Neden çoğu gömülü tasarımdaki LED'ler ters çevriliyor?

36

Tüm değerlendirme tahtalarımda bu zamana kadar sahip olduğumu fark ettim. LED'lerin tümü aktif olarak Mikrodenetleyici Portuna bağlandı. Güvenlik açısından aktif düşük RESET hatlarına sahip olmanın daha iyi olduğunu biliyorum. Ama neden LED'ler?

led embedded

— kimse
kaynak

21

Eski günlerde NMOS ve NPN transistörleri PMOS veya PNP'den çok daha güçlüydü. Böylece hepimiz LED'leri ayarlama alışkanlığına ulaştık, böylece mantıksal girdi akım kaynakları yerine batıyor. Daha fazla önemi yok, ancak eski alışkanlıklar zor ölüyor. Ara sıra LED'leri de diğer tarafa bağladım. IO'nun geçerli sınırına saygı duyduğunuz sürece çalışır.

— 17'de

21

Genellikle bir mikrokontrolörün GÇ pimlerinin kaynaklarından daha fazla akım batması mümkündür. Bu, tüm çip için toplam maksimum akım kaynağını aşmadan daha parlak LED'ler yapabilir. Milajınız elbette değişebilir, her zaman veri sayfasını kontrol edin.

— Woss,

3

TTL, aktif düşük sürücü kavramını deledi ve CMOS I / O, her zaman etkin olmayan yüksek veya değişken girişli / etkin olmayan çekme girişidir. Böylece

— RESET'ten

1

Tarihsel not: TTL girişleri çok yüksek yüzdeydi ve bir girişi düşük kullanmak için ondan akım çekmek zorundaydınız. Bu nedenle TTL çıkışları düşük durumdaki önemli akımı "batırmak" zorunda kalırken, yüksek durumdaki fazla akımı "kaynaklamak" zorunda kalmıyorlardı. (Aslında, açık kollektör çıkışlarına sahip TTL parçaları hiç bir durumda herhangi bir akımı

— Solomon Yavaş

2

Başka bir nokta. "Eski güzel günlerde" LED'ler çok verimsizdi ve gerçekten makul görünmesi için 20mA'ya ihtiyacınız vardı. Bugünlerde 5mA göz kamaştırıyor, bu yüzden kaynak veya lavabo genellikle bir sorun değil.

— Dirk Bruere

42

Hala MCU I / O pinlerinin batan akımdan ziyade daha zayıf tahrik kaynak akımı olduğu durumda.

Tipik bir CMOS MCU çıkışında, DÜŞÜK sürdüklerinde bir N-kanalı MOSFET'i açarlar; ve onlar YÜKSEK sürdüklerinde P-kanallı MOSFET'i açarlar. (İkisini de aynı anda asla açmazlar!) N-kanal vs P-kanal için geçerli olan hareketlilikteki farklılıklar nedeniyle (yaklaşık 2 ila 3 fark faktörü), P'nin yapılması için ekstra çaba harcar. Kanal cihazı, anahtar olarak benzer "kalite" sergiler. Bazıları bu ekstra çabaya gider. Bazı yok. Aksi halde, (N-kanalı) veya kaynak (P-kanalı) akımını batma yeteneği farklı olacaktır.

Bazıları neredeyse simetriktir, çünkü neredeyse batırdıkları kadar kaynak yapabilirler. (Bu, güç kaynağının rayına bir anahtar olduğu kadar, zemine bir anahtar kadar iyi oldukları anlamına da gelir.) Ancak, fazladan bir sorun olsa bile, iki cihazın tamamen benzer olmasını muhtemel kılan başka sorunlar da var ve Yine de genellikle kaynak tarafın hala en azından biraz daha zayıf olduğu durumda.

Ancak son analizde, görmek için veri sayfasına bakıp gitmek her zaman iyi bir fikirdir. İşte PIC12F519'dan bir örnek (Microchip'in hala veri için uçucu olmayan bir iç depolama alanı içeren en ucuz parçalarından biri).

Bu çizelge, CPU kullanırken, DÜŞÜK çıkış voltajını (dikey eksen) vs DÜŞÜK batarya akımına (yatay eksen) gösterir. $V_{CC}=3\:\textrm{V}$

$V_{CC}=3\:\textrm{V}$

Aynı bataklığa karşı kaynak bulma mevcut yeteneklerini göstermeye bile zahmet etmediklerini kolayca görebilirsiniz.

