Controlador LED UART con MOSFET

Estaba mirando algunas otras preguntas que se hicieron sobre cómo usar un LED para indicar la actividad de UART. Uno de ellos proporcionó la imagen a continuación, sin embargo, se indicó en los comentarios que factores como la longitud del cable y la velocidad en baudios causarán una degradación significativa de la señal.
ingrese la descripción de la imagen aquí

Otras preguntas recomendaron usar un MOSFET para controlar el LED en su lugar. No he tratado con ellos antes y quería confirmar algunas de las especificaciones antes de continuar.

Al elegir un MOSFET para esta parte de mi circuito, me encontré con el canal N BSS138 en DigiKey y las especificaciones que no entiendo exactamente/no quiero confirmar que sean adecuadas son:

  • Corriente - Drenaje continuo (Id) @ 25°C: 200mA (Ta)
  • Voltaje de accionamiento (Max Rds On, Min Rds On): 2,75 V, 5 V
  • Vgs(th) (Máx.) @ Id: 1.5V @ 1mA

Estas son mis propias interpretaciones para los tres elementos:

  • Corriente: La corriente máxima que el MOSFET puede cambiar.
  • Vgs(th): El umbral para cambiar el MOSFET (<1.5V: Apagado, >1.5V: Encendido).
  • Voltaje de accionamiento (Max Rds On, Min Rds On): Este es uno que realmente no entiendo.

Dicho esto, ¿el BSS138 sería adecuado para el siguiente circuito y no tendría ningún efecto importante en las comunicaciones?

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

nfet tiene una polaridad incorrecta: se enciende cuando está inactivo
Oh, vaya. Pensé que esto era una respuesta, no la pregunta. Mmm. Hmm hmm hmm. Oh bien.

Respuestas (3)

NFet está mal. UART inactivo HI. Por lo tanto, sus pies tienen la polaridad incorrecta y el LED se encenderá en inactivo. (Supongo que quiere decir que está haciendo esto en el pin UART (nivel TTL) no en el RS232).

Simplemente use LED de baja corriente y alta eficiencia y olvídese del controlador.

Pero de todos modos. Usando BJT, seguirá funcionando con voltajes bajos.

Tenga en cuenta que esta disposición de circuito tiene el mismo número de componentes que usar un fet. Esto también proporciona la corriente de base mínima requerida en cualquier momento en comparación con el arreglo comúnmente utilizado (Q5)

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Un problema con la conexión directa de un LED es que el brillo depende de la tasa de datos y el balance de 1/0 de los datos. Si solo envía el carácter ocasional, el LED no es visible. La segunda versión permanece activa durante un tiempo fijo, por lo que puede ver un solo carácter.

Tenga en cuenta que si está utilizando un puerto FTDI usb-ttl o similar, tienen un orificio para LED, con este comportamiento monoestable, por lo que es un punto mucho mejor para conectar los LED.

La tensión de accionamiento se refiere a la V GRAMO S en que esos R D S se informan los valores. El maximo R D S fue medido con V GRAMO S = 2,75 V, y el mínimo R D S fue medido con V GRAMO S = 5 V. Su comprensión de los demás parámetros es correcta.

Su circuito probablemente funcionará, pero puede encontrar problemas a velocidades de transmisión más altas. El MOSFET tiene una capacitancia de puerta C GRAMO S que distorsionará los bordes de su señal serial. Este valor se denomina C i s s en la ficha técnica, con un valor máximo de 50 pF.

El ejemplo proporcionado es adecuado para la lógica de 5 V de la familia 74HC' o similar con longitudes de ruta limitadas y corrientes de LED que usan la lógica negativa inactiva alta del UART. Seamos claros, su sugerencia de usar Nfet es buena para invertir las salidas RS232.

Aunque en los años 70 fabricamos placas de conexión RS-232 con indicadores LED pasivos que consumen solo 2 mA. RS-232 aumenta la resistencia del controlador para reducir el timbre en líneas largas.

Esto se analiza mediante la relación de impedancia reactiva/resistiva. También RS-232, no tiene mucho exceso de corriente para encender LED y líneas largas, pero funciona bien en todo el laboratorio.

Cualquier carga adicional en las señales debe ser considerada por sus efectos en la integridad del límite de corriente del controlador y el umbral del receptor. CMOS está cerca de Vdd/2, mientras que RS-232, siendo los voltajes bipolares, todavía tiene un umbral de entrada TTL de 2 caídas de diodo (o Vbe) o cerca de 1,4 V.

Conclusión -

Su idea es válida (a menudo se hace), pero también podría haber otras soluciones con múltiples dispositivos en un solo paquete. Con los LED de 10000 mcd ahora, puede salirse con la suya fácilmente con 2 ~ 3 mA para los indicadores... a menos que también quiera verlos lejos...