Mengapa rangkaian jarak jauh IR menggunakan satu pasangan resistor / transistor untuk setiap LED?

Saya telah melakukan beberapa pekerjaan rekayasa terbalik pada protcol untuk remote yang ... menyebalkan. Saya menggantinya dengan salah satu desain saya sendiri, tetapi sementara saya telah memperbaiki antarmuka, jangkauan dan sudut pandang sistem saya sangat buruk. Saya ingin menyelesaikan ini sesegera mungkin ... Saya, uh, menggoreng remote asli saya ketika mencoba untuk debug saya sendiri. =]

Jadi, seperti geek yang baik, saya pikir saya akan meminjam dari kesuksesan orang lain dan menarik diagram sirkuit untuk TV B Gone:

Pertanyaan saya adalah, mengapa memiliki satu resistor dan transistor untuk setiap LED, alih-alih merantai LED secara seri dan mengendalikannya dengan satu transistor yang dikendalikan, pada gilirannya, oleh pin arduino yang masuk melalui resistor tunggal?

Saya tidak punya keraguan untuk menerapkan cara yang sama (terus terang, saya tergoda untuk menggunakan sekitar 32 LED, resistor, dan transistor hanya untuk itu,) tetapi saya ingin memahami mengapa itu dilakukan dengan cara ini.

Tegangan maju untuk LED IR jauh lebih rendah daripada LED cahaya tampak, biasanya sekitar 1,3 V, tetapi naik jika Anda mendorong arus sangat tinggi melaluinya, seperti> 100 mA. Tampaknya tidak ada alasan mengapa Anda tidak dapat menempatkan keduanya secara berurutan, terutama jika Vcc Anda menjadi 5 V. Namun, jika Vcc Anda berasal dari sepasang baterai AA, penurunan tegangan dua LED + tegangan saturasi transistor mungkin mendekati Vcc dan itu dapat membatasi arus keluaran.

Dua output untuk menggerakkan keempat LED adalah untuk menghindari kelebihan output mikrokontroler. Atau lebih baik, harus menghindari kelebihan muatan. Sebuah resistor 120 means berarti arus basis 35 mA per transistor, dan itu sudah terlalu banyak untuk AVR, apalagi 70 mA yang akan digambar sekarang.

2N3904 bukan transistor yang baik untuk ini: itu hanya dinilai pada 100 mA dan hFE rendah mengharuskan arus basis tinggi. Sebuah BC337-40 memiliki hFE minimum 250 pada 100 mA arus kolektor, kemudian 5 mA arus basis harus cukup untuk mengendarainya. Sebuah resistor dasar 820 Ω akan memungkinkan Anda untuk menggerakkan keempat resistor dari 1 pin. BC817 juga memiliki peringkat 500 mA.

Atau Anda bisa menggunakan FET untuk menggerakkan LED. Sebuah PMV20XN dapat menangani beberapa ampere dan memiliki ketahanan on-hanya 25 MQ sehingga akan menghilang hampir kekuasaan apapun. Tegangan gerbang 1,5 V cukup untuk 2,5 A.

sunting
Catatan tentang batasan saat ini. Biasanya kita akan memiliki resistor secara seri dengan LED untuk itu, tetapi jika Anda melihat skema remote control komersial bahwa resistor sering hilang, karena mereka mengandalkan resistansi internal baterai untuk itu, dan kemudian mereka menyimpan yang lain. 0,001 dolar per remote kontrol.

Ini bukan ide yang baik jika Anda daya dari regulator tegangan listrik. Itu akan membatasi arus, tetapi pada tingkat yang terlalu tinggi, dan jika tidak segera menghancurkan LED, itu akan sangat membatasi masa pakainya. Jadi resistor seri kecil direkomendasikan. Pada pasokan 5 V dan 2 LED secara seri, Anda akan memiliki voltase turun sekitar 2,9 - 3,0 V, jadi untuk 100 mA Anda memerlukan resistor 30.. Daya puncak akan mencapai 300 mW, tetapi pada siklus tugas 50% daya rata-rata hanya 150 mW, maka resistor 1/4 W akan berhasil.

Memadukan LED secara seri berarti Anda membutuhkan pasokan tegangan yang lebih tinggi untuk menggerakkan semuanya. Dan menempatkannya secara paralel dapat menyebabkan masalah jika karakteristik LED tidak cocok dengan baik, atau jika transistor Anda tidak dapat menangani arus semua LED sekaligus.

Mereka mungkin menggunakan beberapa pin mikrokontroler untuk fleksibilitas - misalnya, perangkat ini sekarang memiliki opsi untuk menyalakan lebih sedikit LED dan karenanya menghemat daya baterai.

Tampak bagi saya bahwa rangkaian mengharapkan 3904 untuk membatasi jumlah arus yang mengalir melalui mereka ke jumlah yang benar untuk LED. Karena transistor daripada resistor digunakan untuk membatasi arus, dan karena setiap LED berkabel paralel (atau rangkaian LED) memerlukan perangkat pembatas arusnya sendiri, itu menyiratkan penggunaan transistor terpisah untuk setiap LED. Saya tidak berpikir saya akan merancang sirkuit seperti itu, karena sensitif terhadap beta dari 3904, dan karakteristik beta transistor biasanya tidak ditentukan dengan sangat ketat. Namun, rangkaian memang memiliki keuntungan bahwa arus agak kurang sensitif terhadap VDD daripada jika hanya menggunakan transistor hard-switching dan kemudian seri resistor untuk LED.

Adapun penggunaan dua pin prosesor untuk mengontrol dua LED yang terpisah, saya kira bahwa jika LED menunjuk ke arah yang jauh berbeda, pengontrol mungkin mengaktifkannya pada waktu yang berbeda. Sinyal jarak jauh inframerah biasanya bergantian antara 50% PWM dan off. Jika selama waktu "50% PWM" satu drive dua set LED secara bergantian, arus puncak yang diperlukan akan dipotong setengah. Kerugian satu adalah bahwa apa pun yang hanya melihat cahaya dari satu LED akan melihat gelombang pembawa kekuatan penuh, tetapi sesuatu yang melihat beberapa cahaya dari kedua LED akan melihat gelombang pembawa yang kekuatannya adalah perbedaan kekuatan dari cahaya dua LED ' . Faktor ini dapat dikurangi dengan menggunakan misalnya sinyal PWM 25% dan memiliki dua set lampu beroperasi pada seperempat siklus yang berdekatan. Ini akan memungkinkan penggunaan arus LED yang lebih tinggi, yang akan mengimbangi berkurangnya sensitivitas penerima terhadap gelombang PWM non-50%. Selanjutnya, perangkat yang melihat cahaya dari kedua LED akan melihat pembawa 50% bagus.