$5\:\textrm{mA}$ $4\:\textrm{mA}$ $230\:\textrm{mV}$ $R_{LOW}=\frac{230\:\textrm{mV}}{5\:\textrm{mA}}\approx 46\:\Omega$ $600\:\textrm{mV}$ $R_{HIGH}=\frac{600\:\textrm{mV}}{4\:\textrm{mA}}\approx 150\:\Omega$ $25^\circ\textrm{C}$

Bu nedenle, bu belirli MCU’yu doğrudan sürmek istediğiniz bir devrede tasarlıyorsanız, $2\:\textrm{V}$ $10\:\textrm{mA}$

$50\:\Omega$ $150\:\Omega$

— Jonk
kaynak

Merhaba Jonk, lütfen yorumlarımın altındaki Olin örneklerini gör ve tekrar gözden geçir. MCU'ların bu şekilde kullanıldığını ve genel olarak mantık cipslerinin olduğunu söylemek mantıklı, ancak bugünlerde öyle değil. Mikroçip her ikisine de baktınız bir istisna gibi görünüyor, ancak

— oradakiler

@TonyM Yaklaşık on yıl önce sayısız cihazı test ettim - MSP430'dan Microchip PIC cihazlarına. Birçok durumda, MCU'lar kaynaklara göre lavabo yeteneklerine daha fazla yaklaşmış olsa da, SADECE kaynak kapasitesini lavabo kapasitesine eşit veya aşan bulduğum bir durum vardı. Ve bu SADECE BİR PIN'in çok belirtildiği ve elde edildiği bir cihazdaydı. Aksi halde hepsi daha düşük bir sürüş sergilemiştir. Verdiğim örnek cihazın noktasına değil, bilmeye değer olduğu kadarıyla. MSP430, örneğin, yaklaşık 60 ohm lavabo ve yaklaşık 100 ohm kaynak sağlar.

— Jonk

@TonyM Yani, detaylar elbette değişse de, bazı cihazlar diğerlerinden daha yakın (zaman zaman daha yakın) olacak olsa da, mesele hala geçerli. Cevabımı burada geliştirmek için, inceleyebileceğim lavabo ve kaynak akımları üzerinde ayrıntılı eğriler sağlayan özel bir cihazınız var mı? Seçilen cihazın ile çalışması gerektiğini varsayalım.

V_{C C} = 3 V

$V_{CC}=3\:\textrm{V}$

Şimdi soruyorsun, hepsini kapattım. Silicon Labs bölümüne bir göz atın ve genellikle NXP veri sayfaları iyi, biraz sonra tekrar kontrol edeceğim. Ancak örneklerim, bugün mantık cipslerinin dengede olduğunu ve dengesizliği bulduğunuz tek derin kazma olduğunu gösteriyor. Bir LED'i bu çıkışlardan herhangi bir şekilde net bir şekilde asabilirsiniz ve iyi çalışırlar. Eski mantığın gittiğini görmek için çıktıların gerçekten tam olarak dengelenmesi gerekmez, tıpkı 1,6 mA evye ve 0,4 mA kaynak olan 4'e 1 oranlı 74LS çıkışlar gibi. Bu yüzden, mesele kaldığını söyleyemez, çoğunlukla yaygın olan eski alışkanlıklardır. Sadece Microchip :-) 'ı sevmiyorsanız :-)

— TonyM

@TonyM Amacım, veri sayfalarına bakmak ve ilgili sağlık kontrollerini yapmak, herhangi bir cihazdan daha fazla. Ayrıca, bazı farklılıklar beklemek makul değildir . Ve eğer bir seçeneğiniz varsa, bugün bile, aktif DÜŞÜK kullanarak biraz daha güvenli olduğunu görebilirsiniz. Ama her zaman KONTROL! Açıkçası, bazı uygulamalar için (örneğin, LED'ler) bugün 20 yıl öncesine göre çok daha muhtemeldir. Fakat OP “Neden?” Diye soruyor. Ne bulduklarını bulurlar. Cevabım bu sorunun cevabı. Hala 3V'da bazı aygıtların eğrilerini (tablo satırlarını değil) görmek istiyorum.

— Jonk

19

Mikrodenetleyici çıkış pinlerinin düşük durumda yüksek durumda kaynak gösterebileceğinden daha fazla akım alabilmesi oldukça yaygındır (eskisi kadar yaygın olmasa da). Sonuç olarak, tasarımcılar LED'leri veya toprak ve pim yerine güç ve pim arasında yüksek (mikrodenetleyici bir pim için) akım gerektiren herhangi bir şeyi koymak için alıştılar. Mikro simetrik kaynak / lavabo kapasitesine sahipse, bu gerekli değildir, ancak hiçbir zararı yoktur.

Örneğin, burada PIC 16F1459 (oldukça yeni ve kesinlikle ana üretim bölümü) veri sayfasından bir kod parçası:

Düşük Voltajlı Gerilim kasasının akımlarının, Yüksek Gerilim Gereci kasasına göre aynı besleme voltajında daha yüksek olduğuna dikkat edin . Ve, lavabo akımları, 600 mV'lık bir artış için belirlenirken, kaynak 700 mV'lık bir düşüş için akar. Sonuçta, bu mikro normal G / Ç pimleri üzerinde oldukça güçlü düşük taraf sürücülerine sahiptir.

Birçok yeni mikroskop simetriktir, görünüşe göre özellikle ilk başta çok fazla kaynak / lavabo kabiliyeti bulunmayanlar.

