Control de un LED de 4,2 V (retroiluminación LCD) con un microcontrolador

Tengo una pantalla LCD alfanumérica PQC1602K-SYL con retroiluminación LED. Me gustaría controlar el LED usando un pin de microcontrolador. ¿Cómo puedo lograr eso?

lo que he probado

Según la ficha técnica , el LED requiere 4,2 V y 100 mA.

Mi circuito funciona con 5 V, por lo tanto, necesito bajar el voltaje a 4,2 V. Usando la ley de Ohm, calculé que necesito una resistencia de 8 ohmios, suponiendo que 100 mA pasen por el LED. Si conecto el LED directamente a la fuente, como en el siguiente circuito, el LED se enciende a pleno brillo. Medí la corriente que pasa por el LED y me sale unos 85 mA. Sin embargo, no estoy seguro de por qué no está más cerca de los 100 mA especificados.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

No puedo sustituir la fuente de alimentación con el pin de salida del microcontrolador porque los 100 mA (o 85 mA ??) son más de lo que puede suministrar el pin, por lo tanto, necesito algún tipo de búfer. Creo que una solución común es usar un transistor usando una conexión similar al circuito a continuación. Sin embargo, mi conocimiento de los transistores es muy limitado y está oxidado. Traté de calcular los valores de las resistencias usando las leyes de Kirchoff pero no pude llegar a ninguna solución significativa. Luego probé experimentalmente con un transistor NPN que tenía por ahí y logré alcanzar el voltaje deseado eliminando completamente las resistencias, pero solo obtuve 30 mA.

esquemático

simular este circuito

Por favor, ayúdame a aprender cómo encontrar la solución a este problema.

Intercambie el transistor y el LED en su esquema.
¿Dónde encontraste esta información en la hoja de datos?
@Botnic: Err, el sitio donde descargué la hoja de datos está caído. Enlacé a otra hoja de datos que supuse que era la misma, ¡pero aparentemente es diferente! Cuando llegue a casa, subiré la hoja de datos en algún lugar y actualizaré los enlaces.
@ pjc50: ¿Por qué cambiar el transistor y el LED marcaría la diferencia? Por lo que entiendo, la corriente que pasa por el LED será un poco más alta debido a la corriente que ingresa a la base, pero espero que esa corriente sea insignificante. ¿Me equivoco?

Respuestas (1)

Una de las razones por las que ve menos de 100 mA cuando conecta la pantalla a un suministro de 5 V a través de una resistencia de 8 ohmios es porque el voltaje directo del LED de luz trasera es más alto que el nivel de 4,2 V. Otra razón podría ser por el medidor que pones en serie para medir la corriente. Los medidores generalmente miden la corriente observando la caída de voltaje a través de una resistencia de valor pequeño y usted habría colocado efectivamente esa resistencia en serie con los 8 ohmios y, por lo tanto, reduciendo la corriente en cierta cantidad.

Para el circuito de búfer, intente conectarlo así:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Esto permitirá que la MCU encienda y apague el transistor NPN con éxito. Tal como lo había dibujado antes, la carga de luz de fondo LED funcionaba como un seguidor de emisor. En tal configuración, la carga estaba viendo un voltaje que era al menos una caída de Vbe más baja que el voltaje que el pin MCU estaba colocando en el circuito base del transistor.

Con él redibujado como lo he mostrado, la MCU puede saturar el transistor y permitir que el circuito del colector absorba toda la corriente del suministro y a través del LED y la resistencia de 8 ohmios.

Si la MCU puede colocar una señal de 5 V en su pin de salida, la corriente base del transistor con una resistencia de 1 K será:

Ibase = (5 - Vbe) / 1K = (5 - 0,7) / 1K = 4,3 mA

La ganancia de corriente del transistor es Hfe. Con una corriente deseada de hasta 100 mA en el colector, el transistor necesitará una Hfe de al menos esto:

Hfe = 100mA / 4.3mA ~= 23.

Los números de parte del transistor que he mostrado deben tener valores de Hfe superiores a 23, por lo que la corriente base de 4,3 mA debería permitir que el transistor se sature por completo.

Una nota es que este circuito encenderá la luz de fondo cuando el pin MCU se coloque en el estado alto. Por lo tanto, '1' lógico = Alto = Encendido. Lindo.

No me había dado cuenta de que habría una diferencia significativa si colocaba el led en el emisor o en el colector. Tu explicación fue muy esclarecedora. Intentaré esto cuando llegue a casa y aceptaré esta respuesta tan pronto como pueda confirmar que funciona. ¡Gracias!
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