Ich versuche, mein erstes Arduino-Projekt zu machen, und ich möchte eine 5x5-Matrix von IR-LEDs ansteuern. Ich möchte immer nur einen eingeschaltet haben.
Ich verstehe, dass ich in einem Array 5 Zeilen für Anoden und 5 Zeilen für Kathoden verwenden kann. Mein Problem ist, dass ich mit einem Arduino keine 100 mA liefern kann.
Was wäre der einfachste Weg für mich, 100 mA für diese LEDs zu liefern? Ich denke, sie brauchen keine Strombegrenzung, wenn ich sie mit 1,35 V Spannung betreiben könnte, würde es perfekt funktionieren. Ich habe ein paar meiner LEDs gemessen und sie verbrauchten genau 100 mA bei 1,35 V.
Ich weiß, dass ich einen Transistor zur Versorgung einer Stromquelle mit höherem Strom verwenden kann, aber ich verstehe nicht, wie ich das mit einer 5x5-LED-Matrix machen könnte. Wie viele Transistoren brauche ich? 5 oder 10? Und wenn ich 10 Transistoren brauche, dann verstehe ich die 5, die 1,35 V liefern, aber was machen die anderen 5? Wie kann ein Transistor 0 V liefern?
Oder, als hässlicher Trick, dachte ich darüber nach, einen Mega zu verwenden und für jede Linie 3 Pins parallel zu verwenden . Ich meine, ein Pin hat eine Strombegrenzung von 40 mA, also würden 3 Pins für 100 mA ausreichen. Auf diese Weise müsste ich mich nicht um eine andere Stromquelle und Transistoren kümmern. Ich könnte das Ganze einfach über USB ausführen. Alles, was ich bräuchte, wären 5 Widerstände. Ist das eine gute Option?
Oder ich habe alternativ darüber nachgedacht, Rainbowduino an sich zu verwenden. Es hat eine Strombegrenzung, und theoretisch könnte ich das Ganze möglicherweise mit 5 V USB betreiben. Aber es scheint wirklich kompliziert zu sein, nur 5x5 LEDs zu steuern. Ich verstehe die ganze Idee nicht, dass die Quelle die Anode und den Strom die Kathode antreibt! Ist es nicht eine Schaltung , ich meine, wir stellen entweder die Quelle oder den Strom ein? Und warum hat die Anode eine Strombegrenzung von 500 mA, während die Kathode 120 mA hat? Obwohl es auf dem Papier gut aussieht, glaube ich, dass ich wirklich nicht auf der Ebene bin, um zu verstehen, wie es funktioniert.
Alles, was ich bräuchte, ist die Steuerung von 5x5 LEDs, von denen jede 100 mA bei 1,35 V benötigen würde. Was wäre der beste Weg, den Sie mir empfehlen würden?
25 IR-LEDs mit jeweils 100 mA geben eine Menge IR-Strahlung ab. Wenn sie eng beieinander liegen, Ihre Pupillen erweitert sind (in Innenräumen ist dies oft der Fall) und/oder Sie sich in der Nähe der Matrix befinden, können Sie Ihre Augen wirklich verletzen.
Das Bild der Matrix wird auf einen winzigen Bereich auf Ihrer Netzhaut fokussiert, und Sie hören/fühlen einen kleinen Knall , wenn das Blut und die Flüssigkeit dort kochen. Sie haben einen permanenten blinden Fleck. Kein Spaß. Übrigens ist es Ihre Aufgabe sicherzustellen, dass Sie verstehen, was Sie tun, und sich nicht selbst verletzen, nicht meine. Ich helfe Ihnen beim Verständnis, aber ich übernehme keine Verantwortung.
Mein Rat: Setzen Sie für die Entwicklung (und wenn möglich die Produktion) hellgrüne LEDs in Reihe und physisch nahe an die IR-LEDs, damit Ihr Blinzelreflex auf ein Minimum aktiviert wird. Verwenden Sie Hardwaretechniken (zusätzlich zur Software), um die Anzahl der leuchtenden LEDs und/oder die an die Matrix gelieferte Leistung zu begrenzen, um sicherzustellen, dass jeweils nur eine LED eingeschaltet ist.
Es gibt viele LED-Ansteuertechniken. Keiner von ihnen hängt davon ab, 1,35 V zu liefern; das ändert sich zwischen LED-Batches, im Laufe der Zeit und mit der Temperatur.
