Dlaczego większość pasków LED RGB ma wspólną anodę zamiast wspólnej katody?

Dlaczego większość pasków LED RGB ma wspólną anodę zamiast wspólnej katody?

Powodem, dla którego wspólna anoda jest częstsza, jest to, że łatwiej jest pochłaniać prąd niż go pozyskiwać. Zarówno wspólną anodą, jak i wspólną katodą, będziesz mieć jeden zacisk podłączony bezpośrednio do źródła zasilania dla wszystkich diod LED, a druga strona ma rezystor zakraplający i tranzystor sterujący na pin (lub wyjścia IC, które są tranzystorami wewnątrz) albo tonące, albo źródłowe prąd.

Tranzystory NMOS / NPN są generalnie silniejsze, bardziej powszechne jako dyskretne i lepiej pochłaniają prąd niż źródła. Potrzebne są tranzystory PMOS / PNP do skutecznego pozyskiwania prądu (podciągania), ale nadal będą one słabsze przy pozyskiwaniu niż równoważny tranzystor N przy zatapianiu. Dlatego najlepszym rozwiązaniem jest podłączenie wspólnej anody do dodatniego zasilania i odprowadzania prądu z każdej diody LED za pomocą tranzystorów NMOS.

Starsze układy scalone były projektowane wyłącznie z wykorzystaniem tranzystorów N ze względu na szybkość, a więc były znacznie lepsze w pozyskiwaniu prądu niż jego zatapianie. Dotyczyło to w szczególności logiki TTL stosowanej w układach z serii 74LS (nadal powszechnie używanych jako układy interfejsu). 74LS00 jest przeznaczony do zrzucania 4-8 mA, ale źródło tylko 0,4 mA.

Współczesne układy scalone CMOS są znacznie bardziej symetryczne (ATMEGA328 w Arduino może pobierać lub zatapiać 20 mA), ponieważ używają większych PMOS niż NMOS do zrównoważenia podstawowych różnic, ale konwencja wspólnej anody jest dobrze ugruntowana.

EDYCJA (więcej informacji): Jeśli natomiast budujesz matrycę, musisz mieć zarówno obecne źródło, jak i tranzystory tonące. W takim przypadku najlepiej jest mieć więcej urządzeń na wspólnej katodzie, a mniej na wspólnej anodzie. Chodzi o to, aby kilka grubych urządzeń NMOS zatapiało wiele prądów diod LED i wiele słabych źródeł (piny I / O) napędzających po kilka diod LED. Oczywiście ze zwykłymi paskami anodowymi można również użyć grubych urządzeń PMOS.

Mogę zasugerować kilka powodów, dla których preferowana jest wspólna anoda:

1. Bezpieczniejsze okablowanie. Drut, który uzupełnia obwód dla urządzenia zdalnego, często musi przebyć pewną odległość w warunkach stresu mechanicznego. Zaleca się, aby drut miał napięcie uziemienia, a nie napięcie zasilające, aby w przypadku zwarcia z ramą lub innymi przewodami było mniejsze zagrożenie.

   To, w połączeniu ze zwyczajowym stosowaniem dodatniego napięcia zasilania zamiast ujemnego, prowadzi do faworyzowania oddzielnych katod dla diod LED.

2. Tranzystory NPN są łatwiejsze w produkcji niż PNP. Tranzystory NPN (w krzemie) mają lepszy stosunek ceny do wydajności niż tranzystory PNP, jak wyjaśniono w tym losowym artykule: [Dlaczego tranzystory NPN są lepsze niż PNP?] ( Http://www.madsci.org/posts/archives /2003-05/1051807147.Ph.r.html ). To konfiguracje przełączania i wzmacniania możliwe dla każdego rodzaju BJT są częścią tego, co motywowało preferencję dla dodatnich napięć zasilania.

   A do celów przełączania należy zastosować tranzystor BJT we wspólnej konfiguracji emitera, co w przypadku NPN stosowanego z dodatnim zasilaniem oznacza przełączanie dolnej strony (katody) diody LED.

