¿Por qué un circuito remoto IR usaría un par de resistencia/transistor para cada LED?

El voltaje directo para un LED IR es mucho más bajo que para un LED de luz visible, generalmente alrededor de 1.3 V, pero aumenta si los atraviesa con corrientes realmente altas, como> 100 mA. No parece haber ninguna razón por la que no pueda colocar dos de ellos en serie, especialmente si su Vcc sería de 5 V. Sin embargo, si su Vcc proviene de un par de baterías AA, la caída de voltaje de dos LED + el voltaje de saturación del transistor puede acercarse a Vcc y eso podría limitar la corriente de salida.

Las dos salidas para controlar los cuatro LED son para evitar sobrecargar la salida del microcontrolador. O mejor, debe evitar la sobrecarga. Una resistencia de 120 Ω significa una corriente base de 35 mA por transistor, y eso ya es demasiado para el AVR, por no hablar de los 70 mA que consumirá ahora.

El 2N3904 tampoco es un buen transistor para esto: solo tiene una capacidad nominal de 100 mA y el bajo hFE requiere una corriente de base alta. Un BC337-40 tiene un hFE de 250 como mínimo a una corriente de colector de 100 mA, entonces una corriente base de 5 mA debería ser suficiente para impulsarlo. Una resistencia base de 820 Ω le permitirá controlar las cuatro resistencias desde 1 pin. El BC817 también tiene una capacidad nominal de 500 mA.

Alternativamente, podría usar un FET para controlar los LED. Un PMV20XN puede manejar varios amperios y tiene una resistencia de solo 25 mΩ, por lo que apenas disipará energía. Una tensión de puerta de 1,5 V es suficiente para 2,5 A.

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Una nota sobre la limitación de corriente. Por lo general, tendremos una resistencia en serie con el LED para eso, pero si miras el esquema de un control remoto comercial, esa resistencia suele faltar, porque cuentan con la resistencia interna de las baterías para eso, y luego ahorran otra. 0.001 dólar por control remoto.

Esta no es una buena idea si se alimenta de un regulador de voltaje alimentado por la red. Eso limitará la corriente, pero a un nivel demasiado alto, y si no destruye el LED inmediatamente, limitará severamente su vida útil. Por lo tanto, se recomienda una resistencia en serie pequeña. Con un suministro de 5 V y 2 LED en serie, tendrá una caída de voltaje de alrededor de 2,9 - 3,0 V, por lo que para 100 mA necesita una resistencia de 30 Ω. La potencia máxima será de 300 mW, pero con un ciclo de trabajo del 50 %, la potencia media es de solo 150 mW, entonces bastará con una resistencia de 1/4 W.

Encadenar los LED en serie significa que necesita un suministro de voltaje más alto para controlarlos a todos. Y ponerlos en paralelo puede generar problemas si las características de los LED no coinciden bien, o si su transistor no puede manejar la corriente de todos los LED a la vez.

Es posible que hayan utilizado múltiples pines de microcontrolador para mayor flexibilidad; por ejemplo, este dispositivo ahora tiene la opción de encender menos LED y, por lo tanto, ahorrar energía de la batería.

Me parece que el circuito espera que los 3904 limiten la cantidad de corriente que fluye a través de ellos a la cantidad correcta para el LED. Dado que el transistor en lugar de una resistencia se usa para limitar la corriente, y dado que cada LED (o cadena de LED) cableado en paralelo requiere su propio dispositivo limitador de corriente, eso implica el uso de un transistor separado para cada LED. No creo que diseñaría un circuito de esa manera, ya que es sensible a la versión beta de los 3904, y las características beta del transistor normalmente no se especifican con mucha precisión. Aún así, el circuito tiene la ventaja de que la corriente es algo menos sensible a VDD de lo que sería si simplemente usara un transistor de conmutación dura y luego resistencias en serie para los LED.

En cuanto al uso de dos pines del procesador para controlar dos LED separados, supongo que si los LED apuntan en direcciones sustancialmente diferentes, el controlador podría estar activándolos en diferentes momentos. Las señales remotas infrarrojas normalmente alternan entre 50% PWM y apagado. Si durante el tiempo de "50% PWM" uno maneja dos conjuntos de LED alternativamente, la corriente máxima requerida se reduciría a la mitad. La única desventaja sería que cualquier cosa que solo viera la luz de un LED vería una onda portadora de fuerza completa, pero algo que viera algo de luz de ambos LED vería una onda portadora cuya fuerza era la diferencia en la fuerza de la luz de los dos LED. . Este factor podría mitigarse utilizando, por ejemplo, una señal PWM del 25 % y haciendo que los dos juegos de luces funcionen en cuartos de ciclo adyacentes. Esto permitiría el uso de corrientes LED más altas, lo que compensaría la sensibilidad reducida de los receptores a las ondas PWM que no sean del 50%. Además, un dispositivo que vio la luz de ambos LED vería un buen portador del 50%.