चार्लीप्लेक्सिंग एलईडी- सिद्धांत: 7 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:23

यह निर्देश योग्य कम बिल्ड है जो आप स्वयं के प्रोजेक्ट हैं और चार्लीप्लेक्सिंग के सिद्धांत का अधिक विवरण है। यह उन लोगों के लिए उपयुक्त है जिनके पास इलेक्ट्रॉनिक्स की मूल बातें हैं, लेकिन पूर्ण शुरुआती नहीं हैं। मैंने इसे अपने पहले प्रकाशित इंस्ट्रक्शंस में मिले कई सवालों के जवाब में लिखा है।

'चार्लीप्लेक्सिंग' क्या है? यह केवल कुछ पिनों के साथ बहुत सी एलईडी चला रहा है। यदि आप सोच रहे हैं कि चार्लीप्लेक्सिंग का नाम मैक्सिम में चार्ल्स एलन के नाम पर रखा गया है जिन्होंने तकनीक विकसित की थी। यह बहुत सी चीजों के लिए उपयोगी हो सकता है। आपको एक छोटे माइक्रोकंट्रोलर पर स्थिति की जानकारी प्रदर्शित करने की आवश्यकता हो सकती है, लेकिन केवल कुछ पिन शेष हैं। आप एक फैंसी डॉट मैट्रिक्स या क्लॉक डिस्प्ले दिखाना चाह सकते हैं, लेकिन बहुत सारे घटकों का उपयोग नहीं करना चाहते हैं। चार्लीप्लेक्सिंग का प्रदर्शन करने वाली कुछ अन्य परियोजनाएं जिन्हें आप देखना चाहते हैं, वे हैं: कुछ माइक्रोकंट्रोलर पिन से बहुत सारे एल ई डी कैसे चलाएं। Westfw द्वारा:- https://www.instructables.com/id/ED0NCY0UVWEP287ISO/ और मेरे अपने कुछ प्रोजेक्ट, द माइक्रोडॉट वॉच:- https://www.instructables.com/id/EWM2OIT78OERWHR38Z/ मिनीडॉट 2 क्लॉक: - https://www.instructables.com/id/E11GKKELKAEZ7BFZAK/ चार्लीप्लेक्सिंग के उपयोग का एक और अच्छा उदाहरण यहां है: https://www.jsdesign.co.uk/charlie/ मिनीडॉट 2 घड़ी के लिए एक उन्नत चार्लीप्लेक्सिंग योजना पेश करती है लुप्त होती / मंद होती है जिसकी चर्चा यहाँ नहीं की जाएगी। अद्यतन १९ अगस्त २००८: मैंने एक सर्किट के साथ एक ज़िप फ़ाइल जोड़ी है जो टिप्पणी अनुभाग में चर्चा की गई (लंबाई पर:)) उच्च शक्ति वाले एल ई डी के लिए मैट्रिक्स चार्लीप्लेक्सिंग का फायदा उठाने में सक्षम हो सकती है। इसमें यूजर इंटरफेस करने के लिए पुशबटन + पोजीशन एनकोडर है, साथ ही USB या RS232 कंप्यूटर नियंत्रण के लिए सर्किटरी है। प्रत्येक उच्च पक्ष वोल्टेज रेल को दो वोल्टेज में से एक पर सेट किया जा सकता है, लाल एलईडी के लिए 2.2V और हरे/नीले/सफेद के लिए 3.4V कहें। हाई साइड रेल के लिए वोल्टेज ट्रिम्पोट द्वारा सेट किया जा सकता है। मेरी परिकल्पना है कि एक २०वायर आईडीसी रिबन केबल को बोर्ड में प्लग किया जाए, और २० पिन आईडीसी कनेक्टर को रिबन की लंबाई के साथ जोड़ा जाए, प्रत्येक एलईडी बोर्ड में मैट्रिक्स में जो भी तार वांछित हैं, उसके लिंक हैं। सर्किट ईगल कैड में है और नीचे उप छवि में प्रस्तुत किया गया है। हाई साइड सर्किट ऑप्टोकॉप्लर्स का उपयोग करके कार्यान्वित किया जाता है जो मुझे लगता है कि उपयुक्त हो सकता है। मैंने वास्तव में इस सर्किट का परीक्षण नहीं किया है और न ही समय की कमी के कारण कोई सॉफ्टवेयर लिखा है, लेकिन इसे टिप्पणी के लिए रखा है, मुझे विशेष रूप से ऑप्टोकॉप्लर कार्यान्वयन में दिलचस्पी है। किसी ने भी इसे आज़माने के लिए पर्याप्त साहस किया … कृपया अपने परिणाम पोस्ट करें। अद्यतन २७ अगस्त २००८: उन लोगों के लिए जो ईगलकैड का उपयोग नहीं कर रहे हैं…। नीचे जोड़ा गया योजनाबद्ध का एक पीडीएफ है

