Чому більшість світлодіодних смуг RGB є загальним анодом замість загального катода?

Чому більшість світлодіодних смуг RGB є загальним анодом замість загального катода?

Причина загального анода частіше зустрічається в тому, що його простіше пропускати струм, ніж джерело. Із загальним анодом, або із загальним катодом у вас буде один термінал, підключений безпосередньо до джерела живлення для всіх світлодіодів, а інша сторона має резистор крапельниці та керуючий транзистор на один контакт (або виходи ІС, які зсередини є транзисторами) або занурюється, або джерело струм.

Транзистори NMOS / NPN в цілому сильніші, більш поширені, як дискретні, і краще протікають струмом, ніж джерелом. Для ефективного джерела струму (підтягування) вам потрібні транзистори PMOS / PNP, але вони все ще будуть слабкішими за джерело, ніж еквівалентний N-транзистор був би при зануренні. Таким чином, найкращим рішенням є підключення загального анода до позитивного джерела живлення та потоку струму від кожного світлодіода за допомогою транзисторів NMOS.

Старі ІМС були розроблені виключно з використанням N транзисторів з міркувань швидкості, і тому вони були набагато кращими при подачі струму, ніж при його зануренні. Особливо це стосується логіки TTL, що використовується в мікросхемах серії 74LS (досі широко використовується як інтерфейсні мікросхеми). Характеристики 74LS00 мають раковину 4-8mA, але джерело лише 0,4mA.

Сучасні ІМС CMOS набагато симетричніші (ATMEGA328 в Arduino може джерело або опускання 20mA), оскільки вони використовують більший PMOS, ніж NMOS, щоб збалансувати фундаментальні відмінності, але конвенція загального анода добре встановлена.

EDIT (Більше інформації): Якщо ви, з іншого боку, будуєте матрицю, вам доведеться мати як джерело струму, так і потокові транзистори. У цьому випадку найкраще мати більше пристроїв із загальним катодом та менше на загальному аноді. Ідея тут полягає у наявності декількох жирних пристроїв NMOS, що занурюють багато струмів світлодіодів та безліч слабких джерел (штифтів вводу / виводу), що керують кількома світлодіодами кожен. Звичайно, із звичайними анодними смужками ви також можете використовувати жирові пристрої PMOS.

Я можу запропонувати пару причин, чому загальний анод віддається перевазі:

1. Більш безпечна проводка. Провід, який завершує схему віддаленого пристрою, часто повинен пройти деяку відстань через механічно напружених умов. Переважно, щоб цей провід був напругою заземлення, а не плюс напругою живлення, так що якщо він замикається на шасі або інші дроти, існує менша небезпека.

   Це в поєднанні із звичайним використанням джерела живлення позитивної напруги, а не негативного, призводить до переваги окремих катодів для світлодіодів.

2. NPN-транзистори простіші у виробництві, ніж PNP. NPN-транзистори (у кремнію) мали кращі співвідношення ціни та продуктивності, ніж транзистори PNP, як пояснено у цій випадковій статті тут: [Чому NPN-транзистори віддають перевагу перед PNP?] ( Http://www.madsci.org/posts/archives /2003-05/1051807147.Ph.r.html ). Саме конфігурації комутації та посилення можливі з кожним видом BJT, що є частиною того, що мотивувало перевагу позитивних напруг живлення.

   А для комутації потрібно використовувати транзистор BJT у загальній конфігурації випромінювачів, що для NPN, що використовується з позитивною подачею, означає перемикання нижньої (катодної) сторони світлодіода.

Я не зміг знайти жодних остаточних причин, але я натрапив:

Це завжди було моїм суперечливим і конструкторським прийомом, щоб занурювати струм там, де це можливо, а не джерело, тому я віддаю перевагу загальному аноду, де це можливо для дисплеїв та інших керованих пристроїв, і я пишу всі підпрограми програмного забезпечення для забезпечення мінімумів для виконання, а не максимумів. Причини очевидні на більшості аркушів даних, що більшість пристроїв може потопити більше, ніж можуть джерела.

- EEng ( джерело )

Можливо, незначна перевага, яке дає поточний струм, аніж джерело джерела для більшості пристроїв, змушує виробників частіше проектувати дисплеї в загальній конфігурації анода.

На мій досвід, простіше переключити негативну сторону.

Багато електроніки матимуть різні вимоги до напруги. Коли ви багато з'єднаєте разом (наприклад, світлодіодна або світлодіодна смуга та мікроконтролер), вони, швидше за все, матимуть загальну заземлення, але різну напругу живлення. Більшість регуляторів напруги матимуть загальний заземлення, високий вхід напруги та низький вихід напруги.

Для перемикання катода (або заземлення або 0 В сторону) ви можете використовувати логічний рівень, n-канальний MOSFET. Це вимагає, щоб затвор перейшов на кілька вольт вище 0 В, щоб транзистор був включений, і 0 В для його вимкнення. Зазвичай це досить легко для мікроконтролерів, які переходять на 3,3 або 5 В.

Для переключення анода (або позитивної сторони) для пристрою, що працює на більш високій напрузі (скажімо, 12 В), ви б використовували логічний рівень p-каналу MOSFET. Для цього потрібно поставити його в діапазоні від 0 В на кілька вольт нижче рівня живлення (12 В). Це означає, що мікроконтролер 3,3 В або 5 В не може безпосередньо керувати транзистором. Натомість вам потрібно додати додаткові пристрої, такі як n-канальний MOSFET і кілька резисторів, або оптоізолятор, кілька резисторів тощо. Іншим варіантом було б мати загальну позитивну напругу 0 В і негативні напруги бути негативними (так -3,3 або -5 В для мікроконтролера і -12 В для світлодіодів), але для цього потрібно переконатися, що негативні напруги не підключаються безпосередньо,

Таким чином, перемикати катод зазвичай набагато простіше.

Оскільки ви хочете керувати кольорами окремо, це робить спільний анод (і, отже, окремими катодами) простіший спосіб їх перемикання.

Напевно, як і все, невидимі руки вільного ринку перенесли як виробників, так і споживачів на загальний анод, просто тому, що більше людей купували загальний анод. Майже як теорія Дарвіна про походження видів. Дві тварини не можуть займати одну нішу, одна буде домінувати над іншою. Чому AC переміг над DC? Чому VHS перемогла над Betamax? Загальні MP3-програвачі Flash vs Zune vs iPods? Тому що один віддав перевагу іншому, а виробники наслідували його.

Світлодіодні стрічки відрізняються від звичайних частин електроніки, оскільки є багато прямих закупівель та споживачів. А виробники серійного виробництва, які скопіювали початкові пропозиції, будуть лише масово виробляти те, що вигідно.

Виробники бачать, що споживачі купують загальний анод, тому вони виробляють більше. Споживачі бачать більше загального анода, вони купують більше. Курка або яйце, кінцевий результат той самий.