¿Aumentar el voltaje en una pantalla LED multiplexada es una respuesta adecuada para la penumbra?

Tengo una pantalla de 10 caracteres x 16 segmentos que conduzco utilizando la multiplexación de un PIC. El problema es, sin embargo, que con cada pantalla solo en 1/10 del tiempo, la pantalla aparece mucho más tenue de lo normal. Actualmente, los LED obtienen el voltaje recomendado: 2,2 voltios en cada segmento rojo. ¿Sería aumentar el voltaje en la pantalla una forma segura de hacerla más brillante? ¿Hay alguna manera de hacer esto en el software?

Respuestas (3)

Puede sobrecargar un LED con más de la corriente nominal. La destrucción de un LED sobrecargado es causada (principalmente) por el calor generado en la unión (P=IV, y yo escala exponencialmente con el voltaje directo, V, por lo que la potencia es una exponencial más alta en V). Si puede lograr mantener el calor dentro de límites razonables, probablemente sobreexcitando solo por períodos cortos para permitir que el calor se disipe, puede poner tanta corriente a través de un LED como desee. La respuesta de @Anindo Ghosh tiene un enlace que describe los límites de esto.

Otra solución, que puede hacer si tiene la capacidad de agregar componentes al diseño, es usar el controlador de LED/registro de desplazamiento. Esto significa que puede enviar los datos a una cadena de circuitos integrados y hacer que todos los LED funcionen constantemente a una corriente constante (algunos circuitos integrados de controlador también incluyen cosas como controles de atenuación). Cuando haya ingresado nuevos datos, voltee todas las fichas a los nuevos valores a la vez. Muchos chips de controladores tienen 16 salidas, lo que suena como una buena combinación para sus pantallas.

Además, solo necesita 2 pines de su MCU para un dispositivo I2C (4 para un SPI), ¿puede tener una posible desventaja en la MCU? Es posible que necesite otro par para cosas como la habilitación de salida y la luz estroboscópica de bloqueo si esto no es parte del protocolo en serie utilizado, pero aún debe ser menor que las "salidas * log2 (dispositivos)" para un multiplexor básico. Además, el tiempo necesario para escribir en las pantallas es muy corto (solo necesita unos pocos ciclos por LED para alternar las líneas, y si puede usar un módulo de hardware de unidad de interrupción, ¡se vuelve aún más fácil!), lo que libera ciclos del procesador. para otras cosas También puede deshacerse de los multiplexores que tenga actualmente.

Un ejemplo de pieza es el Texas Instruments TLC5925, que tiene 16 salidas de corriente constante de hasta 45 mA con control de atenuación analógico. Necesita 2 líneas para registrar datos, una línea para activar/desactivar la salida y una línea para activar los pestillos de registro. Esta parte cuesta alrededor de £ 1 en cantidades de una sola unidad, la mitad que a granel. Es un SOIC, por lo que la soldadura es fácil, pero también puede obtener paquetes mucho más compactos si el espacio es limitado y su mano es firme.

