Есть ли какая-то ошибка при использовании резисторов последовательно И параллельно для светодиодной матрицы?

Я много видел о светодиодах и последовательном и параллельном использовании резисторов, но ничего не нашел о комбинации того и другого, так что вот.

Я работаю над своего рода часами, которые будут работать аналогично 7-сегментному дисплею, где одновременно загораются разные светодиоды в зависимости от выходного сигнала драйвера (иногда 2, иногда все 7), поэтому я буду использовать это в качестве примера.

В целях экономии заряда батареи я хочу иметь низкую яркость во время «нормальной» работы с возможностью мгновенного увеличения яркости. Поскольку он должен быть довольно маленьким, чтобы его можно было носить, я, конечно, стремлюсь минимизировать количество компонентов. Стоимость имеет значение, но гораздо меньший фактор, чем достижение небольшого размера, который можно паять вручную.

Общеизвестно, что параллельное подключение светодиодов к одному резистору — не лучший подход, и я предусмотрел в своей конструкции расположение резисторов на светодиодах, но я хотел бы иметь возможность временно обойти НЕКОТОРОЕ сопротивление.

Я решил, что могу поместить пары резистор-светодиод в параллельную матрицу, которая питается от одного резистора с байпасом, как на этой схеме:

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Итак, вопрос: будет ли размещение одного резистора последовательно с параллельной светодиодной матрицей таким же плохим, если бы светодиоды также имели выделенные последовательные резисторы, и если да, то есть ли другие альтернативы для тусклого / яркого результата, который я ищу?

Дополнительная информация
. Я планирую использовать источник питания 3 В (2xAAA) со светодиодами с Vf 2-2,2.
- Когда у меня будут светодиоды, я намерен протестировать различные значения сопротивления для выхода яркости, но надеюсь на 2-4 и 7-10 мА для низкого и высокого уровня соответственно.
- Фактический массив будет иметь 12 светодиодов, максимум 9 из которых будут гореть одновременно.
- Всего будет 4 "значных" массива.
- Мне удобно работать с пакетами SOIC и 0805 (и некоторыми 0603).
- Если есть риск (слегка) неравномерной яркости от одного светодиода к другому, это нормально, так как это придаст «изношенный» вид, который будет работать с дизайном.

Я не вижу причин, по которым это не сработает.
В зависимости от вашей CMOS IC @3.3 она может иметь внутреннее сопротивление RdsOn, эквивалентное 130 Ом, но микросхемы ARM имеют сопротивление 25 Ом, поэтому это должно быть включено в расчеты. Также 5-миллиметровые светодиоды 2 В имеют ESR около 10 Ом. Рассматривали ли вы вместо этого 3,7-вольтовую батарею LiPo?
@TonyStewart.EEsince'75 Я знал, что должен учитывать RdsOn MOSFET (заменит S1) в общем уравнении, но также буду помнить о CMOS. Спасибо за указание на это. Я ищу альтернативные источники питания и посмотрю, что я могу сделать с LiPo.
они также делают тонкие гибкие ячейки LiPo для ремешков для часов с проволочными выводами RdsOn 74ALVCxxx составляет 25 Ом более или менее, более (33 типичных Ом) с 3,0 В, намного менее 150 Ом.

Ответы (5)

Ваши светодиоды могут работать или не работать точно так, как вы ожидаете, в зависимости от того, что вы ожидаете.

Изменение яркости при работе переключателя будет зависеть от того, горят ли у вас 1 или 9 светодиодов. С 1 светодиодом изменение будет небольшим, с 9 светодиодами изменение будет большим.

При замкнутом переключателе любое количество светодиодов будет иметь одинаковую яркость. Когда переключатель открыт, по мере того, как вы включаете больше светодиодов, те, которые уже включены, становятся менее яркими.

Если убрать резистор R8 и использовать ШИМ для светодиодов, можно добиться постоянного изменения яркости независимо от количества горящих светодиодов.

+1 за ШИМ, что, вероятно, все это время было нужно OP.
Я думаю, что это правильный путь. Есть ли способ (я полагаю, низкая сторона) ШИМ всех светодиодов с помощью одного устройства/схемы? Либо каждый из 4 массивов, либо все 4 вместе помогут с недвижимостью. Спасибо.
У меня была возможность убедиться в этом с помощью моделирования и макетирования, и он работает именно так, как я думал, но надеялся, что это не так. Хотя это и не так драматично, наличие последовательного резистора R8 приводит к изменению яркости, когда светодиоды циклически проходят через различные состояния включения и выключения. Чем меньше горит, тем ярче. Чем больше освещено, тем тусклее. Я хотел бы добавить одну вещь: чем меньше R8 по отношению к Rs1-7, тем меньше они затронуты, но тем менее полезной становится идея. ШИМ это.
Пожалуйста, не используйте ШИМ для светодиодов. Я абсолютно ненавижу ШИМ-дисплей. Они выглядят так ужасно и дешево и так отвлекают, особенно если я двигаюсь и мои глаза бегают туда-сюда. Может быть, я более чувствителен, чем большинство людей, я не знаю, но я не могу быть единственным.
@mkeith Ты не единственный, у меня тоже «быстрые глаза», я могу заметить машину VW впереди ночью (ты поймешь, что я имею в виду, 95% населения не узнают). Во времена медленных ЭЛТ я бы отказался работать за столом или вместе с коллегой с монитором, работающим на частоте 60 Гц, я стал экспертом в поиске соответствующих записей в драйвере монитора, слава богу для ЖК-дисплеев! Мы проиграли спор о светодиодах с ШИМ, поэтому я даже не утруждаю себя упоминать об этом в эти дни. Недавно я построил дисплей charlieplexed, на нем было около 200 Гц, и я, наконец, стал менее неудобным.

