Por que a maioria das tiras de LED RGB é ânodo comum em vez de cátodo comum?

Por que a maioria das tiras de LED RGB é ânodo comum em vez de cátodo comum?

A razão pela qual o ânodo comum é mais comum é porque é mais fácil afundar a corrente do que obtê-lo. Com o ânodo comum ou o cátodo comum, você terá um terminal conectado diretamente a uma fonte de alimentação para todos os LEDs e o outro lado com o resistor conta-gotas e um transistor de controle por pino (ou saídas IC que são transistores no interior) afundando ou adquirindo uma corrente.

Os transistores NMOS / NPN são mais fortes em geral, mais comuns como discretos e são melhores na corrente de afundamento do que na fonte. Você precisa dos transistores PMOS / PNP para fornecer corrente (pull up) de maneira eficaz, mas eles ainda serão mais fracos na fonte do que um transistor N equivalente seria no afundamento. Portanto, a melhor solução é conectar um ânodo comum à alimentação positiva e à corrente de dissipação de cada LED usando transistores NMOS.

Os ICs mais antigos costumavam ser projetados exclusivamente usando transistores N por razões de velocidade e, portanto, eram muito melhores na fonte de corrente do que na afundamento. Isso se aplicava particularmente à lógica TTL usada nos chips da série 74LS (ainda amplamente utilizados como chips de interface). Um 74LS00 é projetado para afundar 4-8mA, mas fonte apenas 0.4mA.

Os CIs CMOS modernos são muito mais simétricos (um ATMEGA328 em um Arduino pode obter ou absorver 20 mA), pois eles usam PMOS maiores que o NMOS para equilibrar as diferenças fundamentais, mas a convenção do ânodo comum está bem estabelecida.

EDIT (Mais informações): se, por outro lado, você estiver construindo uma matriz, precisará ter transistores de fonte e coletor de corrente. Nesse caso, pode ser melhor ter mais dispositivos no cátodo comum e menos em um ânodo comum. A idéia aqui é ter alguns dispositivos NMOS gordos afundando muitas correntes de LEDs e muitas fontes fracas (pinos de E / S) acionando alguns LEDs cada. Obviamente, com tiras de ânodo comuns, você também pode usar dispositivos PMOS gordos.

Posso sugerir algumas razões pelas quais o ânodo comum é favorecido:

1. Fiação mais segura. Um fio que completa o circuito de um dispositivo remoto geralmente precisa percorrer alguma distância em condições mecanicamente estressantes. É preferível que esse fio esteja na tensão de aterramento, em vez de mais na tensão de alimentação, de modo que, se ele fizer um curto no chassi ou em outros fios, haverá menos risco.

   Isso, combinado com o uso habitual de fonte de alimentação de tensão positiva e não negativa, leva a favorecer cátodos separados para LEDs.

2. Transistores NPN mais fáceis de fabricar do que PNP. Os transistores NPN (em silício) tiveram uma melhor relação preço / desempenho que os transistores PNP, conforme explicado neste artigo aleatório aqui: [Por que os transistores NPN são preferíveis aos PNP?] ( Http://www.madsci.org/posts/archives /2003-05/1051807147.Ph.r.html ). São as configurações de comutação e amplificação possíveis com cada tipo de BJT que fazem parte do que motivou a preferência por tensões de alimentação positivas.

   E para fins de comutação, um transistor BJT precisa ser usado na configuração comum do emissor, o que, para NPN usado com alimentação positiva, significa alternar o lado inferior (cátodo) do LED.

Não consegui encontrar nenhum motivo definitivo , mas me deparei com:

Sempre foi minha técnica de contenção e design diminuir a corrente sempre que possível, em vez de fornecê-la, portanto, prefiro o ânodo comum sempre que possível para monitores e outros dispositivos controlados e escrevo todas as rotinas de firmware para fornecer mais baixos de execução do que altos. Os motivos são óbvios na maioria das folhas de dados que a maioria dos dispositivos pode afundar mais do que pode obter.

- EEng ( fonte )

Pode ser que a pequena vantagem que a corrente de dissipação ofereça sobre o fornecimento para a maioria dos dispositivos, leve os fabricantes a projetar displays em uma configuração de ânodo comum.

Na minha experiência, é mais fácil mudar o lado negativo.

Muitos eletrônicos terão diferentes requisitos de voltagem. Quando você conecta muito (por exemplo, um LED ou faixa de LED e um microcontrolador), eles provavelmente terão um aterramento comum, mas tensão de alimentação diferente. A maioria dos reguladores de tensão terá um aterramento comum, uma entrada de alta tensão e uma saída de baixa tensão.

Para alternar o cátodo (ou o lado terra ou 0 V), você pode usar um nível lógico, MOSFET de n canais. Isso exigirá que o portão atinja alguns volts acima de 0 V para que o transistor esteja ligado e 0 V para desligado. Isso normalmente é bastante fácil para microcontroladores que vão para 3,3 ou 5 V.

Para alternar o ânodo (ou lado positivo), para um dispositivo operando em uma tensão mais alta (por exemplo, 12 V), você usaria um MOSFET de canal p de nível lógico. Isso requer que você forneça uma faixa de 0 V a alguns volts abaixo do nível de alimentação (12 V). Isso significa que um micro controlador de 3,3 V ou 5 V não pode controlar diretamente o transistor. Em vez disso, você precisa adicionar dispositivos adicionais, como um MOSFET de canal n e alguns resistores ou um opto-isolador e alguns resistores e assim por diante. A outra opção seria ter uma tensão positiva comum de 0V e as tensões negativas serem negativas (portanto -3,3 ou -5 V para um microcontrolador e -12 V para os LEDs), mas isso exige que você verifique se o tensões negativas não estão conectadas diretamente,

Como tal, alternar o cátodo normalmente é muito mais fácil.

Como você deseja controlar as cores individualmente, isso facilita a troca de um ânodo comum (e, portanto, de cátodos individuais).

Provavelmente, como qualquer outra coisa, as mãos invisíveis do mercado livre transferiram fabricantes e consumidores para o ânodo comum simplesmente porque mais pessoas compraram o ânodo comum. Quase como a teoria de Darwin sobre a origem das espécies. Dois animais não podem ocupar o mesmo nicho, um dominará o outro. Por que o AC venceu o DC? Por que o VHS venceu o Betamax? MP3 players genéricos em Flash vs Zune vs iPods? Porque um foi favorecido em relação ao outro, e os fabricantes seguiram o exemplo.

As tiras de LED são diferentes das peças eletrônicas normais, porque há muito usuário final direto e compra do consumidor. E os fabricantes de produção em massa que copiaram as ofertas iniciais produzirão apenas em massa o que é rentável.

Os fabricantes veem os consumidores que compram ânodo comum e produzem mais. Os consumidores veem mais ânodo comum, compram mais. Frango ou ovo, o resultado final é o mesmo.