ज्यादातर एम्बेडेड डिजाइनों पर एलईडी क्यों उल्टे हैं?

Question

मैंने देखा, मेरे सभी मूल्यांकन बोर्डों पर जो मैंने इस समय तक बनाए थे। एल ई डी सभी माइक्रोकंट्रोलर पोर्ट में सक्रिय कम से जुड़े थे। मैं समझता हूं कि सुरक्षा के दृष्टिकोण से सक्रिय कम RESET लाइनें और ऐसा होना बेहतर है। लेकिन एलईडी क्यों?

Comments

पुराने दिनों में, NMOS और NPN ट्रांजिस्टर PMOS या PNP से बहुत मजबूत थे। इसलिए हम सभी को एलईडी की व्यवस्था करने की आदत हो गई है ताकि तर्क इनपुट वर्तमान स्रोतों के बजाय डूब जाए। यह ज्यादातर किसी भी अधिक मायने नहीं रखता है, लेकिन पुरानी आदतें कठिन मर जाती हैं। मैंने मौके पर एलईडी के दूसरे तरीके से जोड़ा है। यह तब तक ठीक काम करता है जब तक कि आपकी सीमा IO की वर्तमान सीमा का सम्मान करती है।

— '16

यह अक्सर ऐसा होता है कि एक माइक्रोकंट्रोलर के IO पिन स्रोत से अधिक वर्तमान को डुबाने में सक्षम होते हैं। यह पूरी चिप के लिए अधिकतम अधिकतम वर्तमान स्रोत को पार किए बिना उज्जवल एलईडी के लिए बना सकता है। आपका माइलेज अलग-अलग हो सकता है, हमेशा डेटाशीट की जांच करें।

— वॉसनाम

TTL ने सक्रिय कम ड्राइव की धारणा को परिभाषित किया और CMOS I / O सक्रिय पुलअप के साथ / बिना हमेशा निष्क्रिय उच्च या फ्लोटिंग इनपुट है। इस प्रकार RESET के बाद LED OFF

— टोनी स्टीवर्ट Sunnyskyguy EE75

ऐतिहासिक नोट: टीटीएल इनपुट उच्च गति से तैरता है, और इनपुट कम ड्राइव करने के लिए, आपको इसमें से करंट खींचना होगा। यही कारण है कि टीटीएल आउटपुट को निम्न स्थिति में महत्वपूर्ण प्रवाह को "सिंक" करने में सक्षम होना पड़ा, जबकि उन्हें उच्च राज्य में "चालू" बहुत चालू नहीं होना था। (वास्तव में, खुले कलेक्टर आउटपुट के साथ टीटीएल पार्ट्स उच्च स्थिति में किसी भी वर्तमान को चालू नहीं कर सकते हैं।)

— सोलोमन स्लो

एक अन्य बिंदु। "अच्छे पुराने दिनों में" एल ई डी बहुत अक्षम थे और उन्हें उचित दिखने के लिए आपको वास्तव में 20mA की आवश्यकता थी। इन दिनों 5mA चकाचौंध है, इसलिए स्रोत या सिंक आमतौर पर एक मुद्दा नहीं है।

— डिर्क ब्रुअरे

Answer 1

यह अभी भी मामला है कि MCU I / O पिंस में अक्सर कमजोर ड्राइव होता है जो वर्तमान को डूबने की तुलना में चालू करता है।

एक सामान्य CMOS MCU आउटपुट में, जब वे LOW चलाते हैं, तो वे एक N- चैनल MOSFET को चालू करते हैं; और जब वे हाई ड्राइव करते हैं तो वे एक P- चैनल MOSFET को चालू करते हैं। (वे दोनों को कभी भी एक ही समय में चालू नहीं करते हैं!) गतिशीलता में अंतर के कारण जो एन-चैनल बनाम पी-चैनल (लगभग 2 से 3 अंतर के एक कारक के लिए) पर लागू होते हैं, यह पी बनाने के लिए अतिरिक्त प्रयास करता है- चैनल डिवाइस एक स्विच के समान "गुणवत्ता" प्रदर्शित करता है। कुछ उस अतिरिक्त प्रयास में जाते हैं। कुछ नहीं। यदि नहीं, तो (एन-चैनल) या स्रोत (पी-चैनल) को सिंक करने की क्षमता अलग होगी।

