¿Cuánto tiempo hay entre el pin digital de Arduino y el IC?

El 74HC595 es tecnología CMOS, por lo que no debería tomar casi nada de corriente para conducirlo, por lo que la caída de IR no sería una preocupación.

Mientras mantenga la frecuencia de las señales por debajo de 100kHz, no debería preocuparse por los efectos de la línea de transmisión. Suponiendo que su observador intencionado para que los LED sean el ojo humano, no debería tener que preocuparse por las altas velocidades de todos modos. Por ejemplo, 8 dígitos en 7 segmentos y un punto decimal son 64 elementos LED, y con solo 9600 bps, puede actualizar la pantalla en menos de 7 ms.

Lo único de lo que me preocuparía es si el nivel de salida digital alta del Arduino se registrará como una entrada alta en su registro de desplazamiento. Siempre que el registro de desplazamiento se ejecute desde un suministro de 5 V (y no algo extraño como 6), también debería estar bien allí. (y si esto fuera a ser un problema, se manifestaría a través de un simple cable de 10 cm, por lo que es fácil de verificar)

Respuesta corta: muy alta probabilidad de que pueda pasar de arduino a cable a 74HC595s sin problemas.

Mi sensación es que deberías estar bien con esta longitud. Su mejor apuesta podría ser intentarlo y ver si funciona.

Si no funciona, hay algunas cosas que puede hacer para ayudar: - Use cables de par trenzado apantallados, o tuerza los cables juntos. - Coloque una pequeña tapa (0.01 uF o aproximadamente) al final. Esto debería ayudar a cancelar parte del ruido (usar un condensador demasiado grande no funcionará, por lo que no es mejor usar más grande en este caso). - Use resistencias de valor ligeramente más bajo de lo que usaría normalmente para sus despliegues. - Utilice cable de baja impedancia.

Como punto de datos, un Arduino puede ejecutar 9600 en serie a través de un cable sin blindaje durante 50 '(¿quizás más?).

Debería utilizarlo de todos modos para asegurarse de que funcione correctamente, pero aquí está el proceso mental / matemática que debe tener en cuenta para determinar los efectos de la línea de transmisión.

• El tiempo de subida y bajada del borde, en oposición a lo que algunos han publicado aquí, la frecuencia de la señal no importa en absoluto al determinar cuándo es necesario tener en cuenta los efectos de la línea de transmisión. En general, es cierto que las señales de alta frecuencia tienen tiempos de subida / bajada más rápidos, pero las señales de baja frecuencia también pueden tener subidas y bajadas muy rápidas si son impulsadas a baja frecuencia por un transceptor con una alta velocidad de giro. Como siempre use los tiempos de aumento / caída más lentos posibles para mantenerse dentro de las especificaciones de las piezas que está usando, puede reducir los tiempos de aumento y caída con un filtro RC en la fuente. En general, debe considerar los efectos de la línea de transmisión si la longitud del cable es mayor que Tr / (2 * Td) con Tr = para el tiempo de aumento de la señal en la fuente y Td = para el retardo de propagación por unidad de longitud del cable que están usando. También es posible que deba terminar adecuadamente las líneas de señal en cables más cortos si la carga es altamente capacitiva, esto es un poco difícil de calcular por adelantado ya que hay muchos elementos con efectos capacitivos en dicho sistema. Si tiene este problema, notará que suena un timbre (disparo por debajo y por encima de los bordes) en la señal.

• Corriente en el cable, esto se definirá en la hoja de especificaciones del IC receptor como la corriente de entrada. Esto combinado con la resistencia del cable le dirá si la caída de voltaje es aceptable dadas las especificaciones del IC receptor. Esto solo es un valor actual promedio. La corriente de pico real puede depender del tipo de terminación que se use y debe considerarse al decidir si el IC de manejo puede manejar la carga o si necesita un controlador de línea. La corriente de pico solo debe durar mientras el retardo de propagación de ida y vuelta del circuito.

Si necesita tener en cuenta los efectos de la línea de transmisión, también necesita conocer la impedancia característica del cable y la impedancia de salida del IC de conducción.

Si necesita controlar los efectos de la línea de transmisión, existen algunas opciones para el estilo de terminación. Los dos únicos que consideraría son la terminación de origen y la terminación de extremo sesgada de CA.

En la terminación de la fuente, debe colocar una resistencia lo más cerca posible del IC de conducción con un valor igual a la impedancia característica del cable menos la impedancia de salida del IC de conducción, es posible que tenga que sintonizar esto un poco para alcanzar las especificaciones. muerto, ya que la impedancia de los conectores del cable también afectará al sistema y, como siempre, colocará los circuitos integrados de conducción y recepción lo más cerca posible de los conectores para reducir los reflejos. Este es probablemente el método más fácil y probablemente el mejor método en este caso. La corriente máxima será (Vhigh - Vlow) / (2 * Z0) con Z0 = a la impedancia característica del cable.

En la terminación de extremo cargada de CA, se conecta a la línea de señal lo más cerca posible del IC receptor, una resistencia en serie con un condensador con el condensador conectado a tierra. El valor de la resistencia debe ser la impedancia característica del cable; el valor del condensador está determinado por la frecuencia de la señal (el R y C forman un filtro de paso bajo). La corriente de impulsión máxima es la misma que para la terminación de la fuente. La corriente promedio del variador depende del ciclo de trabajo de la señal, si está muy cerca del 50%, será aproximadamente igual a la corriente de entrada del IC receptor, si es superior al 50%, la corriente promedio del variador será mayor . Como R y C forman un filtro de paso bajo, este estilo de terminación filtrará un poco de ruido de alta frecuencia.

Junta otras cosas para tener en cuenta:

• El uso de pares trenzados para una sola señal de finalización no reduce la captación de ruido. Da como resultado una impedancia característica más consistente para la línea de transmisión. Esto puede hacer que la salida se vea mejor si realmente debería haber terminado correctamente la señal pero no lo hizo. No hace nada para reducir el ruido exterior de EM en la línea.

• El uso del cable blindado en un sistema de un solo extremo es, en el mejor de los casos, dudoso. A menudo puede crear una situación en la que el ruido exterior se acopla capacitivamente al escudo, lo que da como resultado un flujo de corriente en el escudo que luego se acopla al cable de señal. No me molestaría en usar un cable blindado a menos que esté utilizando señalización diferencial. Además, la utilidad de un blindaje en el ruido de alta frecuencia depende de la inductancia a tierra, las rutas de baja inductancia generalmente requieren conectores especiales.

Puede usar el mismo proceso de pensamiento en cualquier línea, ya sea un cable o una traza de PCB de 2 pulgadas.

Probablemente necesitará buffers para conducir esa longitud de cable, algo como el controlador de línea / buffer 74HC244 debería ser adecuado.