Tacómetro LED con PIC MCU (requiere más corriente)

He estado trabajando en un tacómetro LED que se instalará en un coche de carreras de ruedas descubiertas. Después de realizar el pedido de la PCB, volví a calcular el consumo de corriente y resultó que el pin IO del PIC (16F877A) no generará suficiente corriente para controlar 15 LED individuales. Así que he estado buscando formas de manejar múltiples LED con más corriente. Cada LED consumirá aproximadamente 35-40 mA y la corriente de fuente/sumidero del 16F877A es de 25 mA.

La mayoría de mis hallazgos parecen apuntar a transistores, usando la salida de MCU como control. Después de dibujar un boceto en un bloc de notas, me di cuenta de que necesitaría 1 transistor para cada LED; creo que esto hará que el PCB/diseño sea bastante grande considerando que esta matriz de LED se instalará en el volante.

Entonces, ¿hay alguna forma de controlar varios LED sin tener un transistor para cada uno de los LED?

Respuestas (2)

Hay varios circuitos integrados de controlador de LED de corriente constante de 16 canales vendidos específicamente para el tipo de requisito descrito.

Por ejemplo:

  • Texas Instruments TLC5940 : 16 canales LED con PWM, hasta 120 mA cada uno. Quizás el más conocido, con bibliotecas de código abierto disponibles para muchos microcontroladores comunes.
  • ST Microelectronics STP1612PW05 : 16 canales LED con PWM, hasta 60 mA cada uno
  • Linear Technology LT3754 : 16 canales LED con PWM, hasta 50 mA cada uno
  • Allegro A6282 : 16 canales LED, hasta 50 mA cada uno
  • OnSemi CAT4016 : 16 canales LED con PWM, hasta 100 mA cada uno
  • NXP PCU9955 : 16 canales LED con PWM, hasta 57 mA cada uno

Cada uno de estos circuitos integrados se controla mediante algún tipo de interfaz serial , como I2C o SPI, y a frecuencias de reloj lo suficientemente altas como para implementar un tacómetro, incluso uno con LED atenuado y efectos de realce de picos.

Si se utiliza uno de estos circuitos integrados, no solo se podrán controlar todos los LED con un solo componente, sino que también se eliminará la necesidad de resistencias limitadoras de corriente individuales en los 15 LED .

Entonces, solo un IC y algunas piezas de apoyo, además del control en serie desde su microcontrolador.


Otra alternativa es utilizar algún tipo de controlador de LED multiplexado , como el Maxim MAX7219 , que además de su conocido trabajo como controlador de pantalla de 7 segmentos y 8 dígitos, también se puede usar para controlar hasta 64 LED individuales, donde cualquiera El LED se encenderá y consumirá corriente a la vez, por lo tanto, se solucionará la preocupación por el consumo de corriente.

Para aplicaciones prácticas, la respuesta de Anindo es probablemente la mejor: solo obtenga un controlador LED preexistente y siga las notas del controlador.

Si está interesado en una solución más discreta, puede crear un circuito multiplexado discretamente.

La idea es dividir los LED en grupos de tamaño casi igual. La cantidad de grupos y LED en cada grupo debe estar lo más cerca posible entre sí para contar con el mínimo de componentes.

Por ejemplo, si tiene 15 LED, usar 3 grupos de 5 funcionaría bien. 5 grupos de 3 también funcionarán, al igual que 3 grupos de 4 y 1 grupo de 3. El número total de pines/transistores requeridos = #groups + max #LEDs/group. Entonces, en cada una de las soluciones anteriores, necesitaría 8 transistores. La combinación exacta de transistores NPN/PNP que necesitará depende de cómo conecte las cosas.

Luego, para cada grupo, ate todos los ánodos juntos. Luego puede usar un transistor de controlador de grupo PNP para determinar qué grupo se activará. Por otro lado, conectas los pines selectores de LED de grupo. Entonces, el primer LED de cada grupo tendría sus cátodos unidos, el segundo LED de cada grupo tendría sus cátodos unidos, etc. Cada pin selector de LED se acciona mediante un transistor NPN. Si une todos los emisores de transistores NPN, puede salirse con la suya con una sola resistencia limitadora de corriente. Tenga en cuenta que las bases de los transistores PNP aún necesitarán resistencias limitadoras de corriente separadas.

Entonces, el recuento total de la lista de materiales:

8 transistores (según la agrupación, la combinación de NPN/PNP variará. También se pueden usar MOSFETS).

De 4 a 6 resistencias limitadoras de corriente, según el número de agrupaciones que tenga. Uno determinará la corriente de la unidad LED, los otros son solo para limitar la corriente base PNP.

Un esquema rápido con 3 grupos y 5 LED por grupo:

esquemático

También hay un esquema similar que usa una configuración de cátodo común.

Ahora para conducir los LED:

Cambiar rápidamente entre diferentes grupos y encender qué LED de ese grupo desea encender. Si se cambia lo suficientemente rápido (> 120 Hz probablemente sea suficiente), los LED pueden aparecer como si estuvieran todos encendidos.

Como dije anteriormente, esta solución, aunque teóricamente funciona bien, probablemente no funcionará tan bien como las soluciones de paquete publicadas por Anindo. Algunos controladores LED pueden incluso funcionar de esta manera internamente. Un solo paquete suele ser más fácil de manejar, probablemente dará como resultado una PCB más pequeña y potencialmente requiere menos pines de control en su MCU.

Para agregar a esto, si va con transistores NPN y PNP, hay varios circuitos integrados de controlador de fuente de 8 canales, por ejemplo, UDN2981 , y de manera similar circuitos integrados de matriz de controlador de fregadero, que se pueden sustituir, no se necesitan resistencias de polarización, unidad lógica directa. Además, existen matrices de transistores NPN y PNP normales en configuraciones de 4 transistores y superiores, por ejemplo, LM3045 . Menos cantidad de piezas, menos esfuerzo de construcción y menos espacio en PCB que los discretos.