Nie znalazłem żadnych ostatecznych powodów, ale natknąłem się na:

Zawsze uważałem i stosowałem technikę pochłaniania prądu tam, gdzie to możliwe, a nie jego źródła, dlatego wolę wspólną anodę, tam gdzie to możliwe, dla wyświetlaczy i innych napędzanych urządzeń. Piszę wszystkie procedury oprogramowania układowego, aby zapewnić niskie do wykonania, a nie wysokie. powody są oczywiste w większości arkuszy danych, że większość urządzeń może zatapiać więcej, niż może pozyskiwać.

- EEng ( źródło )

Może się zdarzyć, że niewielka przewaga, jaką oferuje zanikający prąd w stosunku do pozyskiwania większości urządzeń, skłania producentów do częstszego projektowania wyświetlaczy w wspólnej konfiguracji anodowej.

Z mojego doświadczenia wynika, że ​​łatwiej jest zmienić stronę negatywną.

Wiele elektroniki będzie miało różne wymagania dotyczące napięcia. Gdy dużo się połączysz (na przykład diodę LED lub pasek LED i mikrokontroler), będą one prawdopodobnie miały wspólną masę, ale inne napięcie zasilania. Większość regulatorów napięcia będzie miała wspólną masę, wysokie napięcie wejściowe i niskie napięcie wyjściowe.

Do przełączania katody (lub uziemienia lub strony 0 V) ​​można użyć poziomu logicznego, M-kanałowego MOSFET. Będzie to wymagało przejścia bramki na kilka woltów powyżej 0 V, aby tranzystor był włączony i 0 V, aby go wyłączyć. Jest to zazwyczaj dość łatwe w przypadku mikrosterowników o napięciu 3,3 lub 5 V.

Aby przełączyć anodę (lub stronę dodatnią), w przypadku urządzenia pracującego na wyższym napięciu (powiedzmy 12 V), użyłbyś MOSFET kanału p poziomu logicznego. Wymaga to podania zakresu od 0 V do kilku woltów poniżej poziomu zasilania (12 V). Oznacza to, że mikrokontroler 3,3 V lub 5 V nie jest w stanie bezpośrednio kontrolować tranzystora. Zamiast tego musisz dodać dodatkowe urządzenia, takie jak n-kanałowy MOSFET i kilka oporników lub optoizolator i kilka oporników i tak dalej. Inną opcją byłoby wspólne napięcie dodatnie 0 V i ujemne napięcia ujemne (więc -3,3 lub -5 V w przypadku mikrokontrolera i -12 V w przypadku diod LED), ale wymaga to upewnienia się, że napięcia ujemne nie są podłączone bezpośrednio,

Jako takie, zmiana katody jest zwykle znacznie łatwiejsza.

Ponieważ chcesz kontrolować kolory indywidualnie, dzięki temu posiadanie wspólnej anody (a tym samym poszczególnych katod) jest łatwiejszym sposobem ich przełączania.

Prawdopodobnie jak wszystko inne, niewidzialne ręce wolnego rynku przeniosły zarówno producentów, jak i konsumentów na wspólną anodę tylko dlatego, że więcej osób kupowało wspólną anodę. Prawie jak teoria pochodzenia gatunku Darwina. Dwa zwierzęta nie mogą zajmować tej samej niszy, jedno będzie dominować nad drugim. Dlaczego AC wygrało z DC? Dlaczego VHS wygrał z Betamax? Generyczne odtwarzacze MP3 Flash vs Zune vs iPody? Ponieważ jeden był uprzywilejowany nad drugim, a producenci poszli w jego ślady.

Taśmy LED różnią się od zwykłych części elektronicznych, ponieważ istnieje wiele bezpośrednich zakupów przez użytkowników i konsumentów. A producenci masowej produkcji, którzy skopiowali początkowe oferty, będą produkować tylko masowo to, co opłacalne.

Producenci widzą, że konsumenci kupują wspólną anodę, więc produkują więcej. Konsumenci widzą więcej wspólnej anody, kupują więcej. Kurczak lub Jajko, wynik końcowy jest taki sam.