Базовый резистор ATtiny13a для 2N2222A

У меня есть небольшой магнитный зуммер , который нужно включать и выключать со скоростью 10 Гц через пин-код attiny13a mcu io. Поскольку зуммер является магнитным, я использую транзистор 2N2222A BJT NPN для переключающей части в соответствии с тем, что предлагается в техническом описании, вместе с диодом 1N4148 в качестве обратного хода, как показано на схеме.

введите описание изображения здесь

Базовый резистор схемы 180 Ом указан для выходного контакта 3,3 В, но мой микроконтроллер выдает на своем выводе 5 В 40 мА, поэтому какой резистор я должен выбрать для замены. Подойдет ли 330 Ом?

... но мой микроконтроллер выдает 5 В 40 мА. Это не совсем правильно, он выдает 5 В при условии, что ток остается ниже 40 мА. Но 40 мА — это много для одного вывода микроконтроллера. Но нам не нужно 40 мА, нужно гораздо меньше, так как транзистор обеспечивает большой ток. На практике номинал резистора не так критичен. Действительно, 330 Ом, скорее всего, справятся с этой задачей.
10 Гц — действительно странная частота для этого, тем более что он настроен на 2048 Гц. Кривая частотной характеристики в техническом описании не опускается даже до 10 Гц, а это означает, что у вас, вероятно, будет очень и очень плохая производительность на этой частоте.
@ IgnacioVazquez-Abrams Я не включаю зуммер на частоте 10 Гц. Я просто включаю и выключаю его на скорости 10 Гц. 100 мс вкл или ВЫСОКИЙ 100 мс выкл или НИЗКИЙ.
Это не зуммер, который нужно просто включать и выключать, им нужно активно управлять. И включение контакта на 100 мс, а затем выключение на 100 мс на самом деле 5 Гц , так что... да.
@ IgnacioVazquez-Abrams Да, но в него встроен драйвер, верно? а мой плохой.. 5гц это то.
Нет, это катушка и магнит, как описано в комментариях.
Зуммер, похоже, рассчитан на переключение на 2 кГц.

Ответы (3)

Интересный. На мгновение я предположил, что это пьезо. Тогда даташит говорил об обратном. На самом деле, это очень похоже на некоторые дешевые наушники, которые они когда-то делали — круглый, очень тонкий металлический диск поверх круглого магнита с катушкой. Он будет работать в скромном звуковом диапазоне. (В детстве я разбирал их, чтобы посмотреть, как они работают.)

В даташите написано, что они требуют 35 мА . Но я думаю, что это среднее значение, так как они обычно работают с 50% рабочим циклом. (И потому, что в техническом описании также указано «средний ток».) Сопротивление указано как 42 ± 6.3 Ом . Таким образом, ток коллектора в худшем случае должен быть 5 В 35,7 Ом 140 мА с вашей 5 В рельс.

Давайте на мгновение взглянем на кривые PN2222A:

введите описание изображения здесь

Войдя в этот (типичный) набор кривых, я вижу, что 150 мА кривая выравнивается, начиная с базового тока около я Б "=" 5 мА и довольно солидно я Б "=" 10 мА . Так что я бы решил водить его с я Б "=" 10 мА как достаточно безопасный выбор.

Эта кривая говорит нам кое-что о В Б Е С А Т :

введите описание изображения здесь

я вижу это В Б Е С А Т 850 мВ , как правило. Давайте назовем это В Б Е С А Т "=" 900 мВ и быть в безопасности. Отсутствующий бит - это сброс с вашего вывода ввода-вывода, когда он высокий. Но мой собственный опыт говорит, что не стоит ожидать падения больше, чем 500 мВ при подаче заявления 10 мА из 40 мА выход.

Таким образом, значение вашего резистора р Б "=" 5 В 900 мВ 500 мВ 10 мА "=" 360 Ом . я бы пошел с 390 Ом резистор, а затем измерьте напряжение или два, просто чтобы быть уверенным.

Имейте в виду, что это импульсное приложение. Таким образом, он не только включен, и ток в таблице данных указан как «средний ток», что НЕ ОЗНАЧАЕТ, что это фактический пиковый ток при включении.


Мощность BJT будет 900 мВ 10 мА + 100 мВ 140 мА < 25 мВт при 100% рабочем цикле. Таким образом, при рабочем цикле 50 % можно не беспокоиться об использовании устройства в корпусе TO-92. У вас все в порядке с PN2222A здесь. Аналогично, мощность резистора 390 Ом ( 10 мА ) 2 < 40 мВт при 100% рабочем цикле. Опять же, почти любой пакет резисторов будет в порядке.

