Controle muchos RGB por grupo de color usando transistores en lugar de usar controladores LED de circuitos integrados

Para los LED RGB de cátodo comunes, los interruptores de lado alto (MOSFET de canal P) activarán los canales de color, mientras que los interruptores del lado bajo (MOSFET de canal N) encenderán o apagarán cada LED.

Vea el esquema a continuación.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Para el canal P, FDN340P está disponible para menos de 8 centavos cada uno en lotes de 50 unidades.

Para el canal N, IRLML2502 está disponible para menos de 10 centavos cada uno en lotes de 50 unidades.

Ahora, para las complicaciones con tal solución:

1. La intensidad percibida del LED difiere entre los colores. La visión humana es más sensible al amarillo verdoso (~ 555 nm de longitud de onda) y bastante baja para el azul. Consulte el encabezado "Longitud de onda" de esta respuesta .

   Por lo tanto, se necesitarían diferentes intensidades de unidad para hacer que los 3 colores sean relativamente similares visualmente. Esto se puede lograr experimentando con diferentes valores de resistencia, para ajustar la corriente a través de cada color del LED, desde el valor nominal de ~ 20 mA utilizado para las resistencias que se muestran en el esquema. A menudo, 10 mA a través de verde es similar a 20 mA a través de azul, pero esto varía de LED a LED y entre lotes. Muchos controladores LED integrados tienen ajustes (corrección de gris / punto) disponibles para esto.

2. El delta de intensidad percibida con potencia aplicada (en este caso, ciclo de trabajo PWM) no es lineal. En otras palabras, al aumentar linealmente el ciclo de trabajo, la intensidad percibida no variará linealmente. Se recomienda una función exponencial de alrededor de x ^ 2.5 para el aumento de la intensidad lineal percibida . Consulte esta respuesta para obtener una explicación.

3. Los MOSFET discretos del mundo real tienen una variación significativa en R _{ds (on)} entre unidades y con la temperatura. Aunque aparentemente esto puede ser irrelevante para una aplicación de conmutación, en realidad con el margen de voltaje muy pequeño disponible con un suministro de 5 voltios, incluso pequeñas variaciones de resistencia causarán que la tensión en cada MOSFET difiera bajo la conducción, y esto afectará la intensidad del LED. Los controladores LED integrados lo solucionan mediante el ajuste de gris o el ajuste de puntos, así como el recorte en chip entre los canales de la unidad. Todos los canales que comparten un sustrato también aseguran que los FET de conducción tengan una temperatura más o menos igual, incluso si algunos canales están apagados momentáneamente mientras que otros están encendidos.

4. Para controlar la disposición propuesta, se necesitarán 12 + 3 = 15 pines del microcontrolador, en lugar de 2 a 4 pines para manejar un controlador LED serie (SPI o I2C).

5. El costo del número requerido de MOSFET y el tamaño de la PCB involucrada, bien puede exceder el costo de un solo controlador IC de LED adecuado y su PCB.

En resumen, aunque este enfoque puede parecer viable en teoría, básicamente resuelve un problema introduciendo varios otros . No es práctico desde el punto de vista de la ingeniería.

Creo que te estás comprando mucha complejidad que no necesitas. Será mucho más fácil usar un controlador LED específico.

Creo que la pregunta más fácil es: "¿Son 36 mosfets más 3 mosfets de potencia, que ocupan más de 15 gpio y espacio pcb + enrutamiento + resistencias, más baratos que 3 controladores led de 16ch (o 6 controladores led de 8ch)"?

Con los controladores de LED, solo necesita pines de datos desde su controlador a los controladores de LED, lo que reduce la cantidad de pines y el consumo de corriente de mcu. Tienes que enrutar menos líneas. Algunos controladores de LED pueden omitir resistencias (o solo requieren una para configurar la corriente en los canales). También puede descargar la atenuación al controlador led, dejando su microcontrolador libre para hacer otras cosas. Y algunos tienen corrección de puntos, por lo que puede hacer coincidir el color entre el canal / bombilla, sin tener que calcularlo en el código o seleccionando individualmente las resistencias apropiadas para cada uno de los 36 leds (12 bombillas x 3 colores)

Tu idea es plausible, incluso factible, pero una vez que hagas un poco de matemáticas, puede que no sea eficiente o que no valga la pena.