LED RGB de cátodo común de 3.3v

Tengo un LED RGB (cátodo común) que me gustaría activar desde los pines GPIO de un ESP8266 (3.3v). El dispositivo que estoy usando (Wemos pro mini D1) tiene un suministro de 5V que planeaba controlar a través de un transistor (tengo algunos 2N3904).

De algunas lecturas, entiendo que esto se puede lograr de la siguiente manera (y estoy contento con el razonamiento por qué):

ingrese la descripción de la imagen aquí

Crédito: aquí

Sin embargo, quería saber si esto se podía lograr usando solo un BJT. He visto que algunas personas sugieren usar solo un NPN y la carga en el emisor y ninguna resistencia en la base, pero cuando probé esto, tenía un Ib extremadamente bajo que era insuficiente para "cambiar" completamente el BJT.

Me parece extraño que la mayoría de los LED RGB sean de cátodo común si el método para controlarlos es más complejo. ¿Alguien sabe por qué?
Una mirada rápida a Digi-Key muestra que tienen 236 LED de cátodo común diferentes y 709 LED de ánodo común diferentes .
En realidad, al filtrar los LED RGB no puedo encontrar un solo modelo de cátodo común: todos son ánodos comunes.
¡Eso es extraño! Estaba buscando en RS Components y tengo el problema opuesto... ¡Estoy bastante confundido ahora!
Me pregunto si es diferente entre SMD y piezas de orificio pasante.
Sí, eso es lo que me estoy empezando a preguntar. De todos modos, ordenaré algunos LED de ánodo común para proyectos futuros. Gracias por señalar que Digi-Key los vende (siendo un poco novato no conocía este sitio, gracias de nuevo).
El circuito en su pregunta usa un darlington (TIP107) y esto significa que solo impulsará el LED a 4.3 voltios en el mejor de los casos. Probablemente más como 4 voltios y ciertamente no 5 voltios. No estés contento con las razones que te dieron.
@andyaka gracias por señalar esto. ¿Un 2N3906 haría el trabajo? Estoy planeando conducir 2 LED de 20 mA
Sería mejor seguro.
Podrías hacer todo con 3.3V si sabes cómo.

Respuestas (3)

Quería saber si esto se podía lograr usando solo un BJT.

No es tan fácil en su caso, el problema es que la salida del ESP8266 es 0 V o 3.3 V. En relación con el riel de +5 V (donde estaría el transistor de conmutación) eso da 5 V - 0 V = 5 V o 5 V - 3,3 V = 1,7 V en la entrada del transistor.

El encendido/apagado de un NPN usando 0 o 3.3 V se puede hacer directamente (según su circuito de 2 transistores sugerido).

Encender/apagar un PNP (ya que cambiamos el lado de +5 V) usando 1,7 V o 5 V es menos sencillo. Se podría hacer, por ejemplo, usando un diodo zener para restar alrededor de 1,7 V, pero es engorroso. La solución de 2 transistores es igual de fácil, probablemente cueste lo mismo (solo se necesitan componentes estándar, no se necesita zener) y más a prueba de fallas.

Gracias, ¿hay algún nombre para este tipo de configuración (el que incluí en mi pregunta)?
No realmente hasta donde yo sé. Tener el interruptor PNP encendido/apagado del lado del suministro se denomina "cambio del lado alto", por lo que si busca en Google, es posible que vea circuitos similares. El cambio de la señal lógica de 3,3 V a un voltaje más alto (aquí 5 V) se realiza con un circuito llamado "cambiador de nivel". Su circuito es básicamente una combinación de estos dos.

Sin duda, puede conducir LED de baja potencia con un solo transistor inversor.

Tenga en cuenta algunas reglas generales para la unidad de LED de bajo voltaje , ya que las caídas de milivoltios y las relaciones de impedancia son importantes en los transistores.