Батарея 3 В подходит для красных, оранжево-желтых светодиодов с более низким прямым напряжением и не так хороша для белых, синих и зеленых. Возможно, вы захотите рассмотреть возможность использования одного перезаряжаемого литий-ионного элемента, который увеличит напряжение до 3,6 В. Кривая разряда литиевого элемента остается выше 3 В до отключения разряда.

Резисторы плохо работают для эффективности батареи. Номинал токоограничивающего резистора выбирается для фиксированного напряжения. По мере падения напряжения батареи эффективность снижается, что приводит к преждевременному затемнению светодиодов. Кривая разряда батареи AAA не подходит для светодиодов, которым необходимо поддерживать прямое напряжение.

Регулятор постоянного тока (CCR) является эквивалентом динамического резистора, который поддерживает ток независимо от напряжения.

Microchip MIC2860 представляет собой высокоэффективный драйвер светодиодов размером 1 мм x 2 мм стоимостью 0,25 долл. США, который управляет двумя светодиодами с током до 30 мА. Этот стабилизатор постоянного тока поддерживает ток с падением напряжения всего 0,052 мВ.

Резистор устанавливает максимальный ток, и устройство также может дополнительно поддерживать значение управления яркостью (32 уровня), устраняя необходимость в постоянном сигнале затемнения ШИМ. В режиме ожидания устройство потребляет всего 0,01 мкА и сохраняет заданную яркость. Им также можно управлять с помощью ШИМ с помощью вывода включения.

Это звучит как хорошее направление для изучения изменений дизайна. Спасибо. Я прочитал таблицу данных, но мне все еще любопытно - может ли каждый массив управляться одним каналом 2860, просто заменив R8, или они ДОЛЖНЫ быть расположены по 1 светодиоду на канал и управляться Vin, как в примере таблицы данных? Для 4 массивов по 12 это будет означать, что мне нужно 24 чипа (+ требуемые внешние устройства на каждый) против 2.

Ваши светодиоды будут работать именно так, как вы ожидаете. Последовательный резистор будет ограничивать параллельные цепочки максимальным током A/n, где N фактически устанавливается отдельными резисторами. Две секции будут уравновешивать друг друга при некотором токе, который сильно зависит от прямого напряжения и прямого тока всех светодиодов. Теоретический сквозной ток довольно сложно рассчитать, а практические результаты будут варьироваться в зависимости от фактического отношения V f к I f светодиодов и напряжения батареи, конечно.

Один светодиод, если вы не присмотритесь к нему должным образом, может быть ярче, чем другие, и даже если они выглядят одинаково, допуски I f и резистора могут означать, что один из них составляет 9 мА, а другой - 6 мА. Я поставил несколько одинаковых светодиодов параллельно с одним резистором. Один выглядел ярче остальных. Я просто заменил его на тот, который соответствовал яркости других. Долговечность и текущее соответствие не были важны для одноразового проекта.

Но по сути он будет делать то, что вы думаете. Полная яркость при нажатом выключателе, замыкающем R8, и некоторая часть яркости, когда R8 мешает.

Что касается альтернатив, то микроконтроллер с ШИМ-управлением светодиодами и кнопкой ввода обеспечит более точное управление и множество других опций. Многие микроконтроллеры прекрасно работают с 2x AAA, поэтому в лучшем случае вы добавляете одну SMD IC и, возможно, обходной конденсатор емкостью 0,1 мкФ. Код лучше дискретной логики, ИМХО. Представьте, что вы гоняетесь за светодиодами или узорами поверх любого вида Battle Worn, о котором вы думаете.

Спасибо за отзыв. Я уверен, что µController был бы более эффективным, но на данный момент я пытаюсь экспериментировать и изучать корни EE (включая дискретную логику), как предположение, что это поможет мне понять и контролировать новые технологии по мере моего продвижения. вперед. Это то, что я буду рассматривать по мере развития моих знаний.

Это прекрасный дизайн, отчасти потому, что он заставляет вас сделать это правильно без резистора в цепи (т.е. в ярком режиме). Добавление резистора просто снизит эффективное напряжение для всех светодиодов одинаково.

Не каждый светодиод отреагирует на это одинаково, поэтому у вас может быть неравномерность при «тусклости», которой не было при «яркости». Это будет проблемой только в том случае, если кривая напряжение-ток светодиодов не одинакова.

Если бы вы могли управлять светодиодами через интерфейс SPI, TLC5917 решил бы вашу проблему и устранил бы последовательные резисторы. Это устройство устанавливает ток для всех семи светодиодов с помощью одного резистора, который можно переключать, чтобы обеспечить изменение яркости.

Есть ли какая-то ошибка при использовании резисторов последовательно И параллельно для светодиодной матрицы?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v