آند مشترک در مقابل کاتد مشترک: مقایسه نهایی

1. مقدمه

مؤلفه اصلی یک صفحه نمایش LED ، دیود در حال تابش نور (LED) است که مانند یک دیود استاندارد ، دارای یک ویژگی هدایت رو به جلو است-به معنای آن هم یک ترمینال مثبت (آند) و هم منفی (کاتد) دارد. با افزایش تقاضای بازار برای نمایشگرهای LED ، مانند طول عمر طولانی تر ، قوام و بهره وری انرژی ، استفاده از کاتد مشترک و تنظیمات مشترک آند در کاربردهای مختلف گسترده شده است. برای کمک به شما در درک بهتر این دو فناوری ، این مقاله مروری دقیق از دانش مربوطه آنها را ارائه می دهد.

2. تفاوت های کلیدی بین کاتد مشترک و آند مشترک

در یک تنظیم کاتد مشترک ، تمام کاتدهای LED (پایانه های منفی) یک اتصال مشترک دارند ، در حالی که هر آند به صورت جداگانه توسط ولتاژ کنترل می شود. در مقابل ، پیکربندی های آند مشترک کلیه آند های LED (پایانه های مثبت) را به یک نقطه مشترک متصل می کنند ، با کاتدهای فردی که از طریق کنترل ولتاژ مدیریت می شوند. هر دو روش در سناریوهای طراحی مدار مجزا استفاده می شود.

مصرف برق:

در یک دیود آند مشترک ، ترمینال مشترک به سطح ولتاژ بالا وصل می شود و هر زمان که ولتاژ بالا لازم باشد فعال می شود. از طرف دیگر ، در یک دیود کاتد مشترک ، ترمینال مشترک به زمین (GND) وصل می شود و فقط یک دیود خاص برای دریافت ولتاژ بالایی برای کار نیاز دارد و به طور مؤثر مصرف برق را کاهش می دهد. این کاهش مصرف برق به ویژه برای LED هایی که برای دوره های طولانی استفاده می شوند مفید است ، زیرا به کاهش دمای صفحه کمک می کند.

پیچیدگی مدار:

به طور کلی ، در کاربردهای مهندسی عملی ، مدارهای دیود کاتد مشترک تمایل به پیچیده تر از مدارهای دیود آند رایج دارند. پیکربندی آند مشترک به اندازه بسیاری از خطوط ولتاژ بالا برای رانندگی نیازی ندارد.

3. کاتد مشترک

3.1 کاتد مشترک چیست

پیکربندی کاتد مشترک به این معنی است که پایانه های منفی (کاتد) LED ها به هم وصل می شوند. در یک مدار کاتد مشترک ، تمام LED ها یا سایر مؤلفه های فعلی محور کاتدهای خود را به یک نقطه مشترک متصل می کنند ، که اغلب از آن به عنوان "زمین" (GND) یا کاتد مشترک یاد می شوند.

3.2 اصل کار کاتد مشترک

جریان فعلی:
در یک مدار کاتد مشترک ، هنگامی که یک یا چند پایانه خروجی مدار کنترل ولتاژ بالایی را تأمین می کنند ، LED های مربوطه یا آند اجزای مربوطه فعال می شوند. در این مرحله ، جریان جریان از کاتد مشترک (GND) به آنانهای مؤلفه های فعال شده ، باعث می شود که آنها عملکردهای مربوطه را روشن یا انجام دهند.

منطق کنترل:
مدار کنترل با تغییر سطح ولتاژ (بالا یا پایین) در پایانه های خروجی آن ، وضعیت هر LED یا سایر مؤلفه ها (روشن یا خاموش یا سایر حالتهای عملکردی) را تنظیم می کند. در یک مدار کاتد مشترک ، یک سطح بالا به طور معمول نشانگر فعال سازی (روشنایی بالا یا انجام یک عملکرد) است ، در حالی که یک سطح پایین نشانگر غیرفعال سازی است (نه روشنایی یا انجام یک عملکرد).

4 آند مشترک

4.1آند مشترک چیست

پیکربندی آند مشترک به این معنی است که پایانه های مثبت (آند) LED ها به هم وصل می شوند. در چنین مدار ، تمام مؤلفه های مرتبط (مانند LED) آنده های خود را به یک نقطه آند مشترک متصل می کنند ، در حالی که کاتد هر مؤلفه به پایانه های مختلف خروجی مدار کنترل وصل می شود.

4.2 اصل کار آند مشترک

کنترل فعلی:
در یک مدار آند مشترک ، هنگامی که یک یا چند پایانه خروجی مدار کنترل ولتاژ کم را تأمین می کند ، مسیری بین کاتد LED یا مؤلفه مربوطه و آند مشترک ایجاد می شود و اجازه می دهد جریان از آند به کاتد جریان یابد ، باعث می شود که مؤلفه روشن شود یا عملکرد آن را انجام دهد. برعکس ، اگر ترمینال خروجی در ولتاژ بالا باشد ، جریان نمی تواند از آن عبور کند و مؤلفه روشن نمی شود.

