Pilotare LED IR con Arduino e ESP8266

I led IR sono utilizzati come emettitori di impulsi in sistemi di trasmissione dati ed in sistemi si misurazione della distanza di un ostacolo. La portata utile di tali sistemi dipende dalla potenza che il driver riesce a trasferire sul led durante il periodo di accensione. Data la natura impulsiva dei segnali che pilotano i led è la potenza di picco (corrente di picco) che determina l’intensità dell’impulso luminosa e quindi la portata del sistema.

Solitamente i pin GPIO dei MCU sono in grado fornire corrente sufficiente per pilotare dei normali led, ma la capacità del driver dei pin potrebbero diventare un fattore limitante in alcune applicazioni che richiedono correnti più elevate.

Un led IR di potenza elevata come VSLB3940 potrebbe essere pilotato con correnti DC fino 100mA e correnti di picco fino a 1A per impulsi di breve durata.

VSLB3940_ir_led_max_rate
VSLB3940 maximum ratings

Utilizzando una correnti inferiori la portata utile del sistema viene ridotta ed il fattore limitante diventa la corrente erogata dal ping GPIO del MCU.

VSLB3940_radiant_intensity_vs_current
VSLB3940 radiant intensity vs current

Combinando le curve del diodo emettitore e del fotodiodo ricevitore si ottiene che la portata utile del sistema dipende in maniera approssimativamente lineare dalla corrente (forward current) utilizzata per pilotare il led emettitore. (vedi Application Note Vishay).

Inoltre le specifiche dei MCU solitamente non sono molto chiare riguardo alla massima corrente di picco che è possibile prelevare da un pin. Ad esempio nel caso di ATmega328P (utilizzato in alcune schede Arduino) il valore tipico di corrente massima DC per ogni pin è di 40mA. Però devono essere presi in considerazione anche i limiti di corrente “per porta” (una porta è composta da 7-8 pin I/O) che sono rispettivamente:

150 mA per port source,

100 mA per port sink.

Questi valori vengono dichiarati  come “DC maximum rate” e non è chiaro se nel caso di segnali di tipo impulsivo (treno di impulsi che pilota i led emettitori IR)  questi limiti debbano essere rispettati “in media” tenendo conto del duty cycle oppure se si tratta di limiti assoluti.

Nel caso di ESP8266 la corrente massima per pin GPIO è di soli 12mA ed anche per questo MCU non è chiaro quali siano i limiti nel caso di segnali impulsivi.

 

 

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