Ich habe mich im Internet umgesehen, aber es gibt so viele widersprüchliche Ratschläge, wie man den Wert für den notwendigen Widerstand zwischen der Basis des Transistors und dem Mikrocontroller findet. Ich bin zu diesem Zeitpunkt völlig ratlos.
Der Mikrocontroller, den ich verwende, ist ein Huzzah ESP8266 Breakout Board von Adafruit, und die Transistoren sind TIP41Cs.
Hier ist ein Schema:
voltage
transistors
resistors
led-strip
Kasper
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Antworten:
Zuerst müssen Sie bestimmen, wie hoch der maximale Kollektorstrom ist, den der Transistor im eingeschalteten Zustand unterstützen muss.
Teilen Sie diesen Kollektorstrom durch die Verstärkung des Transistors, um den minimal erforderlichen Basisstrom zu erhalten. Die Verstärkung eines BJT variiert mit dem Betriebspunkt. Sie müssen daher das Datenblatt sorgfältig prüfen, um festzustellen, welchen Verstärkungswert Sie bei Ihrem maximalen Kollektorstrom annehmen können.
Sobald Sie den minimal erforderlichen Basisstrom kennen, ist es nur eine Frage des Ohmschen Gesetzes, den Basiswiderstand zu ermitteln. Der BE-Übergang des Transistors sieht für die Ansteuerschaltung wie eine Diode aus. Wenn der Basisstrom fließt, fällt er um 700 mV ab. Subtrahieren Sie dies vom logisch hohen Pegel, um die Spannung am Basiswiderstand zu ermitteln. Nach dem Ohmschen Gesetz ist der Widerstand die Spannung geteilt durch den Strom.
Denken Sie daran, dass diese Berechnung auf dem minimal erforderlichen Basisstrom basiert. Das Ergebnis ist der maximal zulässige Basiswiderstand. Es ist normalerweise gut, den Widerstand um ein oder zwei Standardwerte abzurunden, um einen gewissen Spielraum zu lassen.
Nachdem Sie einen Basiswiderstand ausgewählt haben, arbeiten Sie rückwärts, um den tatsächlichen Basisstrom zu ermitteln, und prüfen Sie, ob der digitale Ausgang diesen liefern kann. Wenn nicht, funktioniert dieser Transistor in dieser Schaltung nicht.
Das heißt, warum nicht einen FET verwenden? Es scheint, dass Sie nur 12 V schalten müssen. Es sieht so aus, als würde der IRLML2502 hier zum Beispiel gut funktionieren. Dann brauchen Sie überhaupt keinen Basiswiderstand. Der Spannungsabfall im eingeschalteten Zustand ist ebenfalls geringer.
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Ein NPN-Transistor ist ein Stromverstärker. Er lässt einen Strom zwischen Kollektor und Emitter fließen, der hFe-mal größer ist als der Strom, der von Basis zu Emitter fließt. Auf diese Weise können Sie den Strom durch den Kollektor steuern, indem Sie den Strom steuern, der durch die Basis fließt.
Wenn Sie einen NPN-Transistor als Stromverstärker verwenden möchten, benötigen Sie als