Máximo de LED en una matriz

Question

Máximo de LED en una matriz

usuario17592

Existen varios métodos para controlar los LED utilizando un microcontrolador. El método más fácil es simplemente conectar todos los LED a un pin propio en el microcontrolador. di que tienes $n$ pines disponibles, podrás conducir $n$ patas.

Sin embargo, también existen diferentes métodos para controlar los LED:

Una matriz de diodos :

divida los pines en dos conjuntos: uno para la fuente de corriente, otro para el sumidero de corriente. Establezca las fuentes en 0por defecto y los sumideros en 1. Ahora, para encender un LED, configure la fuente conectada en 1y el sumidero en 0. Haga esto para todos los LED, uno después del otro.
Charlieplexing :

Con Charlieplexing, configura los pines no utilizados como entrada, dándoles un estado de alta impedancia, 'desconectándolos' del circuito.

Lo que estoy buscando ahora es una descripción general de estos métodos para controlar los LED (y otros métodos muy utilizados para controlar los LED, de una manera más eficiente que el método 1: 1 descrito anteriormente, si son dignos de mención). Lo que necesito para cada método son dos cálculos:

Dado $n$ pines, ¿cuál sería la cantidad máxima de LED para conducir?
Cuando lo necesites $n$ LEDs, ¿cuántos pines tendrás que usar como mínimo?

Wouter van Ooijen

¿Está publicando una pregunta y luego respondiéndola usted mismo de inmediato?

usuario17592

Sí, se llama "Comparta su conocimiento, al estilo de preguntas y respuestas", y aquí hay una meta relevante: meta.electronics.stackexchange.com/q/2605/17592

Wouter van Ooijen

OK, incluso parece estar animado. Extraño en mi libro, pero quién soy yo...

Respuestas (1)

Máximo de LED en una matriz

¿Está publicando una pregunta y luego respondiéndola usted mismo de inmediato?
Sí, se llama "Comparta su conocimiento, al estilo de preguntas y respuestas", y aquí hay una meta relevante: meta.electronics.stackexchange.com/q/2605/17592
OK, incluso parece estar animado. Extraño en mi libro, pero quién soy yo...

usuario17592 · Answer 1

Primero, digamos que trabajamos con estas dos funciones:

$L(n)$ es la cantidad máxima de LED que se pueden controlar desde $\mathsf{n}$ patas.
$p(n)$ es la cantidad mínima de pines necesarios para conducir $\mathsf{n}$ LED.

método 1:1

Este es fácil:

L (norte) = norte

$L(n)=n$

pag (norte) = norte

$p(n)=n$

Una matriz de diodos

Primero, necesitamos determinar la matriz de diodos más eficiente. Por ejemplo, podría dividir 4 pines en dos conjuntos de 2, o un conjunto de 1 y uno de 3. Obviamente, la cantidad de LED está dada por $\mathsf{length\cdot{}width}$ . Podemos decir $\mathsf{width=n-length}$ , por lo que la cantidad de LED es: $\mathsf{length\cdot{}(n-length)=-length^2+n\cdot{}length}$ . Dado un $\mathsf{n}$ , esta es una parábola, que tiene un máximo cuando $\mathsf{length=\frac{n}{2}}$ . También puede hacer esto en la intuición. Por lo tanto, la cantidad máxima de LED se alcanza cuando los dos conjuntos tienen la misma cantidad de pines, o difieren solo en 1, en caso de que la cantidad de pines sea impar. Ahora podemos decir:

L (norte) = ⌊ \frac{norte}{2} ⌋ \cdot ⌈ \frac{norte}{2} ⌉

$L(n)=\lfloor{}\frac{n}{2}\rfloor{}\cdot\lceil{}\frac{n}{2}\rceil{}$

Además, ahora podemos entender fácilmente la función $\mathsf{p(n)}$ :

pag (norte) = {\begin{cases} 1 & para norte = 1 \\ ⌈ \sqrt{norte} ⌉ & para norte > 1 \end{cases}

$p(n)= \begin{cases} 1&\text{ for }n=1\\ \lceil{}\sqrt{n}\rceil&\text{ for }n\gt1 \end{cases}$

Acabo de incluir los casos para 1, ya que este es un caso especial. Normalmente, solo puede usar la segunda función.

Charlieplexing

En este método, tenemos dos LED entre cada conjunto de dos pines. Podemos calcular la cantidad de conjuntos de dos pines con:

(norte - 1) + (norte - 2) + \dots + 1 = \frac{norte \cdot (norte - 1)}{2} = \frac{{norte}^{2} - norte}{2}

$(n-1)+(n-2)+\dots+1 = \frac{n\cdot(n-1)}{2}=\frac{n^2-n}{2}$

Ahora podemos decir que:

L (norte) = 2 \cdot \frac{{norte}^{2} - norte}{2} = {norte}^{2} - norte

$L(n)=2\cdot\frac{n^2-n}{2}=n^2-n$

Vimos que la cantidad de pares de pines es igual $\mathsf{n\cdot(n-1)}$ . Con un poco de pensamiento inverso, esto lleva a:

pag (norte) = {\begin{cases} 1 & para norte = 1 \\ 2 \cdot ⌊ \sqrt{norte} ⌋ - 1 & para norte > 1 \end{cases}

$p(n)= \begin{cases} 1 &\text{ for } n=1\\ 2\cdot\lfloor\sqrt{n}\rfloor-1 &\text{ for } n\gt1 \end{cases}$

Acabo de incluir los casos para 1, ya que este es un caso especial. Normalmente, solo puede usar la segunda función.

Otros metodos

No conozco ningún otro método, hasta el martes 12 de marzo de 2013.

Máximo de LED en una matriz

usuario17592

Wouter van Ooijen

usuario17592

Wouter van Ooijen

Respuestas (1)

usuario17592

método 1:1

Una matriz de diodos

Charlieplexing

Otros metodos

¿Cómo puedo usar un microcontrolador para incrementar/disminuir 4 juegos de LED usando 8 entradas de botón?

¿Cómo puedo controlar muchos LED con solo unos pocos pines en mi micro?

Control en serie de 25 LED desde un solo pin

Solución simple para controlar una gran matriz de LED RGB con PWM

LED controlado a distancia DMX512

Al cambiar un LED con un transistor a través de un microcontrolador, ¿debo preocuparme si el voltaje de suministro de carga es más alto que la lógica de mi microcontrolador?

Fuente de voltaje controlada por voltaje

Usando Arduino Mega con muchas galgas extensométricas

Manejo de pantallas de 16 segmentos con MAX7219

Modificar circuito LED con un MOSFET