PICデーターシートおよぼLED接続について

質問

いつも勉強させて頂いております。

PICについて勉強し始めなため、基礎的なことについて質問
させて頂きます。

PICとLEDを直列につなげてLED発光を制御する回路作ろうと
考えています。
つまり、PICとLEDの間にTrやAMPを入れないと言うことです。
手始めにPICのデーターシート(今回は16F84A)を調べたら、
DC Characteristics欄に以下記述がありました。

●IDD=4.5mA(MAX)の条件にVDD = 5.5V。(データーシート53ページ)
●VOL=0.6Vの条件にIOL = 8.5 mA, VDD = 4.5V。(データーシート56ページ)
具体的なデーターシートは参考欄に記載します(URLにて)。

以下に具体的な質問します。
[質問A]
IDDとはPIC電源に入力する電流定格と認識しているのですが、
この認識は合っていますか？

[質問B]
質問Aで認識に間違いない場合、電源入力IDDより出力電流IOL
が多いのはなぜでしょう？
また、そもそもVDDを一定にせずデーターシートに記載される
のはなぜでしょう？

[質問C]
今回使用する赤色LEDはIF=20mAを予定しています。
IDD=4.5mA、IOL = 8.5 mAでは計画に無理があるでしょうか？

[質問D]
質問Cで無理がある場合、IDD=4.5mA(MAX)値超えて設定して良
いものでしょうか？
ちなみに、Maximum current into VDD pin=100mAです。

以上、質問量多いので、解る範囲でお答え頂きたく思います。
また、初心者なため初歩的な認識違いあったかもしれません。
ご容赦下さい。

PIC16F84A
LED
http://blog.goo.ne.jp/toko0131/e/6b373d5fd089f47cd5c4c69bea7d9067
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00562/

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

[質問Aの回答]
IDDはCPUが消費する電源電流ですのでVddに流れ込みます。
[質問Bの回答]
IOLは出力ポートの流し込める電流値です。
8.5 mAより大きい電流は流すべきではありません。
Vddとは別問題です。
[質問Cの回答]
LEDはIF=20mAを直接ひっぱるのは無理です。
[質問Dの回答]
Iddとは関係ありません。（CPUの消費とは無関係です。）
IOLとの関係です。

そうです。トランジスタを入れるのが普通です。
ここで私がなぜ「無理」と回答したかをご説明します。
一つのポートに20mAを流し込んでも絶対最大定格の範囲内であれば
壊れることはありません。
しかし、そのときのポートの電圧がどのくらいの上昇かは保証されていません。また、ＬＥＤのＶｆのばらつきを考えて20mA流すように抵抗値を小さくすると
量産時のバラツキによっては絶対最大定格25mAを超えてしまう可能性があります。
よって量産時、トラブルが発生するとこれは設計ミスということになります。
設計者はすべてのバラツキを計算して、どのようにばらついてもデータシートの範囲内であれば絶対に正常動作を保証し、説明できる根拠がなければいけません。ちょっと厳しいかもしれませんが仕事として設計するのであれば覚えておくべきことですので、あえて説明させていただきました。

お礼

1つ1つ丁寧な説明ありがとうございます。
参考回路にはLEDがPICと直列に接続されていたため、できるかな？と思っていました。

IOL=8.4mAでもLED発光するはするので、続行しようとは思いますが、やはりTrを入れる方が正攻法なのでしょうね。

ご丁寧に追記ありがとうございました。

回答No.5

noname#230359

既に親切な回答が付いていますので、蛇足ながら関連するサイトのリンクを張っておきます

参考URL：

http://homepage1.nifty.com/x6/elecmake/disgraceful.htm#led

お礼

お気使い、ありがとうございました。
まだ、全部読んでいませんが色々勉強できそうです。
有効に使わせて頂きます。

回答No.4

noname#230359

毎度ＪＯです。
>>つまり、PICとLEDの間にTrやAMPを入れないと言うことです
投稿に中に電流制限抵抗の記載が有りませんが、まさか無しで使用するのでは有りませんか？
今回のケースでは、電流制限抵抗や定電流素子が絶対に必要です

何れにしても、故障を覚悟の一時的なテスト回路でも無い限り、IF20mAのＬＥＤの直接駆動には無理があります

お礼

LEDにはRを入れることは認識しております。質問の表現に不足がありましたね。
失礼しました。

(1)回答へのお礼にも書きましたが、参考回路に当方法の回路図あったため、
できるかな？と思っていました。
ちなみに、以下URLの「赤外線リモコンの受信機回路図」より。

http://www5b.biglobe.ne.jp/~YASUSI/gallery/electronics/041231/041231.htm

増幅器を何か使うのが正規と言うことですね。

回答No.3

noname#230359

Maximum output current sunk by any I/O pin...25 mA
Maximum output current sourced by any I/O pin ...25 mA

とあるので、シンク・ソース電流とも２０ｍＡ流せます。
ただしポートごとに合計が決まっています・・・

Maximum current sunk by PORTA...80 mA
Maximum current sourced by PORTA...50 mA
Maximum current sunk by PORTB...150 mA
Maximum current sourced by PORTB ...100 mA

さらに、電源ピンの電流の合計値が・・・

Maximum current out of VSS pin ...150 mA
Maximum current into VDD pin ...100 mA

おおむね、最大消費電力が・・・

Total power dissipation(2) ...800 mW

おのおのを超えないようにしてください。

また、電流を大きく流すとポートの出力電圧が変化しますので、パラに別の入力を使用すると誤信号の原因になります。

お礼

丁寧な解答、まずはありがとうございます。
たしかに、この方法であれば私の計画でも可能そうですね。
Maximum current(絶対最大定格)には、怖くて触れたくなかったのですが。
ここは初心者の特権を活かして、実践してみよと思います。

回答No.2

noname#230359

LEDを高輝度タイプに変えて消費電流を2mAぐらいに設定するのはどうでしょう

お礼

参考にさせてもらいます。ありがとうございました。