Зачем в дистанционной ИК-схеме использовать одну пару резистор/транзистор для каждого светодиода?

Прямое напряжение для ИК-светодиодов намного ниже, чем для светодиодов видимого света, обычно около 1,3 В, но возрастает, если через них пропускать очень большие токи, например> 100 мА. Кажется, нет причин, по которым вы не могли бы подключить два из них последовательно, особенно если ваше напряжение Vcc будет равно 5 В. Однако если ваше напряжение Vcc питается от пары батареек типа АА, падение напряжения двух светодиодов + напряжение насыщения транзистора может приблизиться к Vcc, что может ограничить выходной ток.

Два выхода для управления четырьмя светодиодами предназначены для предотвращения перегрузки выхода микроконтроллера. Или лучше избегать перегрузок. Резистор 120 Ом означает 35 мА базового тока на транзистор, и это уже слишком много для AVR, не говоря уже о 70 мА, которые он будет потреблять сейчас.

Транзистор 2N3904 тоже не подходит для этого: он рассчитан всего на 100 мА, а низкий hFE требует большого тока базы. BC337-40 имеет hFE не менее 250 при токе коллектора 100 мА, тогда для управления им должно быть достаточно тока базы 5 мА. Базовый резистор 820 Ом позволит вам управлять всеми четырьмя резисторами с 1 контакта. BC817 также рассчитан на 500 мА.

В качестве альтернативы вы можете использовать полевой транзистор для управления светодиодами. PMV20XN может работать с несколькими амперами и имеет сопротивление во включенном состоянии всего 25 мОм, поэтому он практически не будет рассеивать мощность . Напряжение затвора 1,5 В достаточно для 2,5 А.

редактировать
Примечание об ограничении тока. Обычно для этого у нас есть резистор, включенный последовательно со светодиодом, но если вы посмотрите на схему коммерческого пульта дистанционного управления, этот резистор часто отсутствует, потому что для этого они рассчитывают внутреннее сопротивление батарей, а затем экономят еще один. 0,001 доллара за пульт дистанционного управления.

Это не очень хорошая идея, если вы питаетесь от стабилизатора напряжения с питанием от сети. Это ограничит ток , но на слишком высоком уровне, и если он не разрушит светодиод немедленно, это сильно ограничит срок его службы. Поэтому рекомендуется небольшой последовательный резистор. При напряжении питания 5 В и двух последовательных светодиодах падение напряжения составит около 2,9–3,0 В, поэтому для 100 мА вам понадобится резистор 30 Ом. Пиковая мощность составит 300 мВт, но при скважности 50 % средняя мощность всего 150 мВт, тогда подойдет резистор на 1/4 Вт.

Последовательное соединение светодиодов означает, что вам нужен источник более высокого напряжения, чтобы управлять ими всеми. И их параллельное соединение может привести к проблемам, если характеристики светодиодов не совпадают, или если ваш транзистор не может справиться с током всех светодиодов одновременно.

Они могли использовать несколько выводов микроконтроллера для гибкости — например, это устройство теперь имеет возможность зажигать меньше светодиодов и, следовательно, экономить заряд батареи.

Мне кажется, что схема ожидает, что 3904 ограничат количество тока, протекающего через них, до правильного значения для светодиода. Поскольку для ограничения тока используется транзистор, а не резистор, и поскольку для каждого подключенного параллельно светодиода (или цепочки светодиодов) требуется собственное устройство ограничения тока, это подразумевает использование отдельного транзистора для каждого светодиода. Я не думаю, что стал бы проектировать схему таким образом, поскольку она чувствительна к бета-версии 3904, а бета-характеристики транзистора обычно не очень точно указываются. Тем не менее, схема имеет то преимущество, что ток несколько менее чувствителен к VDD, чем если бы она просто использовала транзистор с жестким переключением, а затем последовательные резисторы для светодиодов.

Что касается использования двух выводов процессора для управления двумя отдельными светодиодами, я предполагаю, что если светодиоды направлены в существенно разных направлениях, контроллер может активировать их в разное время. Инфракрасные дистанционные сигналы обычно чередуются между 50% ШИМ и отключенными. Если в течение времени «50% PWM» поочередно управлять двумя наборами светодиодов, требуемый пиковый ток будет сокращен вдвое. Единственным недостатком будет то, что все, что видит свет только от одного светодиода, увидит несущую волну полной силы, но что-то, что увидит немного света от обоих светодиодов, увидит несущую волну, сила которой равна разнице в силе света двух светодиодов. . Этот фактор можно смягчить, используя, например, 25%-ный ШИМ-сигнал и задействовав два набора ламп, работающих на соседних четвертях цикла. Это позволит использовать более высокие токи светодиодов, что компенсировало бы пониженную чувствительность приемников к волнам ШИМ, отличным от 50%. Кроме того, устройство, которое видит свет от обоих светодиодов, увидит хорошую несущую 50%.