LED, dijital bir çıkışın idare edebileceğinden daha fazla akım gerektirdiğinde veya en azından bırakmasına izin vermek istediğinizden daha fazla, harici bir transistör kullanmanız gerekir. Düşük taraf şalteri doğal ve basit bir seçimdir. LED daha sonra güç ve bu transistör arasına bağlanır.

— Olin Lathrop
kaynak

1

Merhaba, Cevabınız için bir düzeltme: [o oldu mikrodenetleyici çıkış pimleri o oldukça yaygın olabilir bunlar yüksek devlet kaynak edebileceğinden çok daha düşük durumda daha güncel lavabo. Son 10 yılın veya daha fazlasının mikrodenetleyicileri , battıkları kadar kaynak sağlayan dengeli çıkışlara sahipler ] Tamamen katılıyorum; 8048, 8051, 6811 ve tüm eskilerin durumlarında olduğu, ancak 2005 sonrası ya da bunun gibi şeylerde olduğu gibi değildi. Tüm ARM'ler gibi. Teşekkürler.

— TonyM

1

@Tony: Asimetrik kaynak / lavabo, eskisinden daha az olmasına rağmen hala yaygındır. Daha yeni olan PIC 16F1xxx (özellikle 16F1359) parçalarından birini yeni kontrol ettim. 5 V Vdd ile yüksek çıkış 700 mV düşüşle 3.5 mA'ya ulaşabilir. Düşük çıkış, 600 mV düşüşle 8 mA batırabilir. Bu, modern mikro ortamlarda bile yok olmaktan uzak.

— Olin Lathrop

1

PIC16F1xxxx, eski PIC16Fxxx serisinden bir yükseltmedir, ancak yine de eski teknolojiye sahiptir. Hepsi,% 25 tip geniş toleranslarla mümkün olduğu kadar yakın simetriktir. ve 1 / Vdd duyarlı.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

1

Baktığın için teşekkürler ama Microchip kısmı yanıltıcı görünüyor. Baktım: NXP P89LPC933 (8051, 2004) Iol = Ioh = 20 mA; NXP LPC1111 (ARM, 2010), Iol = Ioh = 4 mA; Iol = Ioh = aynı (yapılandırılabilir) mA ile TI OMAP5910; II = Ioh = 8 mA olan TI TMS320C620; Iol = Ioh = Silikonlu Labs EFM32GG380 (2014) = aynı (konfigüre edilebilir) mA. Evyelerdeki '-' eksikliğini dikkate almayın. Devam edebilirdim, veri kitaplığımdaki hızlıca 5 dakika ... kişisel olarak, on yıllardır dengesiz bir tane görmedim. Lütfen cevabınızı önceki yorumuma benzer şekilde yeniden düzenleyebilir, tam resmi vermek iyi ve cevabınıza zarar vermeyebilirsiniz.

— TonyM

1

@OlinLathrop "6F1xxx serisi, eski 16Fxxx serisi için yeni bir sekanstır." Evet, bunun farkındayım, ancak RdsOn özelliklerini yükseltmemeyi seçtiler, böylece Vol, Voh aynıdır, böylece Q, şerit çizgisi özelliklerini ve zil sesini etkileyen eski tahta tasarımlarında değişmeyecektir. Kontrolsüz empedans pistlerinde yarı yarıya Z sürücüsünün değiştirilmesi (endüktif okuma) bu nedenle, frek. Q = 2pi * f * L (f) / kaynak sürücü için ESR

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

9

Aşağı açılır bir tasarım kullanarak, herhangi bir harici bileşen olmadan 1.8V ama 5V toleranslı bir mikrodenetleyici kullanarak 5V beslemeli bir cihazı (örneğin bir LED) değiştirmek mümkündür .

(Açık tahliye yapılandırılmış) pimi aşağı çekilmediğinde, kayandır, herhangi bir akım çekilmediğinden, voltaj ledin besleme voltajına kadar yükselir ve 5V'a kadar yükselir. Bu, bazı düşük voltajlı mikropların tümü için değil, tamamdır.

Bu şekilde ledleri doğrudan besleme hattından çalıştırabilir ve mikro için daha düşük akım voltaj dönüştürücü kullanabilirsiniz. Bu, örneğin kullanmanın tek yoludur. Daha fazla bileşen eklemeden mavi ledleri 1.8V mikroda.

Örneğin, NXP LPC81xM serisinin pimleri, mikro güçle beslendiğinde, 1.8v'de bile 5v toleranslıdır.

NXP LPC81xM'nin Veri Ayarları

— Pelle
kaynak

0

Çünkü açık tahliye mosfetleri genellikle itme kuvvetinden daha fazla akım emer ve hatta bazen daha geniş bir voltaj aralığına tolerans gösterir. Açık tahliyeli bir LED kullanılması sadece aktif düşük konfigürasyon ile çalışır. Mikro rağmen, bazıları sadece itme çekme vardır.

— Gerilim Spike
kaynak