चरण 1: कुछ एलईडी सिद्धांत

चार्लीप्लेक्सिंग एलईडी और आधुनिक माइक्रोकंट्रोलर के कई उपयोगी पहलुओं पर निर्भर करता है।

सबसे पहले क्या होता है जब आप एक एलईडी को बिजली से जोड़ते हैं। नीचे दिया गया मुख्य आरेख दिखाता है कि एक विशिष्ट 5 मिमी कम पावर एलईडी का इफ वी वीएफ वक्र क्या कहलाता है। यदि 'फॉरवर्ड करंट' के लिए खड़ा है Vf का मतलब 'फॉरवर्ड वोल्टेज' है। यह दूसरे तरीके से भी काम करता है, यदि आप मापते हैं कि करंट कुछ मूल्य का है, तो आप क्षैतिज अक्ष को देख सकते हैं और देख सकते हैं कि एलईडी इसके टर्मिनलों पर मौजूद वोल्टेज को देख सकती है। दूसरा आरेख अगर और वीएफ लेबल वाले एलईडी का एक योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व दिखाता है। मुख्य आरेख से मैंने ग्राफ़ के उन क्षेत्रों को भी लेबल किया है जो रुचि के हैं। - पहला क्षेत्र वह है जहां एलईडी 'बंद' है। अधिक सटीक रूप से एलईडी प्रकाश का उत्सर्जन कर रहा है, इसलिए आप इसे तब तक नहीं देख पाएंगे जब तक आपके पास किसी प्रकार का सुपर-डुपर इमेज इंटेंसिफायर न हो। - दूसरे क्षेत्र में एलईडी है जो मंद चमक का उत्सर्जन करता है। - तीसरा क्षेत्र वह है जहां एक एलईडी आमतौर पर संचालित होती है और निर्माताओं की रेटिंग पर प्रकाश उत्सर्जित करती है। - अगला क्षेत्र वह है जहां एक एलईडी अपनी परिचालन सीमा से परे संचालित होती है, शायद बहुत उज्ज्वल रूप से चमकती है, लेकिन केवल थोड़े समय के लिए इससे पहले कि जादू का धुआं बाहर निकल जाए और यह फिर से काम न करे …… यानी इस क्षेत्र में यह जल जाता है क्योंकि इसके माध्यम से बहुत अधिक धारा प्रवाहित होती है। ध्यान दें कि LED का if/Vf कर्व या ऑपरेटिंग कर्व एक 'नॉन-लीनियर' कर्व है। यानी यह कोई सीधी रेखा नहीं है…इसमें मोड़ या किंक है। अंत में यह आरेख एक विशिष्ट 5 मिमी लाल एलईडी के लिए है जिसे 20mA पर संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। विभिन्न निर्माताओं के अलग-अलग एलईडी में अलग-अलग ऑपरेटिंग कर्व होते हैं। उदाहरण के लिए इस आरेख में 20mA पर एलईडी का आगे का वोल्टेज लगभग 1.9V होगा। 20mA पर नीले 5 मिमी एलईडी के लिए आगे का वोल्टेज 3.4V हो सकता है। 350mA पर एक उच्च शक्ति वाले सफेद लक्सियन एलईडी के लिए आगे का वोल्टेज लगभग 3.2V हो सकता है। कुछ एल ई डी पैकेज श्रृंखला में या समानांतर में कई एल ई डी हो सकते हैं, वीएफ/इफ वक्र को फिर से बदल सकते हैं। आम तौर पर एक निर्माता एक ऑपरेटिंग चालू निर्दिष्ट करेगा जो एलईडी का उपयोग करने के लिए सुरक्षित है, और उस वर्तमान में आगे वोल्टेज। आमतौर पर (लेकिन हमेशा नहीं) आपको डेटाशीट में नीचे जैसा ग्राफ मिलता है। अलग-अलग ऑपरेटिंग धाराओं पर आगे का वोल्टेज क्या है, यह निर्धारित करने के लिए आपको एलईडी के लिए डेटाशीट को देखने की जरूरत है। यह ग्राफ इतना महत्वपूर्ण क्यों है? क्योंकि इससे पता चलता है कि जब एक वोल्टेज एलईडी के पार होता है, तो जो करंट प्रवाहित होगा वह ग्राफ के अनुसार होगा। कम वोल्टेज और कम करंट प्रवाहित होगा…..और एलईडी 'ऑफ' हो जाएगी। यह चार्लीप्लेक्सिंग के सिद्धांत का हिस्सा है, जिसे हम अगले चरण में प्राप्त करेंगे।

