Að velja straumtakmarkandi viðnám

Hvernig gengur lífið dag frá degi? Er það í jafnvægi og allt eins og það á að vera? Er jafnvægi hvort sem litið er á veraldlega stöðu eða andlega? Lífið er eins og það er. Það er ekki alltaf sólskyn. Það koma reglulega lægðir með rok og rigningu. Við vitum að í heildar samhenginu er lægð hluti af vistkerfi að leita að jafnvægi. Stundum erum við stödd í miðju lægðarinnar. Þar er logn og gott veður, sama hvað gengur á þar sem stormurinn er mestur. Sama lögmál gildir varðandi þitt eigið líf. Ef þú ert í þinn miðju, þínum sannleik þá heldur þú alltaf jafnvægi átakalaust. Sama hvað gustar mikið frá þér þegar þú lætur til þín taka. Huldufólk hefur gefið okkur hugleiðslu sem hjálpar okkur að finna þessa miðju, finna kjarna okkar og sannleikann sem í honum býr. Þegar þú veist hver þú ert og hvers vegna þú ert hér, mun líf þitt vera í flæðandi jafnvægi. Hugleiðslan virkjar þekkinguna sem er í vitund jarðar og færir hana með lífsorkunni inn í líkama okkar. Þar skoðar hún hugsana og hegðunar munstrið og athugar hvort það myndar átakalausu flæðandi jafnvægi. Hinn möguleikinn er falskt jafnvægi sem hafa þarf fyrir að viðhalda með tilheyrandi striti, áhyggjum og ótta. Síðan leiðbeinir þessi þekking okkur að því jafnvægi sem er okkur eðlilegt. Við blómstrum átakalaust, líkt og planta sem vex átakalaut frá fræi í fullþroska plöntu sem ber ávöxt.

Straumtakmarkandi viðnám er komið fyrir í hringrás til að tryggja að magn straumsins sem flæðir fari ekki yfir það sem hringrásin þolir örugglega. Þegar straumur rennur í gegnum viðnám er, í samræmi við lögmál Ohms, samsvarandi spennufall yfir viðnámið (lögmál Ohms segir að spennufallið sé margfeldi straumsins og viðnámsins: V=IR). Tilvist þessarar viðnáms dregur úr magni spennu sem getur birst yfir aðra íhluti sem eru í röð við viðnámið (þegar íhlutir eru „í röð“ er aðeins ein leið fyrir straum að flæða, og þar af leiðandi sama magn af straumflæði í gegnum þá; þetta er útskýrt nánar í upplýsingum sem eru fáanlegar með hlekknum í reitnum til hægri).

Hér höfum við áhuga á að ákvarða viðnám fyrir straumtakmarkandi viðnám sem er sett í röð með LED. Viðnámið og ljósdíóðan eru aftur á móti tengd við 3.3V spennu. Þetta er í raun frekar flókið hringrás vegna þess að LED er ólínulegt tæki: sambandið milli straumsins í gegnum LED og spennunnar yfir LED fylgir ekki einfaldri formúlu. Þannig munum við gera ýmsar einfaldandi forsendur og nálganir.

Í orði, tilvalið spennugjafa mun veita hvaða magn af straumi sem þarf til að reyna að halda skautunum á hvaða spennu sem það á að veita. (Í reynd getur spennugjafi aðeins veitt endanlegt magn af straumi.) Upplýst LED mun venjulega hafa spennufall upp á um 1.8V til 2.4V. Til að gera hlutina áþreifanlega gerum við ráð fyrir spennufalli upp á 2V. Til að viðhalda þessari spennu yfir LED þarf venjulega um það bil 15 mA til 20 mA af straumi. Enn og aftur, vegna áþreifanlegs, gerum við ráð fyrir 15 mA straumi. Ef við tengdum ljósdíóðann beint við spennugjafann myndi spennugjafinn reyna að koma á spennu upp á 3.3V yfir þessa LED. Hins vegar hafa LED venjulega hámarksframspennu um það bil 3V. Tilraun til að koma á hærri spennu en þetta yfir LED er líkleg til að eyðileggja LED og draga mikinn straum. Þannig getur þetta misræmi á milli þess sem spennugjafinn vill framleiða og þess sem LED ræður við skaðað LED eða spennugjafa eða bæði! Við viljum því ákvarða viðnám fyrir straumtakmarkandi viðnám sem mun gefa okkur viðeigandi spennu upp á um það bil 2V yfir LED og tryggja að straumur í gegnum LED sé um það bil 15 mA.

Til að redda hlutunum hjálpar það að móta hringrásina okkar með skýringarmynd, eins og sýnt er á mynd 1.

Mynd 1. Skýringarmynd af hringrás.