Выходы AVR имеют импеданс 25 Ом.
@ IgnacioVazquez-Abrams Я сказал «не более чем». Так что наверное меньше. (С чем я бы вообще не стал спорить.) Немного подкорректируйте. И спасибо за обновление. Выходы MSP430 составляют около 60 Ом , из прошлого опыта. В случае, если это важно для вас. Между прочим, добавленная вами дельта, которую вы здесь предлагаете, почти точно соответствует 390 Ом Я повернулся в сторону.
@jonk Я уже немного запутался. Парень, который прокомментировал выше, немного посчитал, и это резистор 1,3 кОм для базы. Так какой из них правильный?
@Kokachi Варианты дизайна различаются. Другой ответ выбрал β "=" 50 для насыщенного BJT для рассуждений я считаю сомнительным и напрямую не поддерживаемым в тексте. я выбрал β "=" 15 ссылаясь на типичную кривую производителя, поддерживая мой выбор, напрямую предоставляя по крайней мере одну разумную кривую для рассмотрения и выбор, который я сделал, используя ее. Погуглите и посмотрите, что используют другие, если вы хотите получить «консенсус» по этому поводу. Помните о разнице между активным режимом β и насыщенный режим β когда вы это сделаете.
по мере увеличения сопротивления ток базы уменьшается, верно?
@Kokachi, если вы увеличите величину базового резистора, вы уменьшите величину подаваемого базового тока.

Давайте посчитаем все в обратном порядке, исходя из того, что зуммер должен работать на полную катушку.

Ваш динамик имеет сопротивление катушки 42 Ом. Следовательно, при +5 В постоянного тока потребуется около 120 мА при полностью открытом транзисторе.

Транзистор 2222 имеет hFE не менее 50, поэтому для полного насыщения базовый ток должен составлять около 120/50 = 2,4 мА. Возьмем его на 3 мА

Поскольку ваш драйвер будет работать примерно до 5 В (минус карманная мелочь), а Vbe составляет около 0,7 В, вам нужен резистор, который дает 3 мА на 4,3 В, что дает 4300/3 = 1433 Ом.

Следовательно, ваш базовый резистор должен быть около 1,3 кОм, а круглое число 1 кОм вполне подойдет.

Я немного запутался. Парень, который прокомментировал ниже, немного посчитал, и это резистор на 390 Ом для базы. Так какой из них правильный?
Любое значение является правильным; Джонк имеет более консервативную оценку. Но я думаю, что предположение о β = 15 — это то, что я нарисовал примерно 50 лет назад. С тех пор в транзисторной технологии произошел некоторый прогресс, как можно догадаться...
что вы подразумеваете под любым значением правильно? Если я выберу резистор слишком низкого номинала, не повредит ли транзистор?
@Kokachi Нет, основная функция резистора - защитить выход MCU, если транзистор выйдет из строя из-за короткого замыкания. Транзистор просто будет принимать любой базовый ток, который он хочет - слишком высокое значение резистора остановит его и ограничит размах выходного напряжения зуммером, но слишком низкое значение на самом деле не проблема, даже если транзистор скорее насыщается. чем оставаться в линейной области.
... поэтому я бы выбрал резистор, исходя из выхода MCU, а не параметров транзистора. 5 В 40 мА дает 125 Ом как минимальное значение для защиты MCU. Удвойте это (240 или 270), чтобы дать вам некоторый запас прочности, или вы просто придерживаетесь существующих 180. Если 240 или 270 слишком высоки, чтобы получить достаточный базовый ток в транзисторе, вам нужно выбрать транзистор с более высоким коэффициентом усиления, а не futz о попытке точной настройки значения резистора IMO.
@Kokachi, основная разница заключается в предположениях о том, сколько бета у вашего транзистора. Выбор Jonk приведет к перенасыщению транзистора. Если вы проектируете устройство с объемом производства 10 000 штук в неделю, то вы выбираете более консервативный подход, стремясь к наихудшим случаям выбросов кривой распределения транзисторов. Если вы делаете его для дома, велика вероятность, что ваш транзистор будет среднего типа. Есть несколько производителей 2N2222, и в спецификациях, которые я видел, бета = 50 минимум в диапазоне 150 мА. Также можно встретить выборку посередине, допустим 750 Ом.
@AliChen Я пошел с вашим резистором 1k, настройка, похоже, работает нормально. Я попробовал 330 и не увидел разницы в уровне звука. В любом случае, я выбрал ваш 1k и пошел в финал, и все готово.
@alephzero Я думал, что резистор использовался для ограничения тока, проходящего через базу транзистора, чтобы защитить его от перегрузки по току.

Используйте NMOS вместо транзистора NPN. Для вашего приложения BS170 дешев и очень прост в эксплуатации. Если вы используете компоненты SMD, вы можете использовать 2n7002.

NMOS как переключатель

Источник изображения: http://design.stanford.edu/spdl/ME218a/pastprojects/0708/pennybowling/links/schematics.html .

С транзисторами MOSFET вам не нужно рассчитывать значение базового резистора. На самом деле у них нет базы, зато есть ворота. Если вас больше интересует знание NMOS, проверьте статью в Википедии.

(комментарий удален; я неправильно понял вопрос и подумал, что MCU работает на 3,3 В)
обратная связь не требуется для зуммера? У меня нет под рукой мосфетов логического уровня, только bjt npns