توزیع ولتاژ:
در برنامه هایی مانند نمایشگرهای LED آند مشترک ، از آنجا که تمام آند های LED به هم وصل می شوند ، آنها منبع ولتاژ یکسانی را به اشتراک می گذارند. با این حال ، کاتد هر LED به طور مستقل کنترل می شود و با تنظیم ولتاژ خروجی و جریان از مدار کنترل ، کنترل دقیق بر روشنایی هر LED را فراهم می کند.

5. مزایای آند مشترک

5.1 ظرفیت فعلی خروجی بالا

ساختارهای مدار آند متداول نسبتاً پیچیده هستند ، اما ظرفیت جریان خروجی بالاتری دارند. این ویژگی باعث می شود مدارهای آند متداول برای برنامه هایی که نیاز به تولید قدرت بالا دارند ، مانند خطوط انتقال نیرو یا درایورهای LED با قدرت بالا ، مناسب باشد.

5.2 تعادل بار عالی

در یک مدار آند مشترک ، از آنجا که همه مؤلفه ها یک نقطه آند مشترک را به اشتراک می گذارند ، جریان خروجی به طور مساوی بین مؤلفه ها توزیع می شود. این قابلیت تعادل بار به کاهش مشکلات عدم تطابق ، بهبود کارایی و ثبات کلی مدار کمک می کند.

5.3 انعطاف پذیری و مقیاس پذیری

طرح های مدار آند متداول امکان افزودن انعطاف پذیر یا حذف قطعات را بدون نیاز به تنظیمات قابل توجه در ساختار مدار کلی فراهم می کند. این انعطاف پذیری و مقیاس پذیری مزیت روشنی را در سیستم های پیچیده و برنامه های در مقیاس بزرگ فراهم می کند.

5.4 طراحی مدار ساده

در برخی از برنامه ها ، یک مدار آند مشترک می تواند طراحی کلی مدار را ساده کند. به عنوان مثال ، هنگام رانندگی آرایه های LED یا نمایشگرهای 7 بخش ، یک مدار آند مشترک می تواند چندین مؤلفه را با پین و اتصالات کمتری کنترل کند و پیچیدگی و هزینه طراحی را کاهش می دهد.

5.5 سازگاری با استراتژی های مختلف کنترل

مدارهای آند مشترک می توانند استراتژی های مختلف کنترل را در خود جای دهند. با تنظیم سیگنال های خروجی و زمان بندی مدار کنترل ، کنترل دقیق هر مؤلفه در مدار آند مشترک می تواند برای برآورده کردن نیازهای مختلف کاربردی حاصل شود.

5.6 قابلیت اطمینان سیستم بهبود یافته

طراحی مدارهای آند مشترک بر تعادل بار و توزیع فعلی بهینه شده تأکید می کند ، که به قابلیت اطمینان کلی سیستم کمک می کند. در عملکرد طولانی مدت و شرایط با بار بالا ، مدارهای مشترک آند عملکرد پایدار را حفظ می کنند و باعث کاهش نرخ خرابی و هزینه های نگهداری می شوند.

6نکات مشترک تنظیم آند

اطمینان حاصل کنید که ولتاژ آند مشترک پایدار و به اندازه کافی زیاد است تا تمام اجزای متصل را هدایت کنید.

ولتاژ خروجی و دامنه فعلی مدار کنترل را به طور مناسب طراحی کنید تا از آسیب رساندن به اجزای یا عملکرد تخریب کننده جلوگیری شود.

ویژگی های افت ولتاژ رو به جلو LED ها را در نظر بگیرید و از حاشیه ولتاژ کافی در طراحی اطمینان حاصل کنید.

7. مزایای کاتد مشترک

7.1 قابلیت قدرت بالا

مدارهای کاتد مشترک می توانند سیگنال های خروجی دستگاه های الکترونیکی متعدد را ترکیب کنند و در نتیجه قدرت خروجی بالاتری داشته باشند. این امر باعث می شود مدارهای کاتد مشترک در سناریوهای خروجی با قدرت بالا به ویژه سودمند باشند.

7.2 تطبیق پذیری

پایانه های ورودی و خروجی یک مدار کاتد مشترک می توانند به صورت آزاد به هم وصل شوند و این امکان را فراهم می کند که انعطاف پذیر در دستگاه های مختلف الکترونیکی اعمال شود. این تطبیق پذیری مدارهای کاتد مشترک را با کاربردهای گسترده در زمینه مهندسی الکترونیکی فراهم می کند.

