BC637 как коммутатор с Arduino

Я хочу управлять светодиодом подсветки, рекомендуемый ток потребления которого 22,7 мА .

Поиск коэффициента усиления постоянного тока в таблице данных BC637 и использование формулы:

я б "=" я с / β

Я рассчитал:

я б "=" 22,7 / 25
я б "=" 0,908 мА

Логические уровни Arduino: 5 В = высокий уровень и 0 В = низкий уровень, поэтому я думаю, что мне следует последовательно добавить токоограничивающий резистор на базовый вывод BC637.

Итак, используя формулу:

р б "=" ( В с с − В б е ) / я б

Я рассчитал:

р б "=" ( 5 В − 1 В ) / 0,908 мА

р б ≈ 4405 Ом

Я планирую использовать 4.7 к Ом резистор для р б поэтому подсветка всегда должна быть тусклее максимальной (так как будет течь меньший ток).

Верен ли мой расчет? Будет ли это работать так, как я планировал?

Вот упрощенная схема:

Схема

У меня нет большого опыта работы с электронными компонентами, и я хотел бы попросить кого-нибудь с большим опытом, чем я, проверить правильность моих расчетов.

Есть ли какая-то конкретная причина для выбора BJT с низким значением hFE?
@ChetanBhargava Он читает минимальный hFE, он достигает 300.
22,7 мА – это очень точно для тока светодиода. Я бы хотел увидеть документацию, в которой утверждается, что это рекомендуемое значение.
@pipe да, мой комментарий: была ли какая-то причина выбирать этот конкретный BJT по сравнению с другим BJT общего назначения, таким как BC337 или 2N2222, с большим коэффициентом усиления?
@ChetanBhargava 2N2222 тоже не превышает 300.
@pipe, ты не понял моего вопроса к ОП. Мой явный вопрос: почему 637? Есть ответ или предположение?
@ChetanBhargava Ааа, хорошо. Я предположил, что это то, что было у него в мусорном баке. Вот как я выбираю транзисторы. :)
@ChetanBhargava, я спас это от одной схемы и положил в мою корзину.
@RodrigoPeetz хорошо, хороший способ учиться. Просто держите рядом несколько универсальных. :-)

Ответы (2)

Я рад, что вы сделали расчеты, это хорошее начало. Однако...

Поиск коэффициента усиления постоянного тока на BC637

По сути, я перестал читать там. Это классическая ошибка. Коэффициент усиления по току сильно варьируется в зависимости от разных факторов: года изготовления транзистора, возраста, напряжения, тока, температуры. Посмотрите на этот разворот из даташита :

введите описание изображения здесь

Схема, основанная на определенном коэффициенте усиления по току, просто не будет работать.

Должны быть сотни, тысячи инструкций о том, как управлять светодиодом с помощью Arduino, и лучший метод будет немного отличаться в зависимости от падения напряжения на вашем светодиоде. По сути, вы будете использовать одну из этих схем:

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

1. Эмиттерный повторитель

Это можно рассматривать как текущий бустер. Напряжение на эмиттере будет близко к напряжению на базе, всего на 0,6 вольт ниже. Вы вычисляете значение резистора, просматривая падение напряжения на светодиоде для нужного вам тока, а затем наблюдая, что падение напряжения на резисторе будет напряжением на выводе Arduino минус 0,6 вольт, и вы можете вычислить сопротивление из этого. 0,6 — это V BE , и оно немного меняется в зависимости от тока базы. Базовый ток будет небольшим, в диапазоне мкА, поэтому он останется стабильным в этом приложении.

Это работает, если падение напряжения на светодиоде достаточно мало, чтобы у вас оставался некоторый «запас» на резисторе. Напряжение на коллекторе не влияет на ток через светодиод, что является еще одним преимуществом. Если на вашей плате есть нерегулируемый вход с большим количеством пульсаций, вы можете использовать его напрямую.

Как видите, базового резистора нет. Это не упущение с моей стороны, и это одно из преимуществ этой конфигурации: транзистор будет потреблять абсолютный минимум тока базы, необходимый для поддержания нужного количества тока, протекающего через коллектор. Небольшое предупреждение, однако: если шина 5 В падает до подачи питания на Arduino, возможно, если они питаются от отдельных шин, весь ток на светодиод будет поступать от базы и, следовательно, от Arduino.

2. Переключатель с общим эмиттером

Это традиционная конфигурация «Транзистор как переключатель», похожая на ту, что у вас есть сейчас. Однако идея состоит в том, что Arduino должен полностью включать транзистор, чтобы он насыщался, пропуская столько тока, сколько может, или, по крайней мере, достаточно, чтобы транзистор не был ограничивающим фактором.

Цель состоит в том, чтобы пропустить через базу достаточный ток, чтобы это произошло. Консервативное число составляет одну десятую тока через коллектор. Поскольку выход Arduino будет близок к 5 вольтам, а V BE можно рассматривать примерно как диод, у вас будет примерно 4,3 или 4,4 вольта на базовом резисторе. Если вы хотите пропустить не более 20 мА через коллектор, стремитесь к 2 мА через базу, и вы получите базовый резистор около 2,2 кОм.

Напряжение V CE между коллектором и эмиттером называется напряжением насыщения и обычно достаточно мало, чтобы им можно было пренебречь. В техническом описании BC637 указано, что оно составляет менее 100 мВ при токе коллектора 100 мА.

3. МОП-транзисторный переключатель

Это, пожалуй, проще всего понять, потому что это так же интуитивно понятно, как переключатель с общим эмиттером, но вам нужно только рассчитать нагрузочный резистор. Arduino просто полностью включает или выключает полевой МОП-транзистор, но поскольку МОП-транзистор не потребляет ток на затворе, резисторы затвора не имеют решающего значения.

Токоограничивающий резистор рассчитывается так же, как и без полевого МОП-транзистора, при условии, что его R ON намного ниже, чем у резистора.

Последовательный резистор на затворе предназначен для ограничения тока переключения, а резистор между затвором и землей нужен для того, чтобы убедиться, что затвор не плавает, пока контакт находится в состоянии с высоким импедансом (то есть вход или повернутый). выключенный).

Почему бы не добавить (3) переключателя с общим эмиттером? Как переключатель MOSFET, но с соответствующим базовым резистором для насыщения BJT.
@BrianDrummond Хорошая идея! В то время это казалось излишним, но это лучший ответ.
Спасибо за объяснение, я учусь в этой области, поэтому мне не хватает опыта. Большое спасибо
@RodrigoPeetz Да, никто не будет винить вас или думать о вас меньше за то, что вы предположили, что можете использовать транзистор так, как хотите. Было бы здорово, если бы мы могли это сделать, многие схемы были бы проще, но это просто слишком ненадежно, чтобы иметь какое-либо практическое применение.

Это не способ сделать это. Коэффициент усиления транзистора определен нечетко (вероятно, между 80 и 200). Лучше добавить последовательный резистор к светодиоду - прямое напряжение синего светодиода, вероятно, составляет около 3 В, поэтому резистор падает на 2 В, а при 22 мА оно должно составлять около 91 Ом.

Затем вы выбираете базовый резистор, чтобы убедиться, что транзистор насыщен. Принудительная бета 20 обычно хороша. Итак, 3,9К или около того.

Просто для ясности: предложенная вами схема будет пропускать слишком большой ток через светодиод, и он будет плохо контролироваться.

BC637 как коммутатор с Arduino
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v