  • lea y comprenda la hoja de datos del LED a fondo, especialmente las curvas VI, lo mismo para transistores como P2N2222A
  • Vce (sat) siempre está clasificado para una corriente base del 10% , pero a baja corriente puede salirse con la suya con un aumento de 0.1 V de corriente base del 1% en el P2N2222A. Es decir, a medida que el transistor se satura, el hFE cae a 10 en dos niveles de corriente típicos.
  • Incluya lo anterior en los cálculos de la Ley de Ohm o KVL.
  • trate el transistor como un interruptor con serie R o Rce (la resistencia para CE como interruptor se proporciona en algunas hojas de datos de Diodes Inc.), pero yo simplemente lo llamo Resistencia en serie equivalente o ESR donde ESR~0.5 * 1/Pd nominal ( @ 85 'C también tolerancia de 2:1 mfg), por lo que si está clasificado para 0,5 W @ 85'C, entonces 1 ohmios. ESR también se aplica a todos los dispositivos lógicos, y FET (RdsOn) y tapas y bobinas (DCR), por lo que un LED de 1 W tiene 10 veces el ESR que un LED de 10 W (o cualquier diodo o transitor)

  • La lógica de 5 V comienza alrededor de 50 ohmios y cae alrededor de 25 ohmios para chips lógicos de 3,3 V (50 % de tolerancia) para escenarios de accionamiento directo. (la lógica antigua de 15 V era de alrededor de 300 ohmios)

  • Pero antes de reinventar la rueda, hay alrededor de 10 mil diseños diferentes de controladores LED, ¡así que lea! a menudo. https://www.digikey.ca/product-detail/en/issi-integrated-silicon-solution-inc/IS31FL3194-CLS2-TR/706-1598-1-ND/7564593

IS31FL3194 es un controlador LED de 3 canales que presenta un modo de respiración automática bidimensional. Tiene modo de patrón y modo de nivel actual para efectos de iluminación RGB. La corriente de salida máxima se puede ajustar en 4 niveles (40 mA máx.).

En el modo de nivel actual, el nivel actual de cada salida se puede programar y controlar de forma independiente en 256 pasos para simplificar la mezcla de colores. En el modo de patrón, las características de temporización de la corriente de salida: aumento de corriente (T1), mantenimiento (T2), descenso (T3) y tiempo de apagado (TS, TP, T4), se pueden ajustar individualmente para que cada salida pueda mantener de forma independiente un valor predeterminado. -Patrón establecido que logra mezclar la respiración de colores o una respiración de un solo color sin requerir ninguna actividad de interfaz adicional, ahorrando así valiosos recursos del sistema.

TAMBIÉN

Las siguientes funciones solo son compatibles parcialmente o no son compatibles con Espruino en el ESP8266:

No hardware I2C, however, the software I2C works OK.
PWM does not work, low speed software PWM is usable
No DAC: the esp8266 does not have a DAC.
No independently usable serial port (needs Espruino work)
GPIO16 is now supported in Espruino as a D16 without watch
  but with all software functions like PWM/I2C/SPI/etc

¿Te has planteado dar un paso más y conducir el LED con 0 transistores?

El ESP8266 tiene una salida de 3,3 V y debe permitir 10-20 mA por pin [sin embargo, verifique las especificaciones cuidadosamente, verifique el límite por pin y el límite de pines combinados]. Los LED se encienden, principalmente según el color, entre 2,8 V y 3,2 V [Vuelva a comprobar las especificaciones de su LED, para cada uno de los 3 colores]. Los LED también tienen un límite de corriente, generalmente alrededor de 40 mA, pero 20 mA es bastante brillante. Dado el voltaje al que se enciende el LED y la corriente permitida por pin (o para el LED, lo que sea más pequeño), puede calcular la resistencia necesaria para mantener todo dentro de las especificaciones.

Ejemplo: la resistencia tiene que reducir los 3,3 V a lo que necesita el LED. Para un LED de 3V (rojo), eso significa que debe quemar 0.3V. Con un límite de corriente de 20 mA obtienes: R = V / I = 0,3 / 0,02 = 15 ohmios.

Por experiencia, si bien es técnicamente factible, es una mala práctica conducir algo directamente desde un GPIO. Si es solo una señal, entonces no hay problema. Pero nunca se sabe cuándo cortocircuitará algo, sobrecargará su controlador o algo similar que provoque una falla de hardware que podría evitarse. Además, hace que la experiencia de aprendizaje sea mucho menos interesante cuando aprendes electrónica;)