Создание общей почвы

Вы видите именно то поведение, которое я ожидал.

При включении кремниевым транзисторам BJT требуется$V_{be}$(это напряжение базы относительно эмиттера) около$\approx0.7\mathrm{V}$. Это означает, что если ваш выход Arduino находится на уровне$5\mathrm{V}$, то если эмиттер выше$5-0.7=4.3\mathrm{V}$, транзистор будет закрыт.

Если вы поместите двигатель между эмиттером и землей, это означает, что у вас не может быть больше, чем$4.3\mathrm{V}$через двигатель, потому что транзистор выключится. Однако вы получите достаточный ток, чтобы поднять напряжение двигателя примерно до этого. Если у вас нет базового резистора, ток, протекающий в базу в этом сценарии, будет довольно высоким и намного превысит возможности источника тока микросхемы ATMega, что приведет к падению выходного напряжения из-за внутреннего сопротивления, которое вот почему вы видите ближе$3\mathrm{V}$через ваш мотор.

Если вместо этого вы подключите эмиттер к земле, а двигатель к коллектору (и другую сторону двигателя к источнику питания), то при подаче$5\mathrm{V}$к базе, вы бы$V_{be}=5\mathrm{V}$потому что эмиттер находится под потенциалом земли. Это полностью открыло бы транзистор, и у вас было бы около$12\mathrm{V}$по мотору. Однако это тоже нехорошо - это либо поджарит ваш транзистор, либо поджарит управляющий контакт (или и то, и другое).

Устройства BJT являются источниками тока с регулируемым током - это означает, что ток, протекающий от коллектора к эмиттеру, пропорционален току, протекающему от базы к эмиттеру. Другими словами, увеличение базового напряжения — это не то, как вы управляете выходом, а скорее вам нужно изменить ток. Если вы слишком сильно увеличите базовое напряжение на транзисторе, вы получите очень высокие токи, протекающие в базу (транзистор - это фактически диод от базы к эмиттеру), что повредит его.

Итак, что вам нужно сделать, это преобразовать$5\mathrm{V}$выходное напряжение вывода Arduino на$\approx0.7\mathrm{V}$требуется транзистору при безопасном уровне тока — это делается простым добавлением резистора подходящего размера между выводом Arduino и основанием транзистора, например:

^{Источник изображения}