет вникнуть в тему более глубоко. Подробнее...