7.3 سهولت تنظیم

با تنظیم مؤلفه هایی مانند مقاومت یا ترانسفورماتور در مدار ، حالت عملیاتی و استحکام سیگنال خروجی یک مدار کاتد مشترک به راحتی قابل اصلاح است. این سهولت تنظیم باعث می شود مدارهای کاتد مشترک در برنامه های کاربردی که نیاز به کنترل دقیق سیگنال های خروجی دارند ، محبوب شود.

7.4 کنترل مصرف برق

در برنامه های نمایشگر LED ، مدارهای کاتد مشترک می توانند دقیقاً ولتاژ را توزیع کنند و به طور موثری مصرف انرژی را کاهش می دهند. این امر به این دلیل حاصل می شود که مدارهای کاتد مشترک امکان تأمین ولتاژ مستقیم را با توجه به نیازهای خاص هر LED فراهم می کنند و نیاز به مقاومتهای ولتاژ را از بین می برند و از دست دادن قدرت غیر ضروری و تولید گرما استفاده می کنند. به عنوان مثال ، فناوری کاتد مشترک می تواند ولتاژ عملیاتی تراشه های LED را از 4.2-5 ولت به 2.8-3.3 ولت کاهش دهد بدون اینکه روی روشنایی یا عملکرد نمایشگر تأثیر بگذارد ، که به طور مستقیم میزان مصرف برق نمایشگرهای LED ریز را بیش از 25 ٪ کاهش می دهد.

7.5 عملکرد و ثبات صفحه نمایش پیشرفته

با توجه به کاهش مصرف برق ، مدارهای کاتد مشترک دمای کلی صفحه را کاهش می دهد. ثبات و طول عمر LED ها به طور معکوس با دما متناسب هستند. بنابراین ، دمای صفحه نمایش پایین منجر به قابلیت اطمینان بالاتر و طول عمر طولانی تر برای نمایشگرهای LED می شود. علاوه بر این ، فناوری کاتد مشترک ، تعداد اجزای PCB را کاهش می دهد ، باعث افزایش بیشتر ادغام سیستم و ثبات می شود.

7.6 کنترل دقیق

در برنامه های کاربردی که نیاز به کنترل دقیق LED های متعدد یا مؤلفه های دیگر ، مانند نمایشگرهای LED و نمایشگرهای 7 بخش ، مدارهای کاتد مشترک کنترل مستقل از هر مؤلفه را امکان پذیر می کنند. این قابلیت کنترل دقیق باعث می شود مدارهای کاتد مشترک هم از نظر عملکرد و هم در عملکرد صفحه نمایش برتری داشته باشند.

8. نکات مشترک تنظیم کاتد

هنگام استفاده از نمایشگرهای 7 قطعه کاتد مشترک ، از تماس مستقیم با سطح خودداری کنید و پین ها را با دقت کنترل کنید. برای اطمینان از کیفیت لحیم کاری به دمای لحیم کاری و زمان توجه کنید. همچنین ، اطمینان حاصل کنید که ولتاژ و جریان عملیاتی با هم مطابقت دارد ، کاتد مشترک را به درستی قرار دهید و توانایی رانندگی میکروکنترلر و کنترل تأخیر را در نظر بگیرید. علاوه بر این ، به فیلم محافظ ، سازگاری با سناریوی برنامه و پایداری ادغام سیستم برای اطمینان از عملکرد عادی و طول عمر طولانی نمایشگر مشترک 7 قطعه توجه کنید.

9. چگونه کاتد مشترک در مقابل آند مشترک را شناسایی کنیم

9.1 پین های LED را مشاهده کنید:

به طور کلی ، پین کوتاه تر یک LED کاتد است و پین طولانی تر آند است. اگر میکروکنترلر پین های طولانی تر را به هم وصل کند ، از پیکربندی آند مشترک استفاده می کند. اگر پین های طولانی تر به درگاه های IO میکروکنترلر وصل شوند ، از یک پیکربندی کاتد مشترک استفاده می کند.

9.2 ولتاژ و وضعیت LED

برای همان LED ، با همان ولتاژ خروجی پورت ، اگر "1" LED را روشن کند و "0" آن را خاموش می کند ، نشانگر پیکربندی کاتد مشترک است. در غیر این صورت ، این یک پیکربندی رایج آند است.

به طور خلاصه ، تعیین اینکه آیا یک میکروکنترلر از یک کاتد مشترک استفاده می کند یا پیکربندی آند مشترک شامل بررسی روش اتصال LED ، حالت روشن/خاموش LED و ولتاژ خروجی پورت است. شناسایی پیکربندی صحیح برای کنترل مناسب LED ها یا سایر اجزای نمایشگر ضروری است.

اگر می خواهید در مورد نمایشگرهای LED اطلاعات بیشتری کسب کنید ،اکنون با ما تماس بگیرید. رفیعبه سوالات شما پاسخ خواهد داد