Técnica para controlar siete pantallas de segmento con componentes externos

1) Sí, eso es correcto. Si sus GPIOs pueden generar o hundir 4mA, no puede pedirles que obtengan o hundan más, probablemente estén protegidos contra sobrecorriente, pero no funcionarán correctamente.

2) Eso puede deberse a que otros diseños utilizan GPIO "más rígidos" que pueden generar / hundir toda la corriente que se necesita.

3) Esa es una gran idea . Puedes usar un mosfet o un transistor, tal como lo haces en el lado alto. ¿Por qué estás usando un bjt NPN para el lado alto de todos modos? Un p-mos o un PNP bjt sería mejor en mi opinión.

El esquema es simple:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Recuerde que al dimensionar la resistencia limitadora debe tener en cuenta el voltaje de saturación Q1 y la resistencia de Mx (que en realidad es bastante baja).

Preste atención al máximo mosfet \ $ V_ {GS} \ $, 5V puede ser demasiado, y asegúrese de que Q1 esté completamente saturado también cuando cada segmento esté encendido, es decir, cuando su colector actual. 80mA. Por supuesto, su clasificación de corriente del colector debe ser lo suficientemente alta.

Como dije, probablemente debería usar un p-mos para el cambio de lado alto, las corrientes son bajas para que pueda encontrar algo adecuado para su aplicación. Tenga en cuenta que un bjt de NPN puede no ser adecuado ya que la salida del microcontrolador es inferior a 3.3V, entonces tiene un \ $ V_ \ gamma \ $, eso es otro 0.7V, luego el LED, luego el N-MOS ... Si la salida micro es demasiado baja, es posible que sus leds no se enciendan en absoluto.

Puede usar un grupo de transistores NPN que actúan como elementos desplegables en las 8 líneas comunes que alimentan las pantallas. Todavía necesitarás una resistencia en serie con cada uno, por supuesto. Su voltaje de ánodo será de aproximadamente 2,7 voltios (el seguidor del emisor pierde ~ 0,6 voltios) y suponiendo que su LED caiga 2 voltios cuando se alimenta a 10 mA, esto deja un valor de resistencia de 0.7 / 0.01 = 70 ohms.

Si usó transistores PNP en el lado alto, probablemente solo perdería alrededor de 0.1 voltios allí arriba, dejando 3.2 voltios en el ánodo y aproximadamente 1.2 voltios en cada resistencia limitadora de corriente. Esto hace que la resistencia 1.2 / 0.1 = 120 ohmios (como se muestra).

Obviamente, si usa 8 transistores más, no excede la especificación IO, pero hay una inversión en la lógica que solucionar. Lo mismo ocurre si cambia a un transistor PNP como emisor común en los ánodos.

Esta podría ser una pregunta más difícil de lo que parece, especialmente si planea conducir una pantalla LED azul o blanca. El voltaje directo de esos puede acercarse a los 3.3V que tiene disponibles, por lo que no puede permitirse la caída de voltaje de ~ 0.9V de sus transistores emisores-seguidores NPN (podría perder los resistores 330R en esa configuración, por cierto).

Puede usar MOSFET de canal P de baja tensión para controladores de dígitos) y MOSFET de bajo voltaje de canal N para controlar los segmentos.

Por ejemplo: canal N FDY3000NZ (MOSFET dual) para ánodo común de controladores de segmento              Canal P AO3415 (MOSFET individual) para el ánodo común del controlador de dígitos

Esa combinación dará como resultado una caída de voltaje total de menos de 100 mV a corrientes razonables para una pantalla de 3 dígitos, lo que significa que la mayor parte del voltaje terminará en el LED (iluminando) y la resistencia (igualando la luz entre los segmentos). ).

Sugiero resistencias de compuerta en todos los MOSFET (1K debería estar bien para velocidades múltiplex razonables) para controlar la corriente que fluye desde las salidas a las compuertas. Es posible que tenga que dejar en blanco brevemente entre dígitos para evitar el efecto fantasma.