題:
板上的LED-優缺點?
Dirk Bruere
2020-08-13 13:53:02 UTC
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好-我傾向於設計高價值的小體積電路板,因此我對此有偏見。我喜歡在電路板上灑很多LED。板上的每個電源電壓都有一個(紅色)LED。多個由s / w驅動的LED,它們顯示出不同的執行路徑。通訊端口,CAN,USART,USB等上的LED指示燈使我可以看到它們何時處於活動狀態。

優點

  • 我可以一眼看出板子是否運行正常。
  • 同上與該領域的服務工程師。

缺點

  • 他們在大批量生產中要花錢。
  • 他們佔用了木板空間。
  • 可能還有功率限制。

還有其他考慮因素嗎?

我經常看到的一種方法是僅在第一次運行時才放置這些LED,所有後續批次都將LED移除。這不會解決您的第二個和第三個缺點,但是對於第一個和過多的LED產生的UX問題有幫助。這樣的方法對您有用嗎?
我多次被問到“ @Mast”,“我怎麼知道電路板正在工作”。這些天,我按照“如果藍燈閃爍可能就可以了”的方式說些什麼。在涉及的特定產品中,找到可靠的同軸電纜是一個更大的問題
因此,保留一個有用的LED作為整體工作的標誌,而將其餘的LED放棄用於生產版本的電路板嗎?
一個或多個7段顯示器也是一個不錯的選擇。這些在工業和HVAC設備中很常見。
您不能將LED添加到大批量生產板上,除非它們是實際客戶界面的一部分。它只是丟掉錢。您可以將LED放在測試夾具上。而且可以將LED保持在原理圖和佈局中。只是不要在生產中安裝它們。當“客戶”是您自己公司的內部開發人員(原型構建)時,LED可能會非常有用。但是,一旦客戶成為零售購買者,所有未使用的LED都必須離開。
很大程度上取決於產品,如果這是機頂盒,那麼技術支持需要一些,但數量不多。如果這是針對更高級別用戶的更高級別產品,成本更高的板級產品,服務器主板插件模塊,則更多的LED或其他調試路徑(七段LED,通過計算機的路徑)具有價值。
一天結束時,應該是各個團隊之間的內部討論,製造人員的成本節省,開發中的工程人員的風險以及取決於這是一次性還是可維修產品,以調試返回的產品或失敗的產品首先通過裝配線,可以固定庫存(如果是一次性的,那就可以了)。夾式或卡式邊緣連接器可用於開發和調試,而無需修改電路板。並且不要將多餘的led放在可交付成果上。
八 答案:
Marcus Müller
2020-08-13 14:16:15 UTC
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缺點

  • LED可能會分散注意力或使人煩惱,尤其是在亮度太高的情況下使用時(現代I_f = 20 mA LED,當實際用該電流驅動時,尤其是藍色時,會令人眼花bright亂,要看得太近了)
  • 信息超載:如果LED過多,那麼無需搜索絲網印刷或手冊即可查看內容。如果您不知道要讀取哪個LED,那麼擁有易於讀取的LED有什麼好處?
    • 我會採用類似的方法:如果您在一周內不使用電路板後,LED數量超過了您的腦力連接,那麼,更多的LED收益就會減少–如果您需要查閱設計文檔,要知道哪個LED代表什麼,一個簡單的測試點+萬用表可能不會更糟
    • 如果電路板的狀態很複雜(例如,狀態的許多位– LED的開/關),並且可能在操作期間(不僅是在原型測試期間)相關,那麼電路板管理IC可能是明智的,即微控制器,具有ADC通道,GPIO(不僅可以感應,而且還可以進行諸如復位,控制風扇,蜂鳴器等操作)和一個串行端口。甚至連OLED顯示器也可以。通常,這些相同的微控制器完成電源定序器,溫度監控器和看門狗的功能。
      對我來說,聽起來好像需要更多的開發工作,但話又說回來,您好像每年要完成一塊以上的板子,因此明智的做法是一次組裝一個簡單的固件來滿足您的需要,然後在每個固件上都使用相同的微控制器。板,無論多麼簡單(個人建議:選擇具有USB的微控制器;您的便攜式筆記本電腦現場工程師(因此:很可能您會喜歡))。
      選項範圍從幾行C(用於您自己的最小固件)到使用 Chromebook的嵌入式控制器固件。我不會在微控制器上花太多錢,而要避免使用8種苦味藥,例如,便宜的STM32 ARM就能做到,而且如果您根本不在乎亞微秒級的延遲,那麼它確實具有更好的開發流程。
  • 除了功率限制外,例如數字邏輯的驅動,總體功耗的使用
  • 可能:假設您有一些參考電壓軌或其他低電流電源軌(例如,低速運算放大器以平均0.1 mA的<驅動弱負載)。您可能需要重新設計電源,以適應更高的LED負載,或者添加複雜的緩衝方式(從而增加新的故障源)來緩衝驅動LED的緩衝手段(例如NPN,數字門)。

