¿Regulación de voltaje en el lado alto de una matriz Darlington?

Estoy buscando construir un controlador LED basado en Arduino Pro Mini de 3.3V que controle 3 (posiblemente 6) LED súper brillantes de 10 mm (R, G y B).

Tengo la intención de utilizar esta batería LiPo de 3,7 V y estos LED . Los LED tienen las siguientes especificaciones (las unidades son V, A y Ohm). He calculado los valores de resistencia necesarios en función de un suministro de 3,7 V.

        Max Fwd Cur     VDC Drop    VDC delta   Req'd Resistor
RED     0.08            2.2         0.1         18.75
GREEN   0.08            3.2         0.2         6.25
BLUE    0.08            3.2         0.2         6.25

Quiero manejar esto con un ULN2803A Darlington Array (DA).

Tengo algunas preguntas.

  1. ¿He calculado correctamente los valores de resistencia requeridos arriba?
  2. ¿Funcionará PWM para los LED cuando se conecten a los lados bajos EDITAR: [Quiero decir no ALTO] del DA?
  3. ¿Necesito regular el voltaje en el pin común del DA, o puedo conectarlo al pin RAW (VIN) del Arduino o directamente a la batería? A medida que cae el voltaje de la batería, aprecio que las luces se atenúen; esto está bien (hasta cierto punto) siempre que el DA continúe funcionando. Aparte, si utilizo una verruga de pared no regulada, en lugar de una batería, ¿la onda causaría un problema con la operación del fiscal de distrito? ¿Estoy siendo perezoso aquí y de todos modos debería regular el voltaje del lado alto como una buena práctica? Si lo estuviera ejecutando a 5V, digamos, en lugar de 3.7V, ¿sería la misma respuesta?
  4. ¿Me arriesgo al Arduino consumiendo demasiada corriente si conecto el pin común DA directamente al pin VCC de 3.3V del Arduino?
  5. Veo en todas partes que los GND deben estar conectados entre sí. ¿Es esto cierto en este caso, tanto para el lado bajo como para el alto del DA? ¿Incluso si el lado alto no está regulado?
  6. ¿Elegir una batería de mayor voltaje será una mejor opción en términos de brillo, disipación de energía y duración de la batería? ¿Incluso si la clasificación de mAh de la batería es comparable?
  7. ¿Hay una mejor manera de hacer esto (por ejemplo, un registro de desplazamiento, MOSFET, etc.)?

Quiero que los LED sean lo más brillantes posible sin arriesgar el Arduino y minimizar la pérdida de energía siempre que sea posible. El espacio físico también es un poco premium, pero los chips SMD me asustan desde la perspectiva de la soldadura.

Echa un vistazo a la hoja de datos, dice que V C mi ( s a t ) ≈ 1 V a 100 mA. Esto significa que cuando se usa una sola batería de 3,7 V, solo quedan 2,7 V para el LED. El verde y el azul no se iluminarán de acuerdo con las especificaciones que proporcionó. Por lo tanto, un solo suministro de 3,7 V no será una opción viable. Aunque quedan muchas opciones, no te desanimes. Desafortunadamente, no tengo tiempo para dar más detalles sobre eso en este momento, por lo tanto, un comentario y no una respuesta.
De acuerdo. Siempre leo la hoja de datos. Sin embargo, comprenderlo a veces es más difícil... Entonces, ¿sería mejor una solución basada en MOSFET o una batería de mayor voltaje? Gracias
El desafío con un MOSFET es manejarlo de manera confiable desde un controlador de 3.3V. Creo que hay MOSFET que pueden hacerlo, pero cambiar de un controlador Darlington a un solo transistor bipolar puede ser más confiable/más fácil. O aumentar la tensión de alimentación.

Respuestas (1)

NOTA: estas respuestas estaban en proceso de entregarse antes de que los comentarios de Jippie fueran evidentes. Sus comentarios con los que estoy de acuerdo.

1) Resistencia = (3,3 -Vled)/0,08 y para un Vled de 2,2v R = (3,3 - 2,2)/0,08 = 13,75 ohmios.

Tienes 18,75 ohmios, así que alguien está equivocado; o tu o yo

2) Los darlington son una matriz que "conecta a tierra" una carga conectada al riel de 3.3V, así que básicamente no, los LED están conectados en el "lado alto" PERO sí, pueden ser PWM.

2a) Los Darlington probablemente no sean la mejor opción porque "caen" alrededor de 0.6 V cuando conducen una carga y no tienes mucho con lo que jugar mirando las especificaciones de LED verde y azul que tienes en tu publicación.

2b) Es mejor usar transistores convencionales, no los configurados como darlington

3) el pin común en el DA está conectado a tierra, los LED a través de resistencias (ver (1)) se conectan a 3V3

4) No hagas eso, hazlo (3)

5) digiera este consejo y decida si (5) es una pregunta relevante

6) posiblemente no, pero digiera las otras respuestas primero

7) puede usar un registro de desplazamiento para ahorrar en IO y puede usar fets

Usé 3.7, no 3.3, así que parece que mi fórmula y la tuya están de acuerdo... ¿de acuerdo? Supongo que no uso la batería con todo esto (es decir, no con el 3.3)...
Me sorprenden algunos de tus puntos. Mi opinión es que todos los pines arduino PWM van al lado BAJO: un cable simple desde el número de pin arduino directamente al lado bajo en el DA. En el lado opuesto, alto, conecto un LED, una resistencia y luego a TIERRA. El pin común recibe un voltaje, la pregunta es si es 3.3 regulado, o 3.7 no regulado... Un poco como esto: uni-weimar.de/medien/wiki/images/…
@Brad La conexión a tierra en el DA obviamente es tierra. La conexión común no será necesaria cuando se activan los LED, así que déjela en circuito abierto (nota: se usa cuando se activan los relés). El cátodo de cada LED se conecta a un pin "C". El ánodo LED se conecta a través de una resistencia a +3.7V
@Andyyour comentario anterior parece implicar, por lo tanto, que está bien usar un suministro de 3.7V no regulado en el lado alto. ¿Estás diciendo eso explícitamente, entonces? Gracias por tu aporte hasta ahora...
@Brad Es mejor usar 3v7 pero luego es peor usarlo porque no está regulado. Es mejor que 3v3 porque con 3V3 no hay mucho margen para calcular el valor de la resistencia en serie y un pequeño error podría dañar el LED. Pero es peor que 3V3 porque debe tener en cuenta que puede ser tan alto como 3.8V y este es el punto donde calcula el valor de su resistencia LED. Además, a medida que cae de 3V7, sus LED se atenúan
Correcto ... Entonces, si voy con 3.3 regulado en el lado alto y uso BJT simples en lugar de DA, ¿estoy bien o me arriesgo a freír los arduinos VCC? Si, por otro lado, no estoy regulado en el lado alto, todavía con BJT, ¿es una buena idea unir los terrenos 3.3 y 3.7?
Debería poder encontrar la corriente máxima en la hoja de datos del regulador 3V3 en su Arduino. Intente encontrar el diagrama del circuito y la lista de materiales (BOM) y verifique la hoja de datos relacionada.
¿Regulación de voltaje en el lado alto de una matriz Darlington?
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