Текущий сток для порта микроконтроллера непостоянен

Что мне здесь не хватает?

Вы забыли учесть прямое падение напряжения на светодиоде. Оно может быть между 0,8 вольт и 3 вольт в зависимости от технологии.

Таким образом, если ваше напряжение питания составляет 2,6 вольта, «схема управления током» может получить только (возможно) 1,5 вольта через нее, и, учитывая, что двум транзисторам может потребоваться по крайней мере от 1,4 до 1,6 вольт в их цепи, чтобы начать разумную проводимость, вы находятся на краю этого только начинают проводить.

Если бы ваше напряжение питания поднялось выше, я уверен, что оно начало бы ограничивать ток около отметки 5 или 6 мА. Вот немного улучшенная версия вашей схемы: -

Обратите внимание, что Rb подключается непосредственно к положительной шине — это поможет, но лишь немного, потому что для получения проводимости от обоих транзисторов вам все еще нужно от 1,4 до 1,6 вольт от коллектора Q2 до земли (ваш порт ввода-вывода).

Картинки отсюда .

Позвольте мне попробовать немного более подробную версию ответа Энди ака.

Начните с предположения, что схема работает правильно, а эмиттер транзистора Q1 заземлен. Тогда база Q1 будет около 0,7 вольта, а база Q2 около 1,4 вольта. Должно быть очевидно, что коллектор Q2 ДОЛЖЕН быть больше, чем база, поскольку напряжение на R2 обеспечивает базовый ток для Q2. Насколько больше?

Что ж, поскольку напряжение коллектор-эмиттер больше, чем напряжение база-эмиттер, транзистор работает в линейном режиме, и в качестве отправной точки возьмем коэффициент усиления 100. Поскольку ток эмиттера составляет 5,8 мА (помните, мы предполагали, что схема работает правильно), ток базы Q2 составляет 58 мкА. Применяя закон Ома, мы получаем напряжение резистора около 2,7 вольт, для напряжения коллектора (1,4 + 2,7) или 4,1 вольта. Добавьте светодиод Vf около 1,2 вольта (для ИК-светодиода), и минимальное напряжение питания будет около 5,3 вольта.

Поэтому неудивительно, что схема плохо работает при напряжении от 2,6 до 3,3 вольт.

Если вы хотите иметь активное управление включением/выключением светодиода и можете настроить смысл вашего выхода MCU (другими словами, вам все равно, активен ли он HI или активен LO, чтобы включить его), то следующее: вероятно, что вы хотите:

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Ваша исходная схема (игнорируя недостатки) требовала, чтобы ваш вывод ввода-вывода потреблял ВЕСЬ ток светодиода. Это выполнимо, учитывая относительно низкий ток. Но нет смысла проектировать такой уровень тока в цепи, если в этом нет необходимости. Вышеупомянутая схема значительно снижает нагрузку на вывод ввода-вывода, возможно,$200\:\mu\text{A}$.

Я предположил, что, поскольку напряжение на вашей шине было$3\:\text{V}$, что это также было выходным напряжением вашего вывода ввода/вывода при HI. Так$R_2$рассчитывается исходя из этого.

В этой топологии схемы$Q_2$х$V_\text{BE}\approx 700\:\text{mV}$и$Q_1$х$V_\text{BE}\approx 650\:\text{mV}$. Таким образом, базовое напряжение, наблюдаемое на выводе ввода/вывода, будет примерно$1.35\:\text{V}$. Если выход вывода ввода/вывода$3\:\text{V}$при слабой токовой нагрузке, то$R_2=\frac{3\:\text{V}-1.35\:\text{V}}{200\:\mu\text{A}}\approx 8.2\:\text{k}\Omega$. (Это если предположить, что$Q_2$достигает насыщения к тому моменту, когда$\beta_2\approx 30$.) Я сделал$R_2$предоставить еще больше, ближе к$250\:\mu\text{A}$, просто чтобы быть абсолютно уверенным.

Почти любой вывод ввода/вывода может быть источником$250\:\mu\text{A}$без труда. И нагрузка достаточно мала, так что контакт ввода-вывода будет почти полностью$V_\text{CC}$без особой капли.

С$Q_2$начинает входить в насыщение, когда его коллектор находится в$1.35\:\text{V}$(что хорошо, так как доступно много базового тока, так что при необходимости он может быть еще ниже), есть$1.65\:\text{V}$доступно для ИК-светодиода. Без таблицы данных я не могу точно сказать, что это нормально при текущем токе, который вы используете. Но, вероятно, так, учитывая, что это ИК-светодиод. Тем не менее, схема может насытить$Q_2$и добавьте несколько десятков милливольт на ИК-светодиод, все в порядке. Так что я думаю, ты должен быть в порядке.

ПРИМЕЧАНИЕ. Постоянный ток через непроверенный светодиод не является гарантией стабильной интенсивности или одинаковой интенсивности двух разных светодиодов. Я просто хочу убедиться, что вы понимаете, что использование ИК-светодиода в качестве «стандартной свечи» требует гораздо большего, чем просто прокачка через него относительно фиксированного тока. (Это ИК-светодиод, поэтому очевидно, что человеческий логарифмический отклик на интенсивность также не является частью картины.) Но поскольку вы все равно не используете какой-либо точный источник тока, я полагаю, что это не проблема для ваше приложение.