Conducción de LED / otras cargas pequeñas con un inversor 74HC06 o similar

Recientemente, realicé ingeniería inversa de algunos firmware (y otros bits) de un enrutador, y descubrí que los LED del panel frontal estaban controlados por un chip de puerta de inversor hexagonal 74HC06 en lugar de un controlador de LED adecuado.

Un poco confundido, saqué la hoja de datos y descubrí que el chip podía conducir hasta 35 mA, lo que parece un truco genial: puede encender dos LED de baja corriente a la vez, ahorrarse un montón de transistores separados y manejar todo de un solo IC barato.

Después de investigar más, encontré otros circuitos integrados de inversor y puerta de búfer que pueden absorber hasta un par de cientos de miliamperios en un paquete pequeño, con un costo menor que incluso comprar un montón de transistores 2n2222. Esto parece absolutamente ideal para manejar pequeñas cargas desde un microcontrolador.

¿Es esto realmente un truco común? ¿Me estoy perdiendo de algo? ¿Algo complicado que deba tener en cuenta?

Tenga en cuenta que 74x06 / 74x07 son de colector abierto (no un inversor estándar como usted insinúa). Y ver también ULN2003.

Respuestas (3)

Mientras observe los límites de la hoja de datos (como parece haberlo hecho), no hay trucos reales aquí. Un microcontrolador típico puede contener de miles a millones de transistores, por lo que tiende a fabricarse utilizando procesos adecuados para una lógica de mayor densidad en lugar de estar destinado a la disipación de alta corriente/potencia.

Esas puertas / controladores simples pueden contener del orden de docenas de transistores, por lo tanto, use diferentes procesos, por lo que si encuentra una parte donde la hoja de datos satisface sus necesidades, hágalo.

Solo como un comentario adicional, en diseños comerciales de gran volumen, a veces la razón por la que no se usa el 'truco' es que cuando la máquina coloca los transistores y algunas resistencias a menudo resultan más baratas.

Esto definitivamente funciona. A menudo encontrará que el dispositivo puede absorber más corriente de la que puede generar, así que utilícelo en una configuración de drenaje abierto. Los registros de desplazamiento son otros buenos para usar; Tengo algunos esperando un proyecto donde serán manejados desde la interfaz SPI de un microcontrolador.

Sí tu puedes.

Sin embargo, debe recordar que un controlador LED adecuado no se reemplaza por este tipo de cosas. De hecho, hasta cierto punto (IIRC 8mA) incluso podría controlar un LED usando un pin AVR. Eso es realmente más que suficiente para la mayoría de los requisitos de los indicadores LED.

Un controlador LED adecuado no solo aumenta la salida actual. Por lo general, es una fuente de corriente en lugar de una fuente de voltaje y, por lo tanto, le permite reducir o incluso eliminar la disipación a través de la resistencia en serie que usaría cuando un LED funciona con 5 V, o realmente cualquier fuente de voltaje típica. La salida del búfer o la salida del inversor está diseñada específicamente para ser una fuente de voltaje, y una buena en eso, lo que significa que no obtiene la ventaja a veces significativa de no tener que dejar caer muchos voltios a través de una resistencia en serie y, posteriormente, poder bombear más potencia a través del LED antes de que tenga que empezar a preocuparse por el sobrecalentamiento y/o falla de la resistencia.

Los controladores LED de fuente de corriente no son la última palabra en el ahorro de energía. Estos controladores generalmente funcionan con un voltaje fijo. Cuando un controlador de corriente constante está generando o absorbiendo corriente de un LED, ¿dónde supone que la caída de exceso de voltaje va más allá de lo que cae el LED? ¡¡Sí!! Se deja caer a través de la salida de fuente/sumidero de corriente, lo que provoca una disipación de energía que es proporcional a esta caída de voltaje y la corriente constante suministrada. Entonces, aunque puede eliminar la disipación de energía de una resistencia en serie, termina yendo a otro lugar. (cont siguiente comentario)
(continuación del comentario anterior) Algunas veces, cuando se usan unidades de corriente constante para apagar los LED de una fuente de voltaje fijo, las resistencias en serie todavía se colocan en el circuito para ayudar a compartir la disipación de energía. El controlador LED ideal es uno que utiliza un diseño de conmutación para reducir el voltaje del controlador de corriente constante a un nivel justo por encima del voltaje directo del LED para que la disipación de energía en el controlador se minimice tanto como sea posible. Esto, por supuesto, debe evaluarse cuidadosamente y solo puede resultar eficiente cuando el LED (todavía es demasiado largo ... argh)
(continuación de arriba) los niveles actuales son bastante altos. Para su indicador simple de 10 mA o LED del panel frontal, el controlador más simple/más barato puede seguir siendo la mejor opción.
Si hay circuitos integrados de controlador de LED que son lineales, lo cual, ciertamente, es una posibilidad que no consideré ya que no vería el sentido de usar uno para cualquier cosa para la que haya necesitado un controlador. Y 10 mA para un indicador es bastante elevado, si me preguntas. Pero supongo que cuando estás diseñando en base a lo que está disponible, es justo estar limitado de esa manera.
La mayor ventaja de los controladores de corriente constante es que permiten que el brillo del LED se mantenga constante incluso si el voltaje del controlador no lo es. Especialmente antes de que cambiar las fuentes de alimentación se volviera tan barato, esto fue útil para maximizar la vida útil de la batería, ya que un LED con una caída de 1,7 voltios podía funcionar desde una batería de 3 voltios hasta aproximadamente 2 voltios (suponiendo que el resto del circuito pudiera manejar eso). ). Si uno estuviera usando una resistencia y la dimensionara para el brillo adecuado a 3 voltios, el brillo caería en ~85% cuando la batería llegara a dos voltios.
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