¿Por qué la mayoría de las tiras de LED RGB son un ánodo común en lugar de un cátodo común?

¿Por qué la mayoría de las tiras de LED RGB son un ánodo común en lugar de un cátodo común?

La razón por la cual el ánodo común es más común es porque es más fácil absorber corriente que generarla. Con un ánodo común o un cátodo común, tendrá un terminal conectado directamente a una fuente de alimentación para todos los LED y el otro lado con la resistencia del cuentagotas y un transistor de control por pin (o salidas IC que son transistores en el interior), ya sea de hundimiento o de fuente. una corriente.

Los transistores NMOS / NPN son más fuertes en general, más comunes como discretos y son mejores en el hundimiento de corriente que en el suministro. Necesita transistores PMOS / PNP para generar corriente (pull up) de manera efectiva, pero seguirán siendo más débiles en el abastecimiento que un transistor N equivalente en el hundimiento. Por lo tanto, la mejor solución es conectar un ánodo común al suministro positivo y la corriente de sumidero de cada LED utilizando transistores NMOS.

Los circuitos integrados más antiguos solían estar diseñados exclusivamente con transistores N por razones de velocidad, por lo que eran mucho mejores para obtener corriente que para hundirla. Esto fue particularmente cierto para la lógica TTL utilizada en los chips de la serie 74LS (todavía ampliamente utilizada como chips de interfaz). Un 74LS00 se especifica para hundir 4-8mA, pero solo genera 0.4mA.

Los circuitos integrados CMOS modernos son mucho más simétricos (un ATMEGA328 en un Arduino puede generar o hundir 20 mA) ya que usan PMOS más grandes que NMOS para equilibrar las diferencias fundamentales, pero la convención del ánodo común está bien establecida.

EDITAR (más información): si, por otro lado, está construyendo una matriz, tendrá que tener transistores de fuente y sumidero de corriente. En este caso, puede ser mejor tener más dispositivos en un cátodo común y menos en un ánodo común. La idea aquí es tener algunos dispositivos NMOS gordos que hunden muchas corrientes de LED y muchas fuentes débiles (pines de E / S) que accionan unos pocos LED cada uno. Por supuesto, con las tiras anódicas comunes también podría usar dispositivos PMOS gordos.

Puedo sugerir un par de razones por las cuales se prefiere el ánodo común:

1. Cableado más seguro. Un cable que completa el circuito de un dispositivo remoto a menudo debe recorrer cierta distancia en condiciones mecánicamente estresantes. Es preferible que ese cable esté en el voltaje de tierra en lugar de en el voltaje de alimentación, de modo que si se cortocircuita con el chasis u otros cables, hay menos peligro.

   Esto, en combinación con el uso habitual de la fuente de alimentación de voltaje positivo en lugar de negativo, conduce a favorecer cátodos separados para LED.

2. Transistores NPN más fáciles de fabricar que PNP. Los transistores NPN (en silicio) han tenido una mejor relación precio / rendimiento que los transistores PNP, como se explica en este artículo al azar aquí: [¿Por qué se prefieren los transistores NPN a los PNP?] ( Http://www.madsci.org/posts/archives /2003-05/1051807147.Ph.r.html ). Las configuraciones de conmutación y amplificación posibles con cada tipo de BJT son parte de lo que motivó la preferencia por voltajes de suministro positivos.

   Y para fines de conmutación, un transistor BJT debe usarse en una configuración de emisor común, lo que, para NPN usado con suministro positivo, significa cambiar el lado del lado bajo (cátodo) del LED.

No pude encontrar ninguna razón definitiva , pero me encontré con:

Siempre ha sido mi técnica de contención y diseño absorber la corriente siempre que sea posible, en lugar de obtenerla, por lo que prefiero el ánodo común siempre que sea posible para pantallas y otros dispositivos controlados y escribo todas las rutinas de firmware para proporcionar bajos para la ejecución en lugar de altos. Hay razones obvias en la mayoría de las hojas de datos de que la mayoría de los dispositivos pueden hundirse más de lo que pueden obtener.

- EEng ( fuente )

Puede ser que la ligera ventaja que ofrece la corriente de hundimiento sobre el abastecimiento para la mayoría de los dispositivos, lleva a los fabricantes a diseñar pantallas con una configuración de ánodo común.

En mi experiencia, es más fácil cambiar el lado negativo.

Mucha electrónica tendrá diferentes requisitos de voltaje. Cuando se conecta mucho (por ejemplo, un LED o una tira de LED y un microcontrolador), es probable que tengan una conexión a tierra común, pero diferente voltaje de suministro. La mayoría de los reguladores de voltaje tendrán una conexión a tierra común, una entrada de alto voltaje y una salida de bajo voltaje.

Para cambiar el cátodo (o tierra o lado de 0 V) ​​puede usar un nivel lógico, MOSFET de canal n. Esto requerirá que la puerta alcance algunos voltios por encima de 0 V para que el transistor esté encendido y 0 V para que esté apagado. Esto suele ser bastante fácil para los microcontroladores que van a 3.3 o 5 V.

Para cambiar el ánodo (o lado positivo), para un dispositivo que funciona a un voltaje más alto (digamos 12 V), usaría un MOSFET de canal p de nivel lógico. Esto requiere que le suministre un rango de 0 V a unos pocos voltios por debajo del nivel de suministro (12 V). Esto significa que un microcontrolador de 3,3 V o 5 V no puede controlar directamente el transistor. En su lugar, debe agregar dispositivos adicionales como un MOSFET de n canales y algunas resistencias o un optoaislador y algunas resistencias, etc. La otra opción sería tener un voltaje positivo común de 0 V y que los voltajes negativos sean negativos (por lo tanto, -3.3 o -5 V para un microcontrolador y -12 V para los LED), pero esto requiere que se asegure de que los voltajes negativos no están conectados directamente,

Como tal, cambiar el cátodo es típicamente mucho más fácil.

Debido a que desea controlar los colores individualmente, eso hace que tener un ánodo común (y, por lo tanto, cátodos individuales) sea una forma más fácil de cambiarlos.

Probablemente como cualquier otra cosa, las manos invisibles del mercado libre movieron tanto a los fabricantes como a los consumidores al ánodo común simplemente porque más personas compraron el ánodo común. Casi como la teoría del origen de las especies de Darwin. Dos animales no pueden ocupar el mismo nicho, uno dominará al otro. ¿Por qué ganó AC sobre DC? ¿Por qué VHS ganó a Betamax? ¿Reproductores de MP3 Flash genéricos vs Zune vs iPods? Porque uno era favorecido sobre el otro, y los fabricantes hicieron lo mismo.

Las tiras de LED son diferentes de las piezas electrónicas normales, porque hay muchas compras directas de usuarios finales y consumidores. Y los fabricantes de producción en masa que copiaron las ofertas iniciales solo producirán en masa lo que es rentable.

Los fabricantes ven que los consumidores compran Ánodo común, por lo que producen más. Los consumidores ven más Ánodo común, compran más. Pollo o huevo, el resultado final es el mismo.