Detección automática de falla de LED

Los fallos de componentes se dividen en 3 categorías y generalmente en este orden;

1. Proceso incorrecto (soldadura, manejo y control de ESD)
2. Mal diseño
3. parte mala

Teniendo en cuenta que todos los LED están probados en fábrica al 100% para Iv (intensidad luminosa), le sugiero que nos ilumine con los detalles pertinentes que podrían explicar 1. o 2. Entonces no tendrás un problema con 3.

El daño por ESD puede causar una falla temprana o inmediata a menos que elija partes con protección de diodo incorporada o las utilice en modo paralelo de espalda con espalda, donde el bicolor depende de la polaridad y el color interpolado depende del ciclo de trabajo.

¿Por qué perder el tiempo probando los LED que ya eran buenos y pasar el tiempo buscando algo que pueda causar > -5V > 100uA. Probablemente estés contribuyendo a las fallas sin saberlo.

1. En general, no es necesario verificar el sesgo inverso en un LED. Una forma más rápida de verificar el funcionamiento hacia adelante es simplemente configurar un suministro de 5 voltios con una resistencia y un zócalo de prueba. Enchufe el LED en el zócalo y vea si se enciende. Se utilizan 5 voltios simplemente porque es probablemente menor que el voltaje inverso permitido para el LED (solo en caso de que se equivoque). Usted no dice si sus LED son orificios pasantes o montaje en superficie. Los sockets de prueba son más difíciles de conseguir para los SMD. Así que su procedimiento de prueba es: enchufe el LED y vea si se enciende. Si no lo hace, sáquelo y déle la vuelta. Si se enciende ahora, está bien. Oh, sí, y debe tener cuidado con la estática cuando maneje sus piezas si desea producir un producto comercial.

2. Su circuito tiene dos problemas, o quizás tres:

   • El primero es, como señaló Cornelius, que no debe usar una resistencia común para limitar los LED. Incluso si solo enciende un LED a la vez, ya que está usando diferentes colores, los voltajes de avance serán diferentes. Esto causará (probablemente) diferentes niveles de brillo. Si esto está bien, está bien. De lo contrario, debe proporcionar diferentes resistencias a los LED para obtener un brillo uniforme.

   • El segundo problema es que, para un producto con 150 LED, no debe usar controladores discretos. Obtendrá un mejor tamaño y confiabilidad con los controladores de canal integrados para reemplazar los transistores.

   • El tercer problema posible es su uso directo del 74HC595 como un controlador de lado alto. Ya que estás hablando de hacer una señal, es posible que necesites un alto brillo. No especifica la cantidad de corriente que necesita, pero tenga en cuenta que las salidas 74HC595 solo tienen una capacidad nominal de 25 mA por canal. Si enciende los tres LED y cada LED consume más de 8 mA, tiene problemas.

3. El único otro (posible) problema al que sugiero que reflexione es sobre la disipación de energía. Si cada LED dibuja 10 mA, entonces cuando los 3 estén encendidos, dibujará 30 mA. Tiempos de 50 canales es de 1.5 amperios. Tiempos 5 voltios es casi 8 vatios. Si la placa se monta detrás de una placa frontal protectora transparente, el interior de la carcasa puede tostarse muy rápido. Incluso si esto está bien a corto plazo, afectará la confiabilidad.

Finalmente, es posible que también debas ordenar tus LED por brillo. Para un signo, una cierta cantidad de variación punto a punto está bien, pero dependiendo de su aplicación puede no serlo. De lo contrario, deberá hacer un cuadro de prueba que active el LED e ilumine un fotodetector, y seleccione un recipiente de brillo en función de eso. Cuando llega el tiempo de montaje, solo utiliza LED de la misma bandeja.

En cuanto a la detección de fallos, eso es bastante fácil (en principio). Supongamos que el modo de falla es que el LED se abre. Luego puede usar un comparador para verificar el voltaje del LED cuando se está conduciendo un canal. Si el circuito se parece al que proporcionó, pero con una resistencia para cada diodo, supervise la conexión de la resistencia / LED. Esto debería disminuir en aproximadamente 3 voltios cuando se enciende el LED. Por supuesto, esto significa que necesita monitorear 150 bits de datos de comparación, pero eso queda como un ejercicio para el lector.

Para verificar los LED más rápidamente, use algún tipo de zócalo de 2 pines conectado a una fuente de alimentación en serie con una resistencia (por ejemplo, 220 ohmios con una fuente de 5 V, 680 ohmios para una fuente de 12 V). Coloque el LED hacia adentro (¡mire la polaridad!), Si se enciende, sueldelo a PCB. Es más rápido que la verificación con multímetro.

Ese circuito no es la mejor idea. En primer lugar, ¿cuál es el valor de R1? Debería ser de 220 ohmios para 5V. Pero eso es solo para un LED. Si enciendes los tres, se atenuarán, porque en ese caso, tu R1 debería ser de 82 ohmios.

Le sugiero que omita R1 allí y agregue una resistencia de 220 ohmios (supongo que VCC = 5V) en cada una de las salidas del interruptor del transistor (por ejemplo, del pin 1 de Q1 al cátodo de D1). De esta manera, tendrá una corriente constante en cada LED, sin importar los demás.

También en la salida de 74HC595 debería usar un transistor, porque de lo contrario no admitiría la corriente para tantos LED (para tres, supongo que está bien).

De todos modos, aquí se muestra cómo calcular el valor de una resistencia necesaria para usar un LED: la mayoría de los LED necesitan 20 mA para funcionar correctamente (los súper brillantes necesitan más). Entonces, para encontrar el valor de la resistencia, simplemente divida el voltaje entre esta corriente. Ex. : para 5V = > %código%. Elija el valor de resistencia estándar más cercano (220 o 270 ohmios). Si tiene LED en paralelo, la corriente se agrega, por lo que la resistencia debería tener un valor más bajo.

  

¿Es causa de falla debido a la ruptura inversa del LED? Puedo omitir R62,   R65 y R68 resistencias pull-up?

Está perfectamente bien omitir las resistencias.

También puedes cambiarlos a 100 kOhms en su lugar.

La corriente inversa se limitará a unos pocos uA, que es una apuesta segura. Dado que no hay una hoja de datos de LED, los números generales de 5 V de voltaje inverso son aceptables con la resistencia de la serie de 100 kiloohms.

No hay forma de que el LED falle debido a la baja disipación de energía durante la polarización inversa.

  

Al detectar una falla en el LED

Caso 1: Suponiendo que el LED está en estado abierto (falla o mala soldadura en seco) sin corriente ..

Dividir R1 en dos resistencias en serie. La unión de esos dos resistores da una idea de si la corriente está fluyendo o no. Si la corriente está fluyendo, leerá 5V o aproximadamente 1 V. Dependiendo del valor de las resistencias y el LED Vf

Puedes usar un ADC o un comparador incorporado para el mismo.

Caso 2: Si el LED es corto

Leerás 2.5V si las dos resistencias de la serie tienen el mismo valor.