चरण 2: कानून (इलेक्ट्रॉनिक्स के)

अभी भी चार्लीप्लेक्सिंग के जादू में अभी तक नहीं है…। हमें इलेक्ट्रॉनिक्स कानूनों की कुछ बुनियादी बातों पर जाने की जरूरत है। ब्याज का पहला नियम बताता है कि विद्युत सर्किट में जुड़े घटकों की किसी भी श्रृंखला में कुल वोल्टेज व्यक्ति के योग के बराबर है। घटकों में वोल्टेज। यह नीचे मुख्य आरेख में दिखाया गया है। यह एल ई डी का उपयोग करते समय उपयोगी है क्योंकि आपकी औसत बैटरी या माइक्रोकंट्रोलर आउटपुट पिन आपके एलईडी को अनुशंसित वर्तमान में चलाने के लिए बिल्कुल सही वोल्टेज नहीं होगा। उदाहरण के लिए एक माइक्रोकंट्रोलर आमतौर पर 5V पर चलेगा और इसका आउटपुट पिन 5V पर होगा। यदि आप केवल एक एलईडी को माइक्रो के आउटपुट पिन से जोड़ते हैं, तो आप पिछले पृष्ठ में ऑपरेटिंग वक्र से देखेंगे कि एलईडी में बहुत अधिक करंट प्रवाहित होगा और यह गर्म हो जाएगा और जल जाएगा (शायद माइक्रो को भी नुकसान पहुंचा सकता है) हालांकि, अगर हम एलईडी के साथ श्रृंखला में दूसरा घटक पेश करते हैं तो हम 5V में से कुछ घटा सकते हैं ताकि एलईडी को उचित ऑपरेटिंग चालू पर चलाने के लिए बाएं वोल्टेज सही हो। यह आम तौर पर एक प्रतिरोधी होता है, और जब इस तरह से उपयोग किया जाता है तो इसे वर्तमान सीमित प्रतिरोधी कहा जाता है। यह विधि बहुत सामान्य रूप से उपयोग की जाती है और इसे 'ओम्स लॉ' कहा जाता है …. इसलिए मिस्टर ओम के नाम पर रखा गया है। ओम कानून समीकरण वी = आई * आर का अनुसरण करता है जहां वी वोल्टेज है जो एक प्रतिरोध आर में दिखाई देगा जब एक वर्तमान I रोकनेवाला के माध्यम से बह रहा है। V वोल्ट में है, I एम्प्स में है और R ओम में है। इसलिए यदि हमारे पास खर्च करने के लिए 5V है, और हम चाहते हैं कि एलईडी में 1.9V इसे 20mA पर चलाने के लिए प्राप्त करे, तो हम चाहते हैं कि रोकनेवाला 5-1.9 = 3.1 हो। इसके पार वी. हम इसे दूसरे आरेख में देख सकते हैं। क्योंकि रोकनेवाला एलईडी के साथ श्रृंखला में है, वही करंट रेसिस्टर से एलईडी के रूप में प्रवाहित होगा, यानी 20mA। तो समीकरण को पुनर्व्यवस्थित करने से हम इस काम को करने के लिए आवश्यक प्रतिरोध पा सकते हैं। वी = आई * रुपये = वी / हमारे उदाहरण में मूल्यों को प्रतिस्थापित करते हुए हमें मिलता है: आर = 3.1 / 0.02 = 155ohms (नोट 20 एमए = 0.02 एएमपीएस) अभी भी मेरे साथ है अब तक … अच्छा। अब आरेख 3 को देखें। इसमें दो प्रतिरोधों के बीच एलईडी सैंडविच है। ऊपर बताए गए पहले नियम के अनुसार, दूसरे आरेख में भी हमारी यही स्थिति है। हमारे पास एलईडी के पार 1.9V है, इसलिए यह इसके स्पेक शीट के अनुसार चल रहा है। हमारे पास प्रत्येक रोकनेवाला भी है जो प्रत्येक को 1.55V घटाता है (कुल 3.1 के लिए)। वोल्टेज को एक साथ जोड़ने पर हमारे पास 5V (माइक्रोकंट्रोलर पिन) = 1.55V (R1) + 1.9V (LED) + 1.55V (R2) है और सब कुछ संतुलित हो जाता है। ओम कानून का उपयोग करके हम पाते हैं कि प्रतिरोधों को प्रत्येक को 77.5 ओम होना चाहिए, जो दूसरे आरेख से गणना की गई आधी राशि है। बेशक व्यवहार में आपको 77.5ohm रोकनेवाला खोजने के लिए कड़ी मेहनत करनी होगी, इसलिए आप केवल निकटतम उपलब्ध मान को प्रतिस्थापित करेंगे, जैसे कि 75ohms और अंत में थोड़ा और करंट एलईडी या 82ohms सुरक्षित होने के लिए और थोड़ा कम है। पृथ्वी पर हमें यह रेसिस्टर सैंड क्यों करना चाहिए जो एक साधारण एलईडी को चलाने के लिए है….. यदि आपके पास एक एलईडी है तो यह सब थोड़ा मूर्खतापूर्ण है, लेकिन यह चार्लीप्लेक्सिंग पर एक निर्देश योग्य है और यह अगले चरण के लिए काम आता है।