專業人士

  • 外觀:通電後,具有50個綠色LED的電路板會部分順序打開,以打動您的客戶
  • 人類可觀察性:當然,即使令人困惑,擁有LED仍然是最壞的情況,甚至沒有。
  • 機器可觀察性:在恆定電流源上,另一個僅貼在目標LED上的LED即可提供出色的示波器/ ADC輸入
  • 更多可觀察性:OpenCV相對容易。在您的木板的兩個或三個角添加一個QR碼,掃描相機圖像中的QR碼,使用結果使圖像傾斜,然後使用固定的掩模在實驗室中懶散地監視實驗室中的木板,同時在家中工作。 / li>
是的,我們使用STM ARM Cortex MCU。用戶可以讀取的真正關鍵的是紅色的電源指示燈(“有多少?”)和一個藍色的指示燈,當固件的關鍵位置運行時,該指示燈會閃爍。其他人在大多數情況下只是對我而言,或者僅在出現故障時才出現。雖然那顯然不是萬無一失的。
回复:電源軌和固件引導LED:舊的條形顯示屏(來自1980年代的高保真立體聲)可能是個好主意(“下面的兩個條形燈亮,第三個條形燈滅,第四到第七條燈亮,第八個閃爍”);減少了在調試原型時調查另一個故障時使您困惑的可能性。問題是您需要將LED信號從不同的導軌路由到中心點。
回复:用於故障調試的LED:想法,但我從未嘗試過:如果您主要是通過固件激活這些LED,無論如何,請考慮在板上安裝一個(可禁用開關的)揚聲器,並考慮讓固件進行前導音調序列之後的故障信息為2-FSK(例如500 Hz和700 Hz音調)。人類在識別音調方面相當擅長,音頻FSK接收器很快被草擬,例如在GNU Radio中。服務人員甚至可能要求撥動開關並發送錄音。
+1分散注意力。我拒絕購買產品_具體是因為LED亮,並且_您對明亮的定義(在您顯然在測試產品的赤道太陽下)與我的定義不同(在我要睡覺的黑暗房間裡)。
我至少部分不同意這一點。例如,“ ... LED仍然是最壞的情況,甚至沒有...”。不好意思同樣,沒有LED會破壞我的生命。如果有的話,我只是禁用它。因此,最好的選擇可能是“具有LED,但僅用於重要的處理區域並可以控制其亮度”。總而言之,我更喜歡LED,而不是根本沒有非調試視覺效果。
還有@MarcusMüller這些條形圖LED實際上被設計為指示器,而不是照亮房間(當然,您可以以2mA而不是20mA運行更多現代設計,但是有時我不得不在黑暗中工作,而很多LED非常適合調試,它們確實會引起問題
@chrylis-cautiouslyoptimistic-我在計算機機箱的藍色電源和HD活動燈上放了一層或兩層遮蔽膠帶。仍然可見,但是將其衰減到合理的亮度。IDK,但是紅色LED出了什麼問題;在較舊的計算機機箱中,眼睛上的舒適度更高。
-1
@PeterCordes一定會在睡覺時表現出典型的核潛艇外觀。
Lundin
2020-08-13 16:41:45 UTC
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除了已經說過的話:

優點:

  • 與顯示器,串行調試接口等相比,價格相對便宜且易於實現。僅需一點歐姆定律,就不需要在LED上進行任何更深入的軟件或電子知識設計。

  • 高可用性,市場上有大量第二資源。如果您最喜歡的LED公司無法及時交付,很容易找到替代方案。

缺點:

  • 大約8%的男性和0.5%的女性是“色盲”,這通常表現為區分紅色和綠色的問題。碰巧也是兩種最常見的LED顏色。

    如果您在同一點(RGB等)上使用不同的顏色表示不同的產品狀態,則這尤其成問題。如果您通過電話詢問客戶,他們看到什麼顏色,則很可能會得到錯誤的答案,尤其是如果這些產品是為傳統上以男性為主的行業(例如電子行業)設計的。

  • 光污染。在帶有紅外傳感器,光電耦合器等的產品中,LED燈可能會引起“光學噪聲”。

  • 組裝過程中的極性問題。根據經驗,極性組件最終會在組裝過程中向後安裝。有人將拾取&放置的位置錯誤或誤解了組件放置圖等。根據我的經驗,這是一個相當普遍的質量問題,尤其是在涉及LED和鉭蓋時。最終,這是一個生產質量問題,但是可以選擇不選擇極性組件的設計人員可以減少可能出錯的情況。

