¿Por qué un circuito remoto de IR usaría un par de resistencia / transistor para cada LED?

El voltaje directo para un LED IR es mucho más bajo que para un LED de luz visible, generalmente alrededor de 1.3 V, pero aumenta si se impulsan corrientes muy altas a través de ellos, como > 100 mA. No parece haber ninguna razón por la que no pueda colocar dos de ellos en serie, especialmente si su Vcc sería de 5 V. Si su Vcc proviene de un par de baterías AA, la caída de tensión de dos LEDs + la tensión de saturación del transistor puede acercarse a Vcc y eso podría limitar la corriente de salida.

Las dos salidas para controlar los cuatro LED son para evitar sobrecargar la salida del microcontrolador. O mejor, debería evitar la sobrecarga. Una resistencia de 120 Ω significa una corriente de base de 35 mA por transistor, y eso ya es demasiado para el AVR, y mucho menos para los 70 mA que dibujará ahora.

El 2N3904 tampoco es un buen transistor para esto: solo tiene una potencia nominal de 100 mA y la baja hFE necesita la corriente de base alta. Una BC337-40 tiene una hFE de un mínimo de 250 a una corriente de colector de 100 mA, entonces una corriente de base de 5 mA debería Ser suficiente para conducirlo. Una resistencia de base de 820 Ω le permitirá manejar las cuatro resistencias desde 1 pin. El BC817 también está clasificado a 500 mA.

Alternativamente, puedes usar un FET para controlar los LED. Un PMV20XN puede manejar varios amperios y tiene una resistencia de solo 25 mΩ por lo que no disipará poder. El voltaje de la puerta de 1.5 V es suficiente para 2.5 A.

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Una nota sobre la limitación de corriente. Por lo general, tendremos una resistencia en serie con el LED para eso, pero si miras el esquema de un control remoto comercial, a menudo falta esa resistencia, porque cuentan con la resistencia interna de las baterías para eso, y luego salvan otra. 0.001 dolar por control remoto.

Esto no es una buena idea si se alimenta desde un regulador de voltaje alimentado por la red. Eso limitará la corriente, pero a un nivel demasiado alto, y si no destruye el LED inmediatamente, limitará severamente su vida útil. Por eso se recomienda una pequeña serie de resistencias. Con una alimentación de 5 V y 2 LED en serie, tendrá una caída de voltaje de aproximadamente 2,9 a 3,0 V, por lo que para 100 mA necesita una resistencia de 30 Ω. La potencia máxima será de 300 mW, pero a una potencia promedio del ciclo de trabajo del 50% es de solo 150 mW, entonces una resistencia de 1/4 W funcionará.

Encadenar los LED en serie significa que necesita un suministro de voltaje más alto para controlarlos a todos. Y ponerlos en paralelo puede generar problemas si las características de los LED no coinciden bien, o si su transistor no puede manejar la corriente de todos los LED a la vez.

Es posible que hayan usado varios pines del microcontrolador para mayor flexibilidad, por ejemplo, este dispositivo ahora tiene la opción de encender menos LED y, por lo tanto, ahorrar energía de la batería.

Me parece que el circuito espera que los 3904 limiten la cantidad de corriente que fluye a través de ellos a la cantidad correcta para el LED. Dado que el transistor en lugar de una resistencia se usa para limitar la corriente, y dado que cada LED (o cadena de LED) cableado en paralelo requiere su propio dispositivo limitador de corriente, eso implica el uso de un transistor separado para cada LED. No creo que diseñaría un circuito de esa manera, ya que es sensible a la versión beta de los 3904, y las características beta de los transistores normalmente no se especifican muy bien. Aún así, el circuito tiene la ventaja de que la corriente es algo menos sensible a VDD de lo que sería si simplemente utilizara un transistor de conmutación dura y luego resistencias en serie para los LED.

En cuanto al uso de dos pines del procesador para controlar dos LED separados, supongo que si los LED apuntan en direcciones sustancialmente diferentes, el controlador podría activarlos en diferentes momentos. Las señales remotas de infrarrojos normalmente se alternan entre 50% PWM y apagado. Si durante el "50% PWM" el tiempo uno enciende dos juegos de LED alternativamente, la corriente de pico requerida se reduciría a la mitad. La única desventaja sería que cualquier cosa que solo viera la luz de un LED vería una onda portadora de fuerza total, pero algo que viera algo de luz de ambos LED vería una onda portadora cuya fuerza era la diferencia en la fuerza de la luz de los dos LED . Este factor podría mitigarse utilizando, por ejemplo, una señal de PWM del 25% y que tiene los dos conjuntos de luces operando en ciclos de cuartos adyacentes. Esto permitiría el uso de corrientes de LED más altas, lo que compensaría la sensibilidad reducida de los receptores a ondas PWM que no son del 50%. Además, un dispositivo que viera la luz de ambos LED vería un buen portador del 50%.