चरण 3: 'पूरक ड्राइव' का परिचय

एक अन्य नाम जो 'चार्लीप्लेक्सिंग' का वर्णन करने के लिए अधिक सटीक है, वह है 'पूरक ड्राइव'।

अपने औसत माइक्रोकंट्रोलर में आप फर्मवेयर में माइक्रो को आउटपुट पिन को '0' या '1' सेट करने के लिए कह सकते हैं, या आउटपुट पर 0V वोल्टेज या आउटपुट पर 5V वोल्टेज पेश कर सकते हैं। नीचे दिया गया चित्र अब एक उलटे साथी के साथ सैंडविच एलईडी दिखाता है…। या एक पूरक एलईडी, इसलिए पूरक ड्राइव। आरेख के पहले भाग में, माइक्रो 5V को पिन A, और 0V को पिन B में आउटपुट कर रहा है। इस प्रकार करंट A से B की ओर प्रवाहित होगा। क्योंकि LED2 LED1 की ओर पीछे की ओर उन्मुख है, कोई भी करंट इसके माध्यम से प्रवाहित नहीं होगा और यह नहीं होगा चमक इसे ही रिवर्स बायस्ड कहते हैं। हमारे पास पिछले पृष्ठ की स्थिति के बराबर है। हम मूल रूप से LED2 को अनदेखा कर सकते हैं। तीर वर्तमान प्रवाह दिखाते हैं। एक एलईडी अनिवार्य रूप से एक डायोड है (इसलिए प्रकाश उत्सर्जक डायोड)। डायोड एक ऐसा उपकरण है जो करंट को एक दिशा में प्रवाहित होने देता है, लेकिन दूसरी दिशा में नहीं। एक एलईडी प्रकार का योजनाबद्ध यह दर्शाता है, तीर की दिशा में करंट प्रवाहित होगा …… लेकिन दूसरे तरीके से अवरुद्ध है। अगर हम माइक्रो को निर्देश देते हैं कि पिन बी को पिन करने के लिए 5V और पिन ए पर 0V आउटपुट करें तो हमारे पास विपरीत है। अब LED1 रिवर्स बायस्ड है, LED2 फॉरवर्ड बायस्ड है और करंट फ्लो की अनुमति देगा। LED2 चमकेगा और LED1 अंधेरा होगा। अब प्रस्तावना में उल्लिखित विभिन्न परियोजनाओं की रूपरेखा को देखना एक अच्छा विचार हो सकता है। आपको मैट्रिक्स में इन पूरक युग्मों की एक पूरी बहुत कुछ देखना चाहिए। बेशक नीचे दिए गए उदाहरण में हम दो माइक्रोकंट्रोलर पिन के साथ दो एलईडी चला रहे हैं…। आप कह सकते हैं कि परेशान क्यों हैं। खैर अगला खंड वह है जहां हम चार्लीप्लेक्सिंग की हिम्मत करते हैं और यह कैसे एक माइक्रोकंट्रोलर आउटपुट पिन का कुशल उपयोग करता है।