  • 敏感組件。 LED是SMD組裝過程中最敏感的部件之一,在組裝過程中可能無法在烤箱中倖存幾次。尤其如此,如果您選擇了一些便宜的品牌。

  • MCU源/接收器當前預算。通常最好直接從MCU引腳驅動LED,因為這樣可以避免外部電路和復雜性。希望大多數設計都考慮到各個引腳的源/吸收能力,但通常會忘記芯片整體的總源/吸收能力。

    想像一下,您有許多不同的LED指示產品中的各種狀態,然後突然在某些情況下遇到無法解釋的MCU閉鎖或複位。您首先要懷疑的是“狀態x”中的應用程序問題,因為該錯誤僅在該狀態的LED點亮時才會發生。這會導致您朝完全錯誤的方向進行故障排除,因為實際的問題不是您 應用邏輯,但LED本身。

Pro + Con:

  • PWM特性。如果將LED連接到PWM,串行總線或類似設備,則人眼太慢而無法捕捉到閃爍-LED可能會一直亮著。這樣可以實現各種技巧,​​從而節省電源,並在不同的LED之間多路復用&混色。

    但是,這也使得很難區分例如空閒高電平和串行總線的操作模式。充其量您只能得到“它有多亮”,這是非常主觀的,而不是您在故障排除期間要通過電話詢問客戶的事情。 “嗯...它閃閃發光了很多!”

而且這些還不是理論上的情況-以上都是我在職業生涯中經歷過的軼事。
關於色盲問題的要點-我會牢記這一點
關於色盲的要點,我總是使圖表使用黃色->綠色->紫色線性亮度標度,而不是普通的綠色->紅色
我發現一些黃色和綠色的LED非常相似。就個人而言,我更喜歡高壓/短波長(2.5 V)綠色LED,而不是舊式(2.1 V)。
PWM為您提供了更多選擇:我需要一條多態信號向下1線+地:昏暗地閃爍(10Hz IIRC-受限用戶,無癲癇病)=輪詢,明亮的閃光=活躍,穩定的昏暗=釋抑,沒有=沒有電源。通電時,它可以通過所有這些狀態。到目前為止,我還沒有打擾,但這將允許用戶校准他們對暗淡和明亮的期望。很明顯
如果LED是通孔型,則可以提供圓形,正方形,三角形和矩形等形狀,因此可以用來克服各種色盲問題。如今可能有點大。
Genorme
2020-08-13 14:21:07 UTC
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Too很多指標可能導致用戶混淆:

Too many indicators

圖片鏈接

主板上的指標似乎很多,僅對維護工程師有用。 我不知道您的電路板的架構是什麼,但是在出現問題的情況下,最好使用軟件檢查或硬件測試循環進行維護:

Test loops

圖片鏈接

儘管我們在派遣服務人員之前詢問了用戶一個問題,例如“板上是否有5個紅燈,一個閃爍的藍燈”,但這些LED並不是真正適合用戶的。在這種情況下,通常意味著電路板正在工作,而其他地方出現了故障
Genorme-歡迎您:-)僅供參考,根據[本網站規則](https://electronics.stackexchange.com/help/referencing)的要求,當您在答案中包含某些內容(例如照片,圖像或文字)時,如果是您自己的原創作品,則需要適當引用(引用)它。這些圖像似乎來自其他地方,因此,為了遵守該規則,您可以編輯答案並為每個圖像添加指向特定原始源網頁的鏈接嗎?謝謝 :-)
Michel Keijzers
2020-08-13 14:13:15 UTC
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只是一些“個人頭腦風暴”:

專業人士(請參見DarrenW評論)

  • 技術人員或其他設計工程師無需連接JTAG或使用示波器探頭(由於LED)而節省的時間加起來。

缺點

  • 更長的設計時間:儘管添加LED基本上比較容易,但是卻要花費時間。
  • 降低的功率:您已經提到過,但可能是指從總數中扣除了LED本身正在使用的(微)安培數。但是,同樣通過使用LED,電流會從原始路徑減小(除非使用了晶體管),因此它還會影響LED“周圍”區域的電流。
  • 增加/更改了GND返迴路徑:由於每個LED都有一個返迴路徑,可能會影響例如模擬(部分)PCB板。
  • CPU引腳使用情況:使用軟件控制的LED時,它會花費一個引腳或一個多路復用器輸出。
  • 木板空間:您已經提到過,但是也要考慮每個LED旁邊的描述文字。
對於許多類型的產品,較長的設計時間幾乎是微不足道的。由技術人員或其他設計工程師節省的時間,無需連接JTAG或使用示波器探頭戳加。我從經驗中知道。
我完全同意@DarenW,我專門花了更長的設計時間,因為在這種情況下它沒有添加功能(對客戶端有用的東西),我將添加JTAG /作用域註釋。謝謝
DAS
2020-08-14 11:06:06 UTC
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我已經建立了由PIC MPU運行的板,並僅添加了幾個LED來指示電源和MPU狀態,並添加了一個“心跳” LED來顯示軟件未掛起。添加另一個LED來顯示到另一個板的鏈接很好。

