10 светодиодов RGB мощностью 3 Вт последовательно контролируют ток

Вы делаете что-то не так. Я подозреваю, что либо ваша проводка (вы можете использовать слишком тонкие провода), либо ваш блок питания работает неправильно.

Когда вы подключаете все 10 светодиодов к источнику питания 5 вольт, вы заявляете, что потребляемый ток составляет 2 ампера. То есть 0,2 ампера на светодиод. В этом случае на резисторе 4,7 Ом будет падать примерно 1 вольт, а на светодиодах — 4 вольта. А это невозможно. Без изображения вашей установки я подозреваю, что вы используете недостаточно толстый провод для подключения к источникам питания, а сопротивление провода вызывает у вас проблемы. Вы даже можете быть на грани расплавления изоляции. Когда вы проводите тесты на сильном токе, чувствуете ли вы что-то странное?

Кроме того, если вы когда-нибудь получите правильный ток, вы убьете свои транзисторы. Судя по техпаспорту, напряжение VCE(SAT) может достигать 2 вольт при 3 ампер. Давайте использовать это как рабочее число, а не 2 ампера, поскольку вы также заявили, что один светодиод будет потреблять 0,4 ампера, поэтому, когда все они работают, вы должны потреблять 4 ампера, а не 2. При падении 2 вольт на TIP120, и токе в 3 ампера транзистор будет рассеивать 6 ватт, а это больше, чем может выдержать голый корпус ТО220. Вы должны обеспечить хороший теплоотвод для ваших транзисторов или заменить транзисторы чем-то с более низким падением напряжения. Как предложил Асмыльдоф, следует использовать другие транзисторы. Лично я бы рекомендовал МОП-транзистор.

Помимо хороших комментариев к вашему вопросу, я хотел бы добавить следующее:

Технический паспорт TIP120

См. стр. 2, «Напряжение коллектора-эмиттера», написанное так, как Vce(sat)это очень важно знать. Это напряжение, которое транзистор будет иметь на своих контактах C и E, когда вы используете его, как с указанными числами. Я не думаю, что 12 мА очень далеко от отметки того, что ваш Arduino вводит в базу в данных обстоятельствах, может быть 15 мА, конечно, не 20 мА или более. При токе коллектора 2 А это не будет намного меньше, чем 2 В для 3 А, как указано.

Итак, что происходит? Ваши светодиоды не могут тянуть максимальный ток, потому что не видят 5В. Таким образом, транзистор и светодиоды начинают «торговать» своими кривыми напряжение-ток, пока не окажутся в подходящем состоянии.

Независимо от того, что ваша поставка должна быть стабильной и надежной и что вы всегда должны использовать хотя бы какое-то базовое сопротивление, чтобы ничего не сломать или хотя бы иметь возможность прогнозировать поведение. Эта установка просто не может работать, потому что устройство Дарлингтона имеет относительно большой Vce-sat, даже несмотря на то, что оно имеет хорошее сильноточное усиление.

Вам лучше использовать либо: 1 тип PNP, управляющий одним типом NPN; МОП-транзистор; или Power Transistor с высоким усилением без дополнительного базового транзисторного каскада, но я не могу придумать ни одного.