LED Multiplexing ve Charlieplexing Nedir?

LED multiplexing (tarama), az sayıda mikrodenetleyici pini ile çok sayıda LED'i sürmek için LED'leri satır/sütun hâlinde düzenleyip çok hızlı sırayla (tarayarak) yakıp söndürme tekniğidir. Göz, hızlı taramayı görüntü kalıcılığı (persistence of vision) sayesinde sürekli ışık olarak algılar.

Matris Multiplexing Nasıl Çalışır?

N satır ve M sütun pini ile N×M LED sürülebilir; ancak her an yalnızca bir satır aktiftir. Mikrodenetleyici satırları çok hızlı sırayla tarar (ör. saniyede >100 kez tüm ekran): 1. satırın sütun verisini yaz, satırı yak, kapat; 2. satıra geç… Bu sayede 8×8 = 64 LED, 8+8 = 16 pinle sürülebilir. Büyük ekranlarda satır/sütun sürmek için kaydırmalı yazmaç veya özel LED sürücü (ör. MAX7219) kullanılır.

Charlieplexing: Pinden Daha Fazla LED

Charlieplexing, mikrodenetleyici pinlerinin üç durumlu (tri-state: yüksek / düşük / yüksek-empedans "girdi") olabilmesinden ve LED'in tek yönlü (diyot) davranmasından yararlanır. Bu yöntemle n pin ile n×(n−1) LED sürülebilir: 3 pin → 6 LED, 4 pin → 12 LED. Her an yalnız bir LED (veya bir grup) yakılır; kalan pinler yüksek-empedansa çekilerek devreden çıkarılır ve istenen LED'in yönüne uygun iki pin sürülür.

Görüntü Kalıcılığı ve Parlaklık

Tarama, gözün titremeyi fark etmeyeceği kadar hızlı olmalıdır (pratikte tüm kare için ≳100 Hz). Ancak her LED zamanın yalnız bir kesrinde (1/N) yandığı için ortalama parlaklık düşer; bunu telafi için tarama sırasında anlık akım artırılır veya sürücü entegresi kullanılır.

Nerede Kullanılır?

7-segment gösterge panelleri, LED nokta-matris ekranlar (MAX7219 modülleri), saat/sayaç göstergeleri, küçük LED animasyon kartları. Tuş takımı (keypad) tarama da benzer satır/sütun mantığıyla çalışır (bkz. çoklayıcı/multiplexer).

Dikkat Edilmesi Gerekenler

• Akım sınırlama şart: Multiplexing pin tasarrufu sağlar ama her satır/segment için akım sınırlama direnci yine gerekir; LED'i doğrudan pine bağlamayın.
• Parlaklık düşüşü: Görev döngüsü (duty cycle) 1/N olduğu için parlaklık azalır; çok satırda belirginleşir.
• Titreme (flicker): Tarama yavaşsa göz titremeyi fark eder; yenileme hızını yüksek tutun.
• Charlieplexing sınırları: Aynı anda tek LED, sızıntı/yanlış yanma riski ve pin akım sınırı nedeniyle büyük/parlak ekranlar için uygun değildir; onlarda donanımsal multiplexing yapan sürücü (MAX7219) tercih edilir.
• Pull-up etkisi: Tarama hatlarında beklenmedik yollar için pull-up/pull-down ve pin durumları dikkatle yönetilmelidir.

Sıkça Sorulan Sorular

Multiplexing ile charlieplexing farkı nedir?
Klasik matris multiplexing N+M pinle N×M LED sürer (her an bir satır). Charlieplexing pinlerin üç durumundan yararlanıp n pinle n×(n−1) LED sürer — daha az pin, ama daha karmaşık ve düşük güçlü.

LED'ler neden sürekli yanıyormuş gibi görünür?
Tarama, gözün görüntü kalıcılığından hızlı olduğu için ayrı ayrı yanan LED'leri sürekli ışık olarak algılarız.

Büyük ekranları kolay sürmek için LED sürücü (MAX7219) ve kaydırmalı yazmaçlara bakabilirsiniz.