उनमें से कुछ लगभग सममित हैं, इसमें वे लगभग उतना ही स्रोत बना सकते हैं जितना वे डूब सकते हैं। (जिसका मतलब है कि वे जमीन पर स्विच करने के बारे में बहुत अच्छे हैं क्योंकि वे बिजली की आपूर्ति रेल के लिए एक स्विच हैं।) लेकिन जब भी अतिरिक्त परेशानी का प्रयास किया जाता है, तो ऐसे अन्य मुद्दे हैं जो यह संभावना नहीं बनाते हैं कि दोनों डिवाइस पूरी तरह से समान होंगे और यह अभी भी आमतौर पर मामला है कि सोर्सिंग पक्ष अभी भी कम से कम कुछ कमजोर है।

लेकिन अंतिम विश्लेषण में, डेटाशीट को देखने के लिए खुद को देखने के लिए हमेशा एक अच्छा विचार है। यहां PIC12F519 (माइक्रोचिप से सबसे सस्ता भागों में से एक उदाहरण है जिसमें अभी भी डेटा के लिए कुछ आंतरिक, लिखने योग्य गैर-वाष्पशील भंडारण शामिल है।)

इस चार्ट से पता चलता है कम उत्पादन वोल्टेज (ऊर्ध्वाधर अक्ष) कम वर्तमान (क्षैतिज अक्ष) डूब, जब सीपीयू उपयोग कर रहा है बनाम :$V_{CC}=3\:\textrm{V}$

यह चार्ट उच्च आउटपुट वोल्टेज (वर्टिकल एक्सिस) बनाम हाई सोर्सिंग करंट (क्षैतिज अक्ष) को दिखाता है, जब CPU :$V_{CC}=3\:\textrm{V}$

आप आसानी से देख सकते हैं कि वे वर्तमान क्षमताओं को सोर्सिंग बनाम एक ही सिंक दिखाने की कोशिश करने से भी परेशान नहीं होते हैं।

उन्हें पढ़ने के लिए, ऐसा करंट चुनें, जो दोनों चार्ट पर समान परिमाण का हो (बहुत मुश्किल है, है न?) पहले चार्ट पर और । दूसरा। (जैसा कि हम प्राप्त कर सकते हैं करीब।) आप देख सकते हैं कि PIC12F519 आम तौर पर पहले एक के बारे में छोड़ देगा , के बारे में आंतरिक प्रतिरोध का सुझाव देता है। । इसी तरह, आप देख सकते हैं कि PICF519 आम तौर पर दूसरे चार्ट पर लगभग को गिरा देगा , के बारे में आंतरिक प्रतिरोध का सुझाव देगा।$5\:\textrm{mA}$$4\:\textrm{mA}$$230\:\textrm{mV}$$R_{LOW}=\frac{230\:\textrm{mV}}{5\:\textrm{mA}}\approx 46\:\Omega$$600\:\textrm{mV}$$R_{HIGH}=\frac{600\:\textrm{mV}}{4\:\textrm{mA}}\approx 150\:\Omega$। बहुत समान नहीं है। (नोट: मैंने लिए कर्व्स से डेटा निकाला है ।)∘ 25 Ω सी$25^\circ\textrm{C}$

इसलिए यदि आप इस विशेष MCU को एक सर्किट में डिजाइन कर रहे थे, जहाँ आप सीधे LED को लगभग चलाना चाहते थे , तो आप इसे किस तरह से तार देंगे ? यह स्पष्ट है कि आपको LOW को ON समझना होगा, क्योंकि यही एकमात्र तरीका है कि डेटाशीट कहती है कि आप आउटपुट के वर्तमान अनुपालन को बढ़ावा देने के लिए बाहरी ट्रांजिस्टर की आवश्यकता के बिना, बिल्कुल सफल हो सकते हैं।$2\:\textrm{V}$$10\:\textrm{mA}$

[आप यह भी ध्यान रख सकते हैं कि पास की डूबती बनाम सोर्सिंग धाराओं में ऊपर की गणना दो प्रतिरोध मान दिखाती है जो एक दूसरे से लगभग तीन का कारक है (लगभग बनाम ।) यह संभवतः है। गतिशीलता में अंतर के लिए संयोग नहीं है जो मैंने शुरू में उल्लेख किया था, पी-चैनल और एन-चैनल मस्जिदों के बीच।]$50\:\Omega$$150\:\Omega$