這仍然是對LED的明智使用。我想要的最後一件事是向董事會展示看起來像聖誕樹的總工程師。相反,只有一排8個微型SMD LED(紅色和綠色)以2 mA的電流運行,因此它們發出柔和的輝光,不像聚光燈那樣明亮。

在我看來,明智地使用LED作為關鍵狀況指示器沒有任何弊端。一次查看以太網集線器以及電源和數據的穩定LED或閃爍LED表示,少量使用它們非常有用。雙色和RGB LED可以在1個小LED中顯示GO / NO-GO / BUSY狀態。LED閃爍與LED純色也可能意味著更高的狀態級別。

我很早以前從一名年輕工程師那裡得知,管理層喜歡看到閃爍的燈光,而不是據稱裸板正在做某事。
可能應該有幾個LED可以顯示正在進行的流量或正在處理的信號,但不要太多以至於分散注意力。對於使用它的人來說,LED燈應該是有用的,僅此而已-不再需要的LED燈(當您可以很容易地擁有UART接口時)將成為調試的麻煩。用於管理或給用戶留下深刻印象的LED仍將在那裡,但在一個狹窄的空間中可以顯示出實際正在發生的事情。 無論如何,這是我的觀點,與許多LED相比,在LED上連續設計幾個LED更容易製造和製造。
user
2020-08-14 14:45:31 UTC
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LED可用於基本診斷,例如檢查電源是否打開以及所有滑軌是否已抬起,或用於指示某些活動,例如通信或連接狀態。

但是,對於更詳細的診斷,還有更好的選擇。如果您具有微控制器,則可以添加UART接口。在大多數情況下,在生產板上使用調試消息不會造成任何危害。JTAG是另一個不錯的選擇。

對於小體積的東西,您還可以添加一個小顯示器。微型OLED顯示器價格便宜且易於接口,並且可以以更具可讀性的格式顯示更多信息。

Ahmed M.Zahran
2020-08-16 14:15:12 UTC
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Cons: 還需要考慮的其他事情

1-溫度總體上升,與其他設備相比,LED散發大量熱量。特別是當板子必須與周圍環境隔離時,這可能會影響某些敏感設備,例如ROV中的板子。

2-更大的電流意味著更大的走線寬度,更大的電源,更高的額定元件,更大的電路板尺寸,從而增加了總體成本。

3-還有一件要考慮的重要事情,由電池供電的設備的預期工作時間將大大減少。某些應用需要電池工作時間較長的設備。以熱窯對齊為例,這是我專門研究的專業,它要求設備可以長時間運行,例如3個小時,是的3個小時就足夠長了,因為在這種情況下,外殼溫度會升高到一定程度。接近350°C。這意味著您必須依靠能夠承受這些溫度並能夠承受環境的設備,直到完成工作。

Shell Average Temperature

Pros:

1-漂亮的木板。

2-吸引註意力。

3-易於監視和故障排除。

Conclusion 避免將LED放置在非強制性的板上。如果它沒有用,那麼就不值得放置它。

bta
2020-08-15 07:58:47 UTC
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如果要保留優點並避免大多數弊端,請放棄LED並將路由它們的信號路由到某個位置的調試連接器。設計一個可以連接到該連接器的小型調試分支板。將所有LED放在分線板上。這樣,您只需為每個技術人員支付一套LED,而不是為每塊板支付LED。您仍然可以使用調試選項,但是您不必支付額外的硬件費用,除非您實際要使用它。通過調試板為LED供電,以避免在插入設備時更改設備的電源配置文件。您還可以避免使最終用戶感到困惑,因為它們不再能夠看到僅對技術人員有意義的調試信號。

用於調試的分線板還具有其他有用的優勢,例如允許您以更加用戶友好的佈局來標記和組織LED,並允許您添加(例如)小型微控制器來監視LED狀態並向LED報告狀態。通過USB連接的PC。

這裡的缺點是,路由所有這些調試信號可能很棘手,具體取決於您當前的電路板密度。



該問答將自動從英語翻譯而來。原始內容可在stackexchange上找到,我們感謝它分發的cc by-sa 4.0許可。
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