चरण 4: अंत में….एक चार्लीप्लेक्स मैट्रिक्स

जैसा कि परिचय में उल्लेख किया गया है, charliplexing एक माइक्रोकंट्रोलर पर केवल कुछ पिन के साथ बहुत सारे एल ई डी चलाने का एक आसान तरीका है। हालांकि पिछले पन्नों में हमने वास्तव में कोई पिन नहीं बचाया है, दो पिन के साथ दो एलईडी चला रहा है …. बड़ा हूप!

खैर हम पूरक ड्राइव के विचार को चार्लीप्लेक्स मैट्रिक्स में बढ़ा सकते हैं। नीचे दिया गया आरेख न्यूनतम चार्लीप्लेक्स मैट्रिक्स दिखाता है जिसमें तीन प्रतिरोधक और छह एलईडी होते हैं और केवल तीन माइक्रोकंट्रोलर पिन का उपयोग करते हैं। अब आप देखिए कि यह तरीका कितना कारगर है? यदि आप सामान्य तरीके से छह एल ई डी चलाना चाहते हैं…। आपको छह माइक्रोकंट्रोलर पिन की आवश्यकता होगी। वास्तव में एक माइक्रोकंट्रोलर के एन पिन के साथ आप संभावित रूप से एन * (एन -1) एलईडी चला सकते हैं। 3 पिन के लिए यह 3 * (3-1) = 3 * 2 = 6 एलईडी है। चीजें अधिक पिन के साथ जल्दी से ढेर हो जाती हैं। 6 पिन से आप 6 * (6 - 1) = 6 * 5 = 30 LED ड्राइव कर सकते हैं….वाह! अब चार्लीप्लेक्सिंग बिट पर। नीचे दिए गए आरेख को देखें। हमारे पास तीन पूरक जोड़े हैं, माइक्रो आउटपुट पिन के प्रत्येक संयोजन के बीच एक जोड़ी। A-B के बीच एक जोड़ा, B-C के बीच एक जोड़ा और A-C के बीच एक जोड़ा। यदि आपने अभी के लिए पिन सी काट दिया है तो हमारे पास पहले की तरह ही स्थिति होगी। पिन A पर 5V और पिन B पर 0V के साथ, LED1 चमकेगा, LED2 रिवर्स बायस्ड है और करंट का संचालन नहीं करेगा। पिन B पर 5V और पिन A पर 0V के साथ LED2 चमकेगा और LED1 रिवर्स बायस्ड है। यह अन्य सूक्ष्म पिनों के लिए अनुसरण करता है। अगर हम पिन बी को डिस्कनेक्ट करते हैं और पिन ए को 5 वी और पिन सी को 0 वी पर सेट करते हैं तो एलईडी 5 चमक जाएगा। रिवर्स करना ताकि पिन ए 0 वी हो और पिन सी 5 वी हो तो एलईडी 6 चमक जाएगा। पिन बी-सी के बीच पूरक जोड़ी के लिए वही। रुको, मैंने सुना तुम कहते हो। आइए दूसरे मामले को थोड़ा और करीब से देखें। हमारे पास पिन A पर 5V और पिन C पर 0V है। हमने पिन B (बीच वाला) काट दिया है। ठीक है, इसलिए LED5 से करंट प्रवाहित होता है, LED6 से करंट प्रवाहित नहीं होता है क्योंकि यह रिवर्स बायस्ड है (और इसलिए LED2 और LED4 हैं)…। लेकिन LED1 और LED3 के माध्यम से पिन A से करंट लेने का एक