Formas económicas de accionar 30 diodos LED, 15mA cada uno, preferiblemente con menos de 30 pines

Question

Tengo un panel frontal con 30 diodos LED SMT de bajo costo con diferentes colores.

Necesito "alimentar" a algunos de ellos con 15mA para conseguir un brillo uniforme (están clasificados para 20mA).

Normalmente, si tengo pocos diodos LED los manejo directamente desde el microcontrolador. Algunos dispositivos PIC tienen una capacidad de 25mA por pin, pero la corriente total no puede superar los 200-300mA (no recuerdo exactamente), así que no puedo manejar 30x15mA desde el PIC.

Por ahora estoy usando ULN2803A (controlado individualmente), pero estoy buscando:

• manera menos costosa
• menos pines sin multiplexación

He visto esta idea con el registro de turnos:

¿Cómo accionar 30 LEDs con una menor cantidad de pines?

pero el datasheet del 74HC595 dice que sólo tiene 6mA de corriente fuente/retorno.

Answer 1

No puedo publicar recomendaciones de productos específicos, pero hay expansores de E/S por ahí que se hunden 40x 15mA simultáneamente por menos de $ 0,14/canal y con muchas más características que un ULN2803A.

Answer 2

Los PICs de 40 pines como el PIC16F18877 pueden llegar a 350mA para el chip, y los de 28 pines como el PIC16F18857 pueden hacer 250mA. Podrías usar un par de ellos esclavizados a tu MCU principal para manejar los LEDs. O reducir la corriente por LED un poco. Por ejemplo, 10mA sería 300mA, que estaría dentro de la capacidad de un PIC16F de 40 pines. Controlarlos por una de las interfaces del MCU (SPI o UART) sería trivial.

Answer 3

Para manejar varios leds con necesidades individuales de corriente o brillo, parece que necesitas un driver de leds con control individual de brillo de leds.

Podrías trastear con el rodaje de los tuyos a partir de microcontroladores o usando lógica discreta o usando expansores de E/S genéricos, pero no recrees la rueda. Los circuitos integrados de controladores de pantallas de leds construidos a propósito pueden hacer lo que quieres fácilmente.

El TI TLC591116 https://www.ti.com/product/TLC59116 tiene 16 salidas de colector abierto que pueden ser controladas individualmente para el brillo y el desvanecimiento, soporte de alto voltaje (17V), y una simple interfaz i2c por lo que sólo 2 pines de control. 2 de estos pueden cubrir toda tu placa y no tienes que preocuparte por el control de la corriente ya que la función de corrección de puntos puede atenuar los que necesites para que sean más tenues para que coincidan con el resto. También es barato. Pero es sólo una de las miles de piezas de TI o de cualquier otro fabricante de semiconductores que pueden hacer exactamente lo que quieres. Otros pueden hacer el apoyo de la matriz, así, las aplicaciones de luces de la diversión como establecer y olvidar los patrones de desvanecimiento, etc. Así que empezar a buscar en Google para el controlador de pantalla LED ics.

Answer 4

Esta solución es totalmente discreta para minimizar el coste de las piezas. Por supuesto, requerirá más espacio en la placa de circuito impreso, y tiempo de montaje, pero también es más simple (sin i2c, sin necesidad de reloj, etc.) Los transistores discretos tomarán todo el calor de su microcontrolador PIC.

Se trata de una especie de multiplexación -- 15 pines que controlan 2 LED's cada uno, y 2 pines más para el común que usarás para encender cada grupo. Así que pondrás los pines 1-15 para los LED's 1-15, luego encenderás el común1 llevando el pin16 a V1. Los dejarás encendidos durante la mitad del tiempo (¿200ms?), y luego los apagarás poniendo el pin16 a GND o abierto. Luego pondrás los pines 1-15 para los LED's 16-30, luego encenderás el común2 llevando el pin17 a V1. Los dejarás encendidos durante la mitad del tiempo, luego los apagarás poniendo el pin17 a GND o abierto. Luego repite todo el proceso.

y cada dos siguientes LED's se ve así:

Las resistencias de 140 ohmios están calculadas para un tiempo de encendido del 100%, por lo que probablemente tendrás que ajustarlas más bien a unos 70 ohmios. R2, R7 son pullups, y R4,R9 son pull-downs, todos los cuales pueden ser opcionales dependiendo de cómo configures los pines, y las peculiaridades de tu microcontrolador. Usted puede ser capaz de conseguir transistores "digitales" con los pullups y resistencias de base integrados, posiblemente ahorrando más dinero y / o espacio en la placa. Estos Transistor PNP bipolar pre polarizado 50V 100mA 246mW SMT SOT-23-3 en Digikey cuestan 3,60 dólares, 12 céntimos cada uno en 30 unidades, e incluyen una resistencia de base de 2,2K, y una resistencia de base-emisor de 47K, integradas en el paquete, para mayor frugalidad y alegría de montaje. A 100 unidades, 7 céntimos cada una.

Yo dejaría los 2N4401 discretos (y con orificio pasante) para que puedas actualizarlos si es necesario a un 2N2222 o TO-220 si el calor es un problema (ubicación caliente, como un marcador). El calor no debería ser un problema, sin embargo - simulado y calculado como menos de 100mW en cada 2N4401.

Answer 5

Si vas a utilizar controladores de corriente relativamente alta, entonces qué tal si multiplexas la matriz; podrías utilizar 8 conexiones de cátodo con ULN2803A y entonces necesitarías 4 controladores de lado alto, quizás utilizando FETs discretos de canal p. Usted estaría conduciendo cada LED en el 25% de tiempo de encendido por lo que utilizaría una corriente algo mayor (aunque cualquier cosa por encima de abs. máximo para los LEDs es bajo su propio riesgo, por supuesto). Consejo: mux a alta velocidad para minimizar el estrobo y el ciclo de calor de los LEDs.