Tak som tu LEDku bez odporu naozaj zapojil

[Jaromir Sukuba]

V niektorom susednom vlakne som svojou poznamkou o nedovzdelanom
studentovi, ktory pripojil LED na pin MCU priamo bez obmedzovacieho
odporu, spustil debatu aj medzi ludmi, u ktorych by som ocakaval ze
tusia kam ta poznamka mieri a ako je myslena; cele to bolo umocnene
menovanim marginalnych alebo nesuvisiacich okolnosti, Skratka, hw-list
debata ako sa patri, teda az na chybajucu analyzu ekonomickej situacie
statov EU a zahranicnej politiky USA. Rozhodol som sa, ze si teda
skusim overit stav veci.


Vybral som si na experiment takychto pokusnych kralikov:
1, Cinske Arduino s vymenenym ATMega328PA (ten bol kupeny pred casom u mousera)
2, Microchip Curiosity s PIC16F1619, dokaze fungovat s 3,3 aj 5V
napajanim, takze bod 2 sa nam rozdeli na body 2.1 a 2.2
3, Bastldoska s PIC18F4221, technologicky starsi MCU nez PIC16F1619
PIC16F1619 ma maximalny prud IO pinom 50mA, PIC18F4221 25mA a ATMega328PA 40mA.
A, LED L-934ID
B, LED L-934GD
C, LED L-934YD
K tomu jeden 1R rezistor a k nemu paralelne multimeter, co by
improvizovany ampermeter. Je zrejme, ze som z toho zacal tvorit
kombinacie a merat prudy pri teplote okolia 24 stupnov celzia.

AVR a 5V
1A - 67,1mA
1B - 62,2mA
1C - 64,1mA

PIC16F1619 a 3V
2.1A - 9,49mA
2.1B - 8,79mA
2.1C - 9,07mA

PIC16F1619 a 5V
2.2A - 23,8mA
2.2B - 23.1mA
2.2C - 23.3mA

PIC18F4221 a 5V
3A - 31,2mA
3B - 30,2mA
3C - 30,5mA

Skratovy prud dosky 1 je 78,8mA a 3 je 33,2mA

Potom som u dosky 1 zacal zhora zohrievat MCU teplovzdusnou pistolou a
teplotu som meral medzi spodnou castou puzdra a plosnym spojom -
predpokladam, ze je tam teplota o nieco nizsia ako je teplota povrchu
a teplota vnutri puzdra. Teplota na tomto mieste bola asi 44 stupnov
celzia, prud cervenou LED sa znizil z 67,1mA na 63mA.
Ked budem mat k dispoziii klimaticku komoru, skusim urobit merania aj
v sirsom rozsahu teplot

Vidno, ze pri 5V napajani je u AVR pri izbovej aj zvysenej teplote
vyrazne prekroceny maximalny prud IO pinom a LED ma maximalny prud
(30mA u cervenej a zltej, 25mA u zelenej) prekroceny viacnasobne.
U PIC16F1619 je pri 5V napajani prud LEDkami velmi blizko maximalnych
dovolenych hodnot, pri 3V napajani je pri izbovej teplote a danych
kusoch polovodicov prud pod 10mA. Tu sa ukazalo, ze prud LED,
limitovany predovsetkym odporom vodiveho kanalu horneho P MOS
tranzistora vnutri MCU je z pochopitelnych dovodov silno zavisly od
napajacieho napatia,
U PIC18F4221 (generacne starsi kus) je pri 5V napajani prekroceny tak
maximalny prud LED, ako aj IO pinu.
Pouzite polovodice som hodil do krabice s elektronickym bordelom a
nebudem ich pouzivat na nic na com zalezi.


Resume: u 5V napajania boli u vsetkych vzoriek prekrocene maximalne
prudy, alebo sa pohybovali na hranici maximalnych parametrov.
Pripomenme si, co znamena maximalny parameter, citujem z datasheetu
AVR-ka:
"Stresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings” may
cause permanent damage to the device. This is a stress rating only and
functional operation of the device at these or other conditions beyond
those indicated in the operational sections of this specification is
not implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for
extended periods may affect device reliability."
Co v inzinierskom preklade znamena, ze ich neslobodno prekracovat,
inak sa moze nieco posrat. Podotykam, ze moze, ale zakladny kamen
ludskeho poznania, kondenzovany do vety "Co sa moze pokazit, sa
pokazi." nas uci, ze sa nemozno spoliehat na momentalny priaznivy
stav, ale treba hladat negativne alternativy.