Một chân đầu ra của bo mạch lập trình vi điều khiển (điện áp mức cao là 5 V và mức thấp là 0 V dòng điện 10 mA) được nối với anode của LED (có điện áp định mức là 2,2 V và dòng điện 10 mA), cathode của LED được nối qua một điện trở (giá trị 280 Ω) về GND. Vậy để LED sáng thì tín hiệu đầu ra của bo mạch phải ở mức logic nào (Cao/Thấp)? Giải thích?
Để LED sáng trong trường hợp này, tín hiệu đầu ra của bo mạch vi điều khiển phải ở mức logic cao (5V).
Giải thích:
1. Phân tích điện áp:
- Điện áp định mức của LED là 2,2V, nghĩa là LED cần 2,2V để hoạt động bình thường và phát sáng với độ sáng tối đa.
- Điện áp đầu ra của bo mạch vi điều khiển có thể ở hai mức: cao (5V) hoặc thấp (0V).
2. Mạch điện:
Mạch điện bao gồm LED, điện trở và bo mạch vi điều khiển được kết nối như sau:
+ Anode LED nối với chân đầu ra của bo mạch vi điều khiển
+ Cathode LED nối với GND qua điện trở 280Ω.
3. Phân tích dòng điện:
- Dòng điện mong muốn qua LED là 10mA.
- Khi tín hiệu đầu ra ở mức logic cao (5V), dòng điện sẽ chảy từ bo mạch vi điều khiển qua LED và điện trở xuống GND.
+ Điện áp trên điện trở (VR) được tính bằng công thức: VR = Vout - Vled = 5V - 2.2V = 2.8V.
+ Dòng điện qua điện trở (IR) được tính bằng công thức: IR = VR / R = 2.8V / 280Ω = 0.01A = 10mA.
+ Do dòng điện qua điện trở (10mA) bằng dòng điện qua LED (10mA), LED sẽ sáng với độ sáng tối đa.
- Khi tín hiệu đầu ra ở mức logic thấp (0V), không có dòng điện nào chảy qua LED, do đó LED sẽ tắt.