Wenn Sie nur an der Strombegrenzung interessiert sind, reichen ein paar Transistoren aus. Die Gesamtzahl der Transistoren hängt von Ihrer Wahl einer Strombegrenzungsschaltungstopologie ab, die von Ihren Kühlfähigkeiten, dem Routing-Bereich und anderen Einschränkungen abhängt. Es gibt auch Spannungs-/Stromregelungs-ICs und lineare LED-Treiber, die Ihre Arbeit vereinfachen würden. Wenn Sie an Energieeinsparung interessiert sind, können viele Abwärtswandler für eine Strombegrenzung konfiguriert werden, was Ihre Batterielebensdauer maximieren würde.
Möglicherweise möchten Sie eine unbegrenzte Senke und eine begrenzte Quelle haben (oder umgekehrt). Alternativ haben Sie möglicherweise nur eine Stromquelle und muxen sie zwischen den verschiedenen LEDs. Aufgrund der Sicherheitsprobleme, die diesem Projekt innewohnen, würde ich die letztere Option empfehlen.
Wie hast du den LED-Strom gemessen? Eine LED fungiert in Durchlassrichtung als Diode und nimmt so viel Strom auf, wie Sie liefern können, oder zerstört sie an ihrer Stromgrenze. Klingt so, als ob Ihre 1,35-Volt-Versorgung möglicherweise auf 100 mA begrenzt war. Auch wenn es sich um IR-LEDs handelt, muss Ihre Schaltung sie impulsmodulieren?
In jedem Fall könnten Sie einen Strombegrenzer auf der hohen Seite verwenden, der alles sein kann, von einem einzelnen Widerstand (nur einer auf einmal) bis zu einem Stromregler. Siehe LM317-Datenblatt für die Herstellung eines Strombegrenzers mit nur einem Widerstand. Sie benötigen 10 Schaltgeräte. Fünf zum Schalten der High-Seite (positiv) und fünf zum Schalten der Low-Seite (negativ).
Zuerst mache ich eine Notiz, dass Sie nur eine LED auf einmal wollen. (Ich habe jedoch nicht die geringste Ahnung, warum Sie dies tun würden, da sie IR sind.)
Beginnen wir mit einer einfacheren Situation: Angenommen, Sie würden nur 1 mA benötigen. Dann könnten Sie einen 74HC238 verwenden , um die 5 Reihen anzutreiben. Der 74HC238 ist ein Demultiplexer mit 1 Ausgang von 8 hoch. Verwenden Sie einen 74HC138, um die 5 Säulen anzutreiben. Es ist ein ähnliches Gerät, aber mit einem niedrigen aktiven Ausgang. (Ich folge meiner eigenen Konvention, dass Zeilen Strom liefern, Spalten sinken.) Sie würden also die LEDs so platzieren, dass die Anoden mit den Zeilen und die Kathoden mit den Spalten verbunden sind, und in jeder Zeile einen Strombegrenzungswiderstand platzieren.
Jetzt können weder der 74HC138 noch der 74HC238 eine 100-mA-LED direkt ansteuern, also brauchen wir Transistoren, um den Strom zu erhöhen.
Beginnen wir mit dem 74HC238. Dieser hat einen aktiven High-Ausgang, der aktiv Low wird, wenn wir damit einen NPN-Transistor über einen Basiswiderstand ansteuern (der Transistor arbeitet als Inverter). Ebenso ist der 74HC138 aktiv niedrig, aber wenn ein PNP-Transistor angesteuert wird, wird dieser aktiv hoch. Vergessen Sie auch hier nicht die Basiswiderstände. Die Funktionen oder Zeilen und Spalten haben also umgeschaltet, und der 74HC238 treibt die Spalten (Senkstrom) und der 74HC138 treibt die Zeilen (Quellenstrom).
Egal, dass die 100 mA 1,35 V Durchlassspannung liefern, platzieren Sie die Vorwiderstände für die LEDs entweder auf den PNP-Kollektoren oder auf den NPNs. Der Innenwiderstand einer LED ist zu gering, um den Strom regeln zu können, wenn die Spannung beispielsweise aufgrund von Temperaturänderungen etwas abweichen würde.
Anstelle der 5 NPN-Transistoren können Sie auch einen ULN2803A verwenden , wenn Sie möchten. Dies würde Ihnen die Basiswiderstände sparen.
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SteveR
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