Una pantalla cuya corriente máxima sea mucho más alta que la corriente continua permitida para un dígito se destruirá muy rápidamente si, por alguna razón, se deja encendido un solo dígito o "fila". Es posible diseñar circuitos para forzar un apagado de seguridad si falla el escaneo, pero a menos que esté tratando de hacer una pantalla realmente grande, puede ser más fácil simplemente usar registros de desplazamiento para controlar directamente los segmentos.
Exactamente: si bien PUEDE sobrecargar los LED de esta manera, un solo error o la depuración mediante un punto de interrupción podría freír partes de su pantalla en una fracción de segundo. O podría estar causando daños a su pantalla que hacen que todos los segmentos fallen después de unos pocos millones de ciclos. Es posible que no lo note durante el desarrollo, pero los dispositivos pueden comenzar a fallar uno tras otro poco después de la venta/instalación/envío.
Me pregunto por qué con bastante frecuencia veo letreros costosos producidos comercialmente con una fila "pegada". Es difícil protegerse contra todos los escenarios de manejo problemáticos, pero existen algunos enfoques bastante simples que deberían proteger contra un procesador o arnés de cableado defectuoso (por ejemplo, si las filas son impulsadas por transistores, un capacitor y un diodo en la señal que impulsa el transistor podrían garantizar que el transistor solo podía encenderse con fuerza si el ciclo de trabajo de la señal era al menos algo razonable).
Para algo como una pantalla de 16x10, usar diez chips de controlador de 16 segmentos (y por lo tanto no necesitar controladores de fila) puede ser más fácil que usar, por ejemplo, dos controladores de 16 segmentos y cinco controladores de fila robustos, y tener que incluir lógica de apagado en las filas; Sin embargo, para pantallas con filas relativamente más anchas, creo que un circuito de apagado simple por fila debería ser bastante económico.
Supercat: las filas atascadas podrían ser un MOSFET de controlador de fila quemado, ya sea por una clasificación I / V inadecuada, problemas de disipación de calor (es decir, disipación de calor insuficiente, uso a altas temperaturas o en espacios cerrados sin ventilación), o tal vez incluso ESD (como dudo muchas pantallas baratas, pero todavía caras de comprar, tienen mucha protección incorporada). Si el MOSFET falla en corto, cualquiera de estos podría dejar la fila atascada.
La mayoría de las veces, cuando he visto pantallas con filas atascadas, parecía una falla del procesador o del conector; un MOSFET de controlador de fila quemado debería dejar el resto de la pantalla funcionando más o menos bien; de hecho, tener otros controladores escaneando normalmente probablemente protegería los LED en la fila con el controlador atascado, ya que si esos LED comienzan a calentarse, su caída de voltaje aumentaría y se desviaría más corriente a los LED de las filas con controladores no dañados .

Para aumentar el brillo de una pantalla multiplexada, se debe aumentar la corriente a través de cada segmento de LED (hasta cierto punto), al mismo tiempo que se garantiza que no se excedan las clasificaciones de corriente y potencia promedio de cada LED. No se trata de subir el voltaje a los LEDs.

La corriente puede estar limitada por un controlador de corriente constante, resistencias en cada LED o una matriz de resistencias que sirve a múltiples LED. Se puede cambiar este mecanismo limitador de corriente, pero no es para los débiles de corazón. Además, la pantalla no será adecuada para la transmisión directa (no multiplexada), ya que los LED se apagarían debido a demasiada corriente.

Alternativamente, si se han utilizado resistencias o una matriz de resistencias, la fuente de voltaje que alimenta estas resistencias podría incrementarse, aumentando así la corriente a través del segmento.

Además, tenga en cuenta que aumentar significativamente la corriente a través de un LED por encima de la corriente nominal, por breve que sea, puede tener un efecto perjudicial o completamente destructivo en los LED. Consulte esta respuesta para obtener más información sobre esto.

Otro enfoque que amerita investigación es si el algoritmo de multiplexación es óptimo, es decir, si mantiene encendidos los segmentos individuales tanto tiempo como sea posible por ciclo. De lo contrario, las correcciones de software pueden mejorar un poco el brillo.

Ok gracias, voy a darles una oportunidad; Comenzaré por cambiar las resistencias en algunos segmentos que se usan con poca frecuencia y ver si pueden manejar el calor, por así decirlo. También he optimizado mi código, la pantalla es bastante brillante ahora, pero no se acerca a su potencial. ¡Gracias!

No... aumentar la corriente es lo que quieres hacer para aumentar el brillo. Dicho de otra manera, el brillo de los LED es una función de la corriente que pasa a través de ellos. Muchos LED pueden manejar más de 100 mA con un ciclo de trabajo del 10 %. Mientras controle el ciclo de trabajo, ese es el camino a seguir.

¿Aumentar el voltaje en una pantalla LED multiplexada es una respuesta adecuada para la penumbra?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v