रास्ता भी है वहाँ नहीं है? ये एलईडी भी क्यों नहीं चमक रही हैं। यहाँ चार्लीप्लेक्सिंग योजना का दिल है। वास्तव में LED1 और LED3 दोनों में एक करंट प्रवाहित होता है, हालाँकि इन दोनों को मिलाकर वोल्टेज केवल LED5 के वोल्टेज के बराबर होने वाला है। आमतौर पर उनके पास आधा वोल्टेज होता है जो LED5 में होता है। इसलिए यदि हमारे पास LED5 में 1.9V है, तो LED1 में केवल 0.95V और LED3 में 0.95V होगा। इस लेख की शुरुआत में उल्लिखित if/Vf कर्व से हम देख सकते हैं कि इस आधे वोल्टेज पर करंट 20mA से बहुत कम है…..और वे LED दिखाई नहीं देंगे। इसे वर्तमान चोरी के रूप में जाना जाता है। इस प्रकार अधिकांश करंट प्रवाहित होगा, हालांकि एलईडी हम चाहते हैं, एल ई डी के किसी भी श्रृंखला संयोजन के बजाय कम से कम एल ई डी (यानी एक एलईडी) के माध्यम से सबसे सीधा रास्ता। यदि आप चार्लीप्लेक्स मैट्रिक्स के किसी भी दो ड्राइव पिन पर 5V और 0V लगाने के किसी भी संयोजन के लिए वर्तमान प्रवाह को देखते हैं, तो आप वही चीज़ देखेंगे। एक बार में केवल एक एलईडी ही चमकेगी। एक अभ्यास के रूप में, पहली स्थिति को देखें। पिन A पर 5V और पिन B पर 0V, पिन C को डिस्कनेक्ट करें। LED1 करंट लेने के लिए सबसे छोटा मार्ग है, और LED 1 चमकेगा। एक छोटा करंट भी LED5 से होकर गुजरेगा, फिर B को पिन करने के लिए LED4 का बैकअप लेगा….. इस प्रकार चार्लीप्लेक्सिंग की शक्ति का एहसास होता है। दूसरा आरेख देखें जो मेरी माइक्रोडॉट घड़ी के लिए योजनाबद्ध है…..30 एलईडी, केवल 6 पिन के साथ। माई मिनीडॉट 2 घड़ी मूल रूप से माइक्रोडॉट का एक विस्तारित संस्करण है…। एक सरणी में व्यवस्थित 30 एल ई डी। सरणी में एक पैटर्न बनाने के लिए, प्रत्येक एलईडी को रोशन करने के लिए संक्षेप में स्विच किया जाता है, फिर माइक्रो अगले पर चला जाता है। यदि इसे रोशन करने के लिए निर्धारित किया गया है तो इसे थोड़े समय के लिए फिर से चालू कर दिया जाता है। एल ई डी के माध्यम से तेजी से स्कैन करके 'दृढ़ता की दृष्टि' नामक एक सिद्धांत एल ई डी की एक सरणी को एक स्थिर पैटर्न दिखाने की अनुमति देगा। मिनीडॉट 2 लेख में इस सिद्धांत पर कुछ स्पष्टीकरण दिया गया है। लेकिन रुकिए….. मैंने ऊपर दिए गए विवरण में कुछ हद तक स्पष्ट किया है। यह 'डिस्कनेक्ट पिन बी', 'डिस्कनेक्ट पिन सी' व्यवसाय क्या है। कृपया अगला भाग।

