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

La razón por la que el ánodo común es más común es porque es más fácil hundir la corriente que generarla. Ya sea 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 tendrá la resistencia de descarga y un transistor de control por pin (o salidas IC que son transistores en el interior) ya sea que se hunde o se aprovisiona. una corriente.

Los transistores NMOS / NPN son más fuertes en general, más comunes como discretos y son mejores en la corriente de hundimiento que en la fuente. Necesita los transistores PMOS / PNP para generar la corriente de manera efectiva, pero aún serán más débiles en el suministro que un transistor N equivalente en el hundimiento. Por lo tanto, la mejor solución es conectar un ánodo común a la corriente positiva de suministro y sumidero de cada LED mediante transistores NMOS.

Los IC más antiguos solían diseñarse utilizando exclusivamente transistores N por razones de velocidad, por lo que eran mucho mejores en el suministro de corriente que en su hundimiento. Esto fue particularmente cierto en el caso de la lógica TTL utilizada en los chips de la serie 74LS (todavía se usa ampliamente como chips de interfaz). Se especificó que un 74LS00 se hunda 4-8mA, pero solo obtiene 0.4mA.

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

EDITAR (Más información): si, por otro lado, está creando una matriz, tendrá que tener transistores de fuente actual y sumidero. En este caso, puede ser mejor tener más dispositivos en el cátodo común y menos en un ánodo común. La idea aquí es tener algunos dispositivos NMOS grandes que hundan muchas corrientes de LED y muchas fuentes débiles (pines de E / S) que impulsan unos pocos LEDs cada uno. Por supuesto, con las tiras de ánodo comunes también se pueden usar dispositivos PMOS gruesos.

Puedo sugerir un par de razones por las que 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 a través de condiciones mecánicamente estresantes. Es preferible que el cable tenga una tensión de conexión a tierra en lugar de una tensión de alimentación superior, de modo que si se cortocircuita con el chasis u otros cables, existe menos riesgo.

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

2. Los transistores NPN son más fáciles de fabricar que PNP. Los transistores NPN (en silicio) tienen 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? sobre PNP?] ( enlace ). Son las configuraciones de conmutación y amplificación posibles con cada tipo de BJT lo que motivó la preferencia por voltajes de alimentación positivos.

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

No pude encontrar ninguna razón definitiva , pero encontré:

  

Siempre que ha sido posible, siempre ha sido mi técnica de contención y diseño la de hundir la corriente, en lugar de utilizarla. Por lo tanto, 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. Las razones son obvias en la mayoría de las hojas de datos de que la mayoría de los dispositivos pueden hundir más de lo que pueden obtener.

- EEng ( fuente )

Puede ser que la ligera ventaja que ofrece la corriente de hundimiento sobre la fuente para la mayoría de los dispositivos, lleve a los fabricantes más a menudo a diseñar pantallas en una configuración de ánodo común.

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

Muchos dispositivos electrónicos tendrán diferentes requisitos de voltaje. Cuando se conectan mucho entre sí (por ejemplo, un LED o una tira de LED y un microcontrolador) es probable que tengan una conexión a tierra común, pero con un voltaje de suministro diferente. 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 el lado de 0 V) puede usar un nivel lógico, MOSFET de n canales. Esto requerirá que la compuerta alcance algunos voltios por encima de 0 V para que el transistor esté encendido y 0 V para que esté apagada. Esto suele ser bastante fácil para los microcontroladores que llegan a 3.3 o 5 V.

Para cambiar el ánodo (o el lado positivo), para un dispositivo que opera a un voltaje más alto (por ejemplo, 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 canal n 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, lo que evitaría, por ejemplo, que se ejecute una tira de luz LED y un Arduino con la misma fuente de alimentación sin otros dispositivos electrónicos adicionales.

Como tal, el cambio del cátodo suele ser 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 compraban el ánodo común. Casi como la teoría de origen de las especies de Darwin. Dos animales no pueden ocupar el mismo nicho, uno dominará al otro. ¿Por qué AC ganó a DC? ¿Por qué VHS ganó a Betamax? ¿Reproductores de MP3 flash genéricos vs Zune vs iPods? Porque uno fue favorecido sobre el otro, y los fabricantes siguieron su ejemplo.

son diferentes de las partes electrónicas normales, porque hay una gran cantidad de usuarios finales y de consumidores que compran directamente. Y los fabricantes de producción en masa que copiaron las ofertas iniciales solo producirán en masa lo que sea rentable.

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