Comments

हाय जोंक, कृपया मेरी टिप्पणियों को ओलिन के नीचे और पुनर्विचार के लिए एक उदाहरण देखें। यह कहना उचित है कि MCUs इस तरह से होते थे, और इन दिनों लॉजिक चिप्स, लेकिन इन दिनों ऐसा नहीं था। माइक्रोचिप एक ऐसा अपवाद प्रतीत होता है जिसे आप दोनों देख चुके हैं, लेकिन वे शायद ही कभी वॉल्यूम मार्केट से बाहर हैं :-)

— टोनीएम

@TonyM मैंने लगभग दस साल पहले अनगिनत उपकरणों का परीक्षण किया है - MSP430 से माइक्रोचिप PIC उपकरणों तक। हालांकि कई मामलों में MCUs को स्रोत बनाम सिंक क्षमताओं में बहुत करीब मिल गया है, केवल एक मामला था जहां मुझे सिंक क्षमता के बराबर या अधिक स्रोत क्षमता मिली। और यह एक ऐसे उपकरण में था जहां केवल एक पिन ही निर्दिष्ट और प्राप्त किया गया था। अन्यथा, सभी ने निचली ड्राइव का प्रदर्शन किया। मेरे द्वारा दिए गए उदाहरण डिवाइस के बिंदु तक नहीं, लेकिन इतना पर्याप्त है कि यह जानने लायक है। उदाहरण के लिए, MSP430 लगभग 60 ओम सिंक और लगभग 100 ओम स्रोत प्रदान करता है।

— Jonk

@TonyM इसलिए जब विवरण अलग-अलग होते हैं, निश्चित रूप से, और कुछ डिवाइस दूसरों की तुलना में करीब (कई बार अधिक) करीब होंगे, तो बिंदु बना रहता है। क्या आपके पास एक विशिष्ट उपकरण है जो सिंक और स्रोत धाराओं पर विस्तृत वक्र प्रदान करता है जिनकी मैं जांच कर सकता हूं, ताकि मैं अपने उत्तर को बेहतर बना सकूं? मान लें कि चयनित डिवाइस को साथ काम करना चाहिए , ताकि मैं सेब को सेब रख सकूं। मुझे उत्तर सुधारने में मज़ा आएगा। $V_{CC}=3\:\textrm{V}$

— जोंक

अब आप पूछ रहे हैं, मैंने उन्हें सब बंद कर दिया है। सिलिकॉन लैब्स के हिस्से पर एक नज़र डालें और आमतौर पर NXP डेटाशीट अच्छे हैं, मुझे थोड़ा सा रीचेक करना होगा। लेकिन मेरे उदाहरण बताते हैं कि लॉजिक चिप्स आज संतुलित हैं और इसकी गहरी खुदाई से आपको असंतुलन का पता चलता है। आप स्पष्ट रूप से इन आउटपुट से एक तरह से एलईडी लटका सकते हैं और वे ठीक काम करेंगे। आउटपुट को देखने के लिए वास्तव में ठीक-ठीक संतुलित होने की ज़रूरत नहीं है कि पुराना तर्क चला गया है, जैसे कि 1.6 mA सिंक और 0.4 mA स्रोत के साथ 74LS आउटपुट, 4-टू -1 अनुपात। तो कोई यह नहीं कह सकता कि यह बिंदु बना हुआ है, यह ज्यादातर पुरानी आदतें हैं। जब तक आप केवल माइक्रोचिप :-) से प्यार नहीं करते हैं

— टोनीएम

@ टोमनी माई पॉइंट डेटशीट को देखने और उससे जुड़ी हुई पवित्रता जांच करने के बारे में अधिक है, क्योंकि यह किसी एक डिवाइस के बारे में है। हालांकि, हालांकि, कुछ अंतर का अनुमान लगाना अनुचित नहीं है । और अगर आपके पास कोई विकल्प है, तो आप पा सकते हैं कि यह आज भी सक्रिय-कम उपयोग करके थोड़ा अधिक सुरक्षित है। लेकिन हमेशा CHECK !! स्पष्ट रूप से, कुछ अनुप्रयोगों के लिए (उदाहरण के लिए एलईडी) 20 साल पहले की तुलना में आज कहीं अधिक संभावना है। लेकिन ओपी "क्यों?" के बारे में पूछ रहा है। वे वही पाते हैं जो वे पाते हैं। मेरा जवाब उस सवाल का जवाब है। मैं अभी भी 3V पर कुछ डिवाइस के कुछ घटता (तालिका पंक्तियाँ नहीं) देखना चाहूंगा।