चरण 5: त्रि-राज्य (ट्राइसिकल नहीं)

पिछले चरण में हमने उल्लेख किया था कि एक माइक्रोकंट्रोलर को 5V वोल्टेज या 0V वोल्टेज को आउटपुट करने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है। चार्लीप्लेक्स मैट्रिक्स को काम करने के लिए, हम मैट्रिक्स में दो पिन का चयन करते हैं, और किसी भी अन्य पिन को डिस्कनेक्ट करते हैं।

बेशक मैन्युअल रूप से पिन को डिस्कनेक्ट करना थोड़ा मुश्किल है, खासकर अगर हम पैटर्न दिखाने के लिए दृष्टि प्रभाव की दृढ़ता का उपयोग करने के लिए चीजों को बहुत तेज़ी से स्कैन कर रहे हैं। हालाँकि एक माइक्रोकंट्रोलर आउटपुट पिन को इनपुट पिन के रूप में भी प्रोग्राम किया जा सकता है। जब एक माइक्रो पिन को इनपुट के रूप में प्रोग्राम किया जाता है, तो यह 'उच्च-प्रतिबाधा' या 'त्रि-राज्य' कहलाती है। यही है, यह पिन के लिए एक बहुत ही उच्च प्रतिरोध (मेगाओम्स, या लाखों ओम के क्रम का) प्रस्तुत करता है। यदि बहुत अधिक प्रतिरोध है (आरेख देखें) तो हम अनिवार्य रूप से पिन को डिस्कनेक्ट होने के रूप में मान सकते हैं, और इसलिए चार्लीप्लेक्स योजना काम करती है। दूसरा आरेख हमारे उदाहरण में प्रत्येक 6 एल ई डी को रोशन करने के लिए प्रत्येक संयोजन के लिए मैट्रिक्स पिन दिखाता है। आम तौर पर एक त्रि-राज्य को 'एक्स' द्वारा दर्शाया जाता है, 5 वी को '1' (तार्किक 1 के लिए) और 0 वी को '0' के रूप में दिखाया जाता है। माइक्रो फ़र्मवेयर में '0' या '1' के लिए आप पिन को आउटपुट के रूप में प्रोग्राम करेंगे और इसकी स्थिति अच्छी तरह से परिभाषित है। त्रि-राज्य के लिए आप इसे एक इनपुट के रूप में प्रोग्राम करते हैं, और क्योंकि यह एक इनपुट है, हम वास्तव में नहीं जानते कि राज्य क्या हो सकता है…। इसलिए अज्ञात के लिए 'X'। यद्यपि हम त्रि-राज्य या इनपुट होने के लिए एक पिन आवंटित कर सकते हैं, हमें इसे पढ़ने की आवश्यकता नहीं है। हम सिर्फ इस तथ्य का लाभ उठाते हैं कि माइक्रोकंट्रोलर पर एक इनपुट पिन उच्च प्रतिबाधा है।

