Raspberry Piを備えた小型信号機：多くのLEDの配線

バックグラウンド：

私は交通制御装置を専門とする土木技師であり、スケールモデルの信号システムを構築する小さな趣味のプロジェクトがあります。Raspberry Piを使用して、自分で信号パターンプログラミングを管理および制御できます（さらに、動的でプログラムされた制御を実装し、深刻なトラフィック制御スキーマと、場合によっては実際のトラフィックデータとインターフェースすることができます）。ハードウェア側で多くのLEDを配線する手助けが必要です:)

私はこのチュートリアルhttp://www.raspberrypi-spy.co.uk/2012/06/control-led-using-gpio-output-pin/を順守しました（ピン2の代わりに外部電源を使用することを含む）が、すべての信号機に対してGPIO接続が少なすぎるという問題が発生する可能性があります。

次に、LEDマトリックスhttp://www.appelsiini.net/2011/how-does-led-matrix-workを使用して多重化を試みました。多重化は機能しますが、ライトは通常調光されます。これはうまくスケーリングできないと思います。これは制御の複雑さを拡大する傾向があります。

中心的な質問：

Raspberry Piで拡張カードを入手する前に、0/1信号の少ない複数のLEDを制御するために使用できる他のトリックはありますか？

信号機についての1つは、通常3つずつのブロックで提供され、一度にアクティブになるのはそのうちの1つだけであることです。単一の0/1信号を使用してLEDのブロックを「トグル」できるようにする比較的単純な回路はありますか？

74HC595のようなシフトレジスタに精通していますか。RPIからの3つのピンが必要で、8つの出力ラインを制御できます。それらを簡単にカスケードして、n×8出力ラインを効果的に制御できます。

データはシリアルにシフトレジスタに入力され、8つの出力ビットすべてが転送されると、ビットを出力にラッチします。

ここにデータシートを追加しようとしていましたが、https：//www.sparkfun.com/products/733には素晴らしいビデオが表示されており、データシートへのリンクもあります。

ジッピーがうまく機能することを示唆するようにシフトレジスター。しかし、予想よりも多くのLEDで多重化を機能させることもできます。輝度を下げる解決策は、ピーク電流を増やして平均電流を同じに保つことです。これを行うには、電圧を上げるか、電流制限抵抗を減らします。

過電流がLEDに損傷を与える理由は、ジャンクションが過熱するためです。パルス間で冷却する時間が与えられた場合、パルスはより強くなる可能性があります。LEDのデータシートでは、最大平均電流と、超えてはならない最大ピーク電流の両方を指定する必要があります。高い信頼性（宇宙船ではなく趣味のプロジェクト）についてあまり気にしておらず、LEDをいくつか喫煙したり、ルールを少し曲げたりしても問題がない場合は、いつでも自分で制限をテストできます。

また、より少ない数のピンからより多くのLEDを多重化する方法については、チャープレックス化を検討してください。この方法で接続できるLEDの数の上限は、通常、ピンの数ではなく、GPIOピンから利用可能な電流で達成可能な輝度です。

参考資料：より高い電流でLEDをパルスすると、見かけの明るさが大きくなりますか？

USBまたはイーサネットを使用して、このようなラッチングリレーボードを介してライトを制御します

http://www.robot-electronics.co.uk/acatalog/Relay_Modules.html

これらのボードを他のアプリケーションに使用しましたが、優れています