— जोंक

Answer 2

यह काफी सामान्य है (हालाँकि यह उतना सामान्य नहीं है जितना पहले हुआ करता था) कि माइक्रोकंट्रोलर आउटपुट पिन निम्न अवस्था में अधिक प्रवाह कर सकते हैं क्योंकि वे उच्च अवस्था में स्रोत कर सकते हैं। नतीजतन, डिजाइनरों को एलईड, या कुछ और डालने की आदत होती है, जो बिजली और पिन के बीच जमीन और पिन के बीच एक उच्च (एक माइक्रोकंट्रोलर पिन के लिए) की आवश्यकता होती है। जब माइक्रो में सममित स्रोत / सिंक क्षमता होती है, तो यह आवश्यक नहीं है, लेकिन कोई नुकसान भी नहीं करता है।

उदाहरण के लिए, यहाँ PIC 16F1459 से एक स्निपेट है (हाल ही में और निश्चित रूप से मुख्यधारा के उत्पादन का हिस्सा) डेटशीट:

ध्यान दें कि आउटपुट हाई वोल्टेज केस की तुलना में आउटपुट लो वोल्टेज केस के लिए धाराएं समान सप्लाई वोल्टेज पर कितनी अधिक होती हैं । और, सिंक धाराओं को 600 एमवी वृद्धि के लिए निर्दिष्ट किया जाता है, जबकि स्रोत 700 एमवी ड्रॉप के लिए होता है। कुल मिलाकर, इस माइक्रो के पास अपने नियमित I / O पिंस पर काफी कम साइड ड्राइवर हैं।

कई नए माइक्रोमीटर सममित हैं, विशेष रूप से विशेष रूप से वे जो पहले स्थान पर बहुत अधिक स्रोत / सिंक क्षमता नहीं रखते हैं।

जब एलईडी को डिजिटल आउटपुट की तुलना में अधिक वर्तमान की आवश्यकता होती है, या कम से कम जितना आप इसे संभालना चाहते हैं, तो आपको बाहरी ट्रांजिस्टर का उपयोग करने की आवश्यकता होती है। एक कम साइड स्विच प्राकृतिक और सरल विकल्प है। एलईडी तब बिजली और इस ट्रांजिस्टर के बीच जुड़ा हुआ है।

Comments

हाय, आपके उत्तर के लिए एक सुधार: [यह था काफी आम माइक्रोकंट्रोलर उत्पादन पिंस कि हो सकता है की तुलना में वे उच्च राज्य में स्रोत कर सकते हैं कम राज्य में वर्तमान सिंक। पिछले 10 वर्षों या उससे अधिक के माइक्रोकंट्रोलर्स के पास उस स्रोत के संतुलित आउटपुट होते हैं ] जितना वे सिंक करते हैं ] मैं पूरी तरह से सहमत हूं यह 8048, 8051, 6811 और सभी पुराने'स के साथ था, लेकिन 2005 के बाद या थैरेआउट-आईश सामान के साथ ऐसा नहीं था। सभी एआरएम की तरह। धन्यवाद।

— टोनीएम

@ टॉनी: असममित स्रोत / सिंक अभी भी आम है, हालांकि इससे कम उपयोग किया जाता था। मैंने अभी PIC 16F1xxx (16F1359 विशेष रूप से) भागों में से एक की जाँच की, जो काफी नए हैं। 5 V Vdd के साथ एक उच्च आउटपुट 700 mV ड्रॉप के साथ 3.5 mA स्रोत कर सकता है। एक कम आउटपुट 600 mV ड्रॉप के साथ 8 mA सिंक कर सकता है। आधुनिक माइक्रो में भी यह चला गया है।

— ओलिन लेट्रोप

PIC16F1xxxx पुरानी PIC16Fxxx लाइन से अपग्रेड हैं लेकिन फिर भी प्राचीन तकनीक हैं। वे सभी सममित हैं जितना संभव हो उतना व्यापक सहिष्णुता के साथ करीब 25% टाइप करें। और 1 / Vdd संवेदनशील।

— टोनी स्टीवर्ट Sunnyskyguy EE75

देखने के लिए धन्यवाद, लेकिन माइक्रोचिप वाला हिस्सा भ्रामक लगता है। मैंने देखा: IX = Ioh = 20 mA के साथ NXP P89LPC933 (8051, 2004); IX = Ioh = 4 mA के साथ NXP LPC1111 (ARM, 2010); TI OMAP5910 Iol = Ioh = समान (विन्यास योग्य) mA के साथ; Iol = Ioh = 8 mA के साथ TI TMS320C620; सिलिकॉन लैब्स EFM32GG380 (2014) Iol = Ioh = समान (विन्यास) मा के साथ। लापता '-' को सिंक पर ध्यान न दें। मेरी डेटाशीट लाइब्रेरी में सिर्फ 5 मिनट ही जा सकते थे ... व्यक्तिगत रूप से, मैंने दशकों में असंतुलित नहीं देखा। कृपया आप अपने उत्तर को मेरी पूर्व टिप्पणी के समान संपादित कर सकते हैं, पूरी तस्वीर देने के लिए अच्छा है और ऐसा करने के लिए आपके उत्तर के लिए हानिरहित है।

— टोनीएम

@OlinLathrop "6F1xxx श्रृंखला पुरानी 16Fxxx श्रृंखला का एक हालिया क्रम है।" हाँ मुझे इस बारे में पता है, लेकिन उन्होंने RdsOn चश्मा को उन्नत नहीं करने के लिए चुना ताकि Vol, Voh समान हैं ताकि Q विरासत बोर्ड के डिजाइनों में न बदले जो स्ट्रिपलाइन विशेषताओं और रिंगिंग को प्रभावित करता है। अनियंत्रित प्रतिबाधा पटरियों (पढ़ें आगमनात्मक) पर आधे से ड्राइवर Z को बदलने से रिंगिंग से झूठे किनारों का कारण हो सकता है) इसलिए, दादा ने अधिकतम f.clk पर काम करने वाले लोगों के लिए चश्मा लगाया। Q = 2pi * f * L (f) / स्रोत ड्राइव के लिए ESR

— टोनी स्टीवर्ट Sunnyskyguy EE75

Answer 3

एक पुल-डाउन डिज़ाइन का उपयोग करके 5 वी आपूर्ति के साथ एक डिवाइस (जैसे एक एलईडी) को स्विच करना संभव है, बिना किसी बाहरी घटकों के 1.8 वी लेकिन 5 वी सहिष्णु माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करना ।

जब (ओपन-ड्रेन कॉन्फिगर) पिन को नीचे नहीं खींचा जाता है तो वह तैरता है, क्योंकि कोई करंट नहीं खींचा जाता है ताकि वोल्टेज 5V तक लेड के सप्लाई वोल्टेज तक तैर जाए। यह कुछ के लिए ठीक है, लेकिन सभी लो-वोल्टेज माइक्रोस नहीं।

इस तरह आप सीधे सप्लाई लाइन से लेड को चला सकते हैं और माइक्रो के लिए कम करंट वोल्टेज का उपयोग कर सकते हैं। यह उदाहरण के लिए उपयोग करने का एकमात्र तरीका है। अधिक घटकों को जोड़ने के बिना 1.8v माइक्रो पर नीले रंग का नेतृत्व करता है।

उदाहरण के लिए NXP LPC81xM श्रृंखला के पिन 5v सहिष्णु हैं, जब माइक्रो संचालित होता है, 1.8v पर भी

NXP LPC81xM का डेटासेट

Answer 4

क्योंकि खुली नाली के मच्छर आम तौर पर धक्का खींचने की तुलना में अधिक चालू होते हैं और कभी-कभी एक व्यापक वोल्टेज सीमा को भी सहन करते हैं। खुली नाली के साथ एक एलईडी का उपयोग केवल एक सक्रिय कम कॉन्फ़िगरेशन के साथ काम करता है। हालांकि माइक्रो पर निर्भर करता है, कुछ केवल पुश पुल हैं।