Á mynd 1 er hægt að hugsa um 3.3V spennugjafa sem chipKIT™ borðið. Aftur gerum við almennt ráð fyrir að ákjósanlegur spennugjafi muni veita hvaða straum sem þarf fyrir hringrásina, en chipKIT™ borðið getur aðeins framleitt endanlegt magn af straumi. (Uno32 tilvísunarhandbókin segir að hámarksmagn straums sem einstakur stafrænn pinna getur framleitt sé 18 mA, þ.e. 0.0018 A.) Til að tryggja að ljósdíóðan hafi 2V spennufall, þurfum við að ákvarða viðeigandi spennu yfir viðnámið, sem við hringi í VR. Ein leið til að gera þetta er að ákvarða spennu hvers vírs. Vírarnir á milli íhluta eru stundum kallaðir hnútar. Eitt sem þarf að hafa í huga er að vír hefur sömu spennu yfir alla lengdina. Með því að ákvarða spennu víranna getum við tekið muninn á spennu frá einum vír til annars og fundið spennufallið yfir íhlut eða yfir hóp íhluta.

Það er þægilegt að byrja á því að gera ráð fyrir að neikvæða hlið spennugjafans sé 0V. Þetta gerir aftur á móti samsvarandi hnút (þ.e. vírinn sem er tengdur við neikvæðu hlið spennugjafans) 0V, eins og sýnt er á mynd 2. Þegar við greinum hringrás er okkur frjálst að úthluta merki jarðspennu upp á 0V í einn punkt í hringrásinni. Allar aðrar spennur eru þá miðaðar við þann viðmiðunarpunkt. (Vegna þess að spenna er hlutfallslegur mælikvarði, á milli tveggja punkta, skiptir venjulega ekki máli hvaða punkti í hringrásinni við gefum gildi 0V. Greining okkar mun alltaf gefa sömu strauma og sama spennufall yfir íhlutina. Engu að síður, það er algeng venja að úthluta neikvæðu klemmum spennugjafa gildinu 0V.) Í ljósi þess að neikvæða klemma spennugjafa er á 0V, og í ljósi þess að við erum að íhuga 3.3V framboð, verður jákvæða tengið að vera á spennu af 3.3V (eins og vírinn/hnúturinn er tengdur við hann). Í ljósi þess að við þráum 2V spennufall yfir LED og í ljósi þess að neðst á LED er á 0V, verður toppur LED að vera á 2V (eins og allir vírar sem eru tengdir við það).

Mynd 2. Skýringarmynd sem sýnir hnútspennu.

Með hnútspennunum merktum eins og sýnt er á mynd 2, getum við nú ákvarðað spennufallið yfir viðnámið eins og við munum gera eftir augnablik. Í fyrsta lagi viljum við benda á að í reynd skrifar maður oft spennufall sem tengist íhlut beint við hlið íhluta. Svo, til dæmis, skrifum við 3.3V við hlið spennugjafans vitandi að það er 3.3V uppspretta. Fyrir LED, þar sem við erum að gera ráð fyrir 2V spennufalli, getum við einfaldlega skrifað það við hliðina á LED (eins og sýnt er á mynd 2). Almennt séð, miðað við spennuna sem er til staðar á annarri hlið frumefnis og miðað við spennufallið yfir það frumefni, getum við alltaf ákvarðað spennuna á hinni hlið frumefnisins. Aftur á móti, ef við þekkjum spennuna hvoru megin við frumefni, þá vitum við spennufallið yfir það frumefni (eða við getum reiknað það einfaldlega með því að taka mismuninn á spennunni til hvorrar hliðar).

Vegna þess að við þekkjum möguleika víranna til hvorrar hliðar viðnámsins (Wire1 og Wire3), getum við leyst spennufallið yfir það, VR:

Með því að stinga inn þekktum gildum fáum við:

Eftir að hafa reiknað spennufallið yfir viðnámið getum við notað lögmál Ohms til að tengja viðnám viðnámsins við spennuna. Lögmál Ohms segir okkur 1.3V=IR. Í þessari jöfnu virðast vera tveir óþekktir, straumurinn I og viðnám R. Í fyrstu gæti virst sem við getum gert I og R hvaða gildi sem er að því tilskildu að afurð þeirra sé 1.3V. Hins vegar, eins og nefnt er hér að ofan, gæti dæmigerð ljósdíóða krafist (eða „teiknað“) straum upp á um það bil 15 mA þegar spenna yfir henni er 2V. Svo, að því gefnu að I sé 15 mA og leysum fyrir R, fáum við

Í reynd getur verið erfitt að fá viðnám með viðnám nákvæmlega 86.67 Ω. Maður gæti kannski notað breytilega viðnám og stillt viðnám hans að þessu gildi, en það væri nokkuð dýr lausn. Þess í stað nægir oft að hafa mótstöðu sem er um það bil rétt. Þú ættir að komast að því að viðnám af stærðargráðunni eitt til tvö hundruð ohm virkar þokkalega vel (sem þýðir að við tryggjum að ljósdíóðan dragi ekki of mikinn straum og samt er straumtakmarkandi viðnámið ekki svo stórt að það komi í veg fyrir ljósdíóðann frá því að lýsa). Í þessum verkefnum munum við venjulega nota straumtakmarkandi viðnám upp á 220 Ω.

Skildu eftir skilaboð 

Skilaboðalisti