चरण 6: कुछ व्यावहारिक मामले

चार्लीप्लेक्सिंग का जादू इस तथ्य पर निर्भर करता है कि श्रृंखला में कई एल ई डी में प्रस्तुत व्यक्तिगत वोल्टेज हमेशा एक एकल एलईडी से कम होगा जब एकल एलईडी श्रृंखला संयोजन के समानांतर में होता है। यदि वोल्टेज कम है, तो करंट कम है, और उम्मीद है कि श्रृंखला संयोजन में करंट इतना कम होगा कि एलईडी नहीं जलेगी। हालांकि हमेशा ऐसा नहीं होता है। मान लीजिए कि आपके पास एक विशिष्ट के साथ दो लाल एलईडी थे आपके मैट्रिक्स में 1.9V का फॉरवर्ड वोल्टेज और 3.5V के फॉरवर्ड वोल्टेज के साथ एक नीली एलईडी (हमारे 6 एलईडी उदाहरण में LED1 = लाल, LED3 = लाल, LED5 = नीला कहें)। यदि आप नीली एलईडी जलाते हैं, तो आप प्रत्येक लाल एलईडी के लिए 3.5/2 = 1.75V के साथ समाप्त होंगे। यह एलईडी के मंद ऑपरेटिंग क्षेत्र के बहुत करीब हो सकता है। आप पा सकते हैं कि नीले रंग के प्रकाश में लाल एल ई डी मंद चमकेंगे। यह एक अच्छा विचार है इसलिए यह सुनिश्चित करने के लिए कि आपके मैट्रिक्स में किसी भी अलग रंग के एल ई डी का आगे का वोल्टेज ऑपरेटिंग करंट पर लगभग समान है, या फिर एक ही रंग का उपयोग करें एक मैट्रिक्स में एल ई डी। मेरी माइक्रोडॉट/मिनीडॉट परियोजनाओं में मुझे इस बारे में चिंता करने की ज़रूरत नहीं थी, मैंने उच्च दक्षता वाले नीले/हरे एसएमडी एल ई डी का उपयोग किया था, जो सौभाग्य से रेड/येलो के समान ही आगे वोल्टेज है। हालाँकि अगर मैंने 5 मिमी एल ई डी के साथ एक ही चीज़ को लागू किया तो परिणाम अधिक समस्याग्रस्त होगा। इस मामले में मैं एक नीला/हरा चार्लीप्लेक्स मैट्रिक्स और एक लाल/पीला मैटिक्स अलग से लागू करता। मुझे और पिनों का उपयोग करने की आवश्यकता होगी….लेकिन आप वहाँ जाएँ। एक और मुद्दा यह है कि माइक्रो से अपने वर्तमान ड्रा को देखें और आप एलईडी को कितना उज्ज्वल चाहते हैं। यदि आपके पास एक बड़ा मैट्रिक्स है, और इसे तेजी से स्कैन कर रहे हैं, तो प्रत्येक एलईडी केवल थोड़े समय के लिए चालू है। यह स्थिर डिस्प्ले की तुलना में अपेक्षाकृत मंद दिखाई देगा। आप वर्तमान सीमित प्रतिरोधों को कम करके एलईडी के माध्यम से करंट बढ़ाकर धोखा दे सकते हैं, लेकिन केवल एक बिंदु तक। यदि आप बहुत अधिक समय तक माइक्रो से बहुत अधिक करंट खींचते हैं तो आप आउटपुट पिन को नुकसान पहुंचाएंगे। यदि आपके पास धीरे-धीरे चलने वाला मैट्रिक्स है, जैसे कि स्थिति या चक्रवात डिस्प्ले, तो आप करंट को सुरक्षित स्तर तक नीचे रख सकते हैं, लेकिन फिर भी एक उज्ज्वल एलईडी डिस्प्ले है क्योंकि प्रत्येक एलईडी लंबे समय तक चालू है, संभवतः स्थिर (एक के मामले में) स्टेटस इंडिकेटर)। चार्लीप्लेक्सिंग के कुछ फायदे: - कई एल ई डी को नियंत्रित करने के लिए माइक्रोकंट्रोलर पर केवल कुछ पिन का उपयोग करता है- घटक संख्या को कम करता है क्योंकि आपको बहुत सारे ड्राइवर चिप्स / प्रतिरोधों आदि की आवश्यकता नहीं होती है। कुछ नुकसान: - आपके माइक्रो फर्मवेयर को सेटिंग को संभालने की आवश्यकता होगी दोनों वोल्टेज स्थिति और पिन की इनपुट/आउटपुट स्थिति- अलग-अलग रंगों के मिश्रण से सावधान रहने की जरूरत है- पीसीबी लेआउट मुश्किल है, क्योंकि एलईडी मैट्रिक्स अधिक जटिल है।

चरण 7: संदर्भ

वेब पर चार्लीप्लेक्सिंग के बारे में बहुत सारे संदर्भ हैं। लेख के सामने के लिंक के अलावा, उनमें से कुछ हैं: मैक्सिम का मूल लेख, इसमें 7 सेगमेंट डिस्प्ले चलाने के बारे में बहुत कुछ कहना है जो संभव भी है। https://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/appnote_number/1880A विकी प्रविष्टिhttps://en.wikipedia.org/wiki/Charlieplexing