Aktivierung mehrerer LEDs mit einem oder mehreren Transistoren

Ich muss vier LEDs gleichzeitig aktivieren, wenn das Signal von 0 V bis 5 V variiert . Ich habe den Transistor, den ich verwenden werde, noch nicht definiert, aber vorher möchte ich wissen, wie dies am besten funktioniert, mit Schema 1 oder mit Schema 2: Aktivieren Sie alle LEDs mit einem einzelnen Transistor oder jeder LED, die von a aktiviert werden soll dedizierter Transistor.

Ich weiß, ich sollte den Strom berücksichtigen, der zwischen Sammler und Absender fließt, um zu bestimmen, welche der beiden Methoden verwendet werden soll, aber ich würde gerne wissen, welche die richtigste ist.

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Beides wird gut funktionieren. Der Bau der zweiten Schaltung ist jedoch offensichtlich teurer (und das manuelle Löten nimmt mehr Zeit in Anspruch), sodass Sie wahrscheinlich die erste Option (einzelner Transistor) wählen werden.

Die zweite Option (mehrere Transistoren) kann eine bessere Wahl sein, wenn viel Strom durch die LEDs fließt. Sie können den Strom dann über mehrere Transistoren teilen, die daher kleiner sein können (manchmal sind 4 kleine Transistoren billiger als ein großer, und die Wärme kann leichter abgeführt werden). Aber angesichts der Strömungen in Ihrem Fall spielt es keine Rolle.

Beide Methoden funktionieren, aber ich würde im Allgemeinen die erste verwenden, da sie einfacher ist und weniger Teile erfordert.

Wenn das Signal wie von einem digitalen CMOS-Ausgang aktiv in beide Richtungen angesteuert wird, benötigen Sie den Widerstand zwischen Basis und Masse nicht. Mit anderen Worten, Sie können R2 in der ersten Schaltung und R10, R11, R12 und R13 in der zweiten verlieren.

Wie Sie sagen, muss der Transistor in der ersten Schaltung in der Lage sein, den kombinierten LED-Strom zu verarbeiten. Für vier normale Anzeige-LEDs ist dies keine große Einschränkung.

Abhängig von der Spannung der LEDs können Sie möglicherweise zwei gleichzeitig mit einem einzigen Widerstand in Reihe schalten. Wenn diese beispielsweise mit 1,8 V Vorwärtsabfall rot sind und der Transistor in Sättigung auf 200 mV geht, bleiben noch 1,2 V für einen Widerstand übrig, um den Strom einzustellen. Wenn Sie dies tun, leuchten dieselben LEDs mit derselben Helligkeit, aber mit der Hälfte des verwendeten Stroms.

Grüne LEDs mit 2,1 V Abfall sind am Rand, können aber doppelt arbeiten. Zwei LEDs würden um 4,2 V abfallen. Bei einem gesättigten Transistor von 200 mV verbleiben noch 600 mV für den Strombegrenzungswiderstand. Insbesondere wenn Sie nicht versuchen, die LEDs an ihre Grenzen zu bringen, kann dies eine legitime Stromersparnis sein.

Beide Schaltkreise funktionieren.

Die erste Schaltung ist völlig ausreichend, es sei denn, Sie legen Wert auf eine unabhängige Steuerung jeder LED.

Die zweite Schaltung hat den Vorteil, dass Sie bei Bedarf einzelne LEDs unabhängig voneinander ein- oder ausschalten können und den (offensichtlichen) Nachteil, mehr Komponenten zu benötigen.

Fast jeder NPN-Transistor funktioniert. Wenn die LEDs weiß sind, haben sie eine Spannung von ca. 3 V. Also I pro LED = V / R = (5-3) / 560R = 3,6 mA pro LED oder ungefähr 15 mA für alle 4 LEDs. Fast jeder kleine NPN-Transistor funktioniert hier.

Unter der Annahme, dass Ihre LED jeweils 20 mA benötigt, benötigt Schaltung A einen Transistor, der ungefähr 80 mA ansteuern kann. Die meisten Transistoren können die Arbeit problemlos erledigen.

Auf dem zweiten Stromkreis benötigt jeder Zweig des Stromkreises 20 mA. Auch dies ist kein Problem für Transistoren.

Aus technischer Sicht ist Schaltung A kostengünstiger, da Sie weniger Komponenten benötigen (wodurch die zukünftigen Immobilien- und Stückkosten der Platine reduziert werden). Der Hauptvorteil des zweiten ist die Möglichkeit, jede LED einzeln zu steuern.

Eine Möglichkeit, die Schaltung 1 zu verbessern, besteht darin, zwei LEDs pro Bein zu koppeln und den Widerstand entsprechend zu reduzieren. Auf diese Weise wird jedes Bein immer noch mit 20 mA betrieben, aber Sie reduzieren Ihren Gesamtstrom um die Hälfte und reduzieren die Spannung, die durch die einzelnen Strombegrenzungswiderstände verloren geht.

Diese Schaltung ist bei Teilen effizienter und spart zwei Widerstände:

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Es heißt Emitter Follower. Die Spannung, die die LEDs sehen, ist die Eingangsspannung minus 0,6 V. Aus diesem Grund benötigen Sie einen CMOS-Ausgang, der nahe an 5 V ansteuern kann. Ein TTL-Ausgang benötigt möglicherweise einen Pullup-Widerstand, um 5 V zu erreichen.

Für eine 5-V-Versorgung benötigen Sie 220-Ohm-Widerstände für eine anständige Helligkeit mit roten oder grünen LEDs. 560 wird funktionieren, aber es wird dunkel sein. Blaue LEDs müssen noch niedriger sein.

Aufgrund Ihrer Fragen habe ich das Gefühl, dass Sie die Schaltkreise falsch verstehen. Beide sind "elektrisch korrekt". Wenn die Frage wäre: 1 - welches ist einfacher zu bauen?, 2 - welches hat weniger Teile (zuverlässiger), 3 - welches hat mehr LED-Steuerung? Usw., dann könnten Sie entscheiden, welche Schaltung Sie sollten verwenden. Die Menge des "Stroms vom Kollektor zum Emitter" wäre jedoch KEIN Parameter, um zu bestimmen, welche Schaltung verwendet werden soll. Dieser Parameter wird verwendet, um die Stromkapazität des einzelnen Transistors oder der 4 "äquivalenten" Transistoren zu bestimmen.
Wenn Sie sich für einen einzelnen Transistor entscheiden, sollte dieser Transistor in der Lage sein, den vierfachen Strom jedes der "vier" Transistoren zu verarbeiten.

Zum Beispiel benötigt jede LED 15 mA, dann benötigen Sie einen einzelnen Transistor, der 60 mA (min.) Behandelt, ODER vier Transistoren, die jeweils 15 mA (min.) Behandeln.

Ich hoffe, dass dies deutlich macht, dass die Stromfähigkeit des Transistors (der Transistoren) NICHT der entscheidende Faktor für die Auswahl von Schaltung 1 oder 2 ist.