带有Raspberry Pi的微型交通灯：为许多LED布线

背景：

我是一名专门研究交通控制设备的土木工程师，我有一个小型的业余项目，用于构建比例模型交通信号灯系统。我可以使用Raspberry Pi自行管理和控制交通信号灯模式编程（此外，这使我能够实现动态和编程控制，并与严肃的交通控制模式和可能的真实交通数据进行交互）。我只需要帮助在硬件侧连接许多LED :)

我按照本教程http://www.raspberrypi-spy.co.uk/2012/06/control-led-using-gpio-output-pin/很好（包括使用外部电源而不是Pin 2），但是我可能会遇到所有交通信号灯的GPIO连接太少的问题。

接下来，我尝试使用LED矩阵进行多路复用http://www.appelsiini.net/2011/how-does-led-matrix-work。多路复用工作，但是，灯光通常是较暗的，我怀疑这是否可以很好地缩放，并且这往往会放大控制的复杂性。

核心问题：

缺少在Raspberry Pi上安装扩展卡的功能，还有其他一些技巧可以用更少的0/1信号来控制多个LED吗？

关于交通信号灯的一件事是，它们通常以三个为一组进入，一次只有一个处于活动状态。是否有一些相对简单的电路可以使我使用单个0/1信号“切换” LED块？

您熟悉74HC595等移位寄存器吗？它需要RPI的3个引脚，并且可以控制8条输出线。您可以轻松地级联它们，以有效地控制n×8条输出线。

数据被串行时钟输入移位寄存器，一旦所有8个输出位都被传输，就将这些位锁存到输出中。

我本打算在此处添加数据表，但https://www.sparkfun.com/products/733显示了一个不错的视频，并且也有一个指向数据表的链接。

移位寄存器显示为吉普效果很好。但是，也可以使多路复用用于比您期望的更多的LED。降低亮度的解决方案是增加峰值电流，以使平均电流保持不变。您可以通过增加电压或减小限流电阻来实现。

过量电流损坏LED的原因是结过热。如果给定时间在脉冲之间冷却，则脉冲会更强。LED的数据表应指定最大平均电流和不应超过的最大峰值电流。如果您不太担心高可靠性（一个爱好项目，而不是一艘太空飞船），并且您不介意抽几个LED或稍微改变规则，则可以随时自己测试极限。

另外，请查看字符复用，以找到一种通过较少数量的引脚复用更多LED的方法。使用此方法可以连接的LED数量上限通常是GPIO引脚提供的电流可获得的亮度，而不是引脚数。

进一步阅读：以较高电流脉冲LED会产生更大的视在亮度吗？

使用USB或以太网通过诸如此类的闩锁继电器板控制灯光

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

我已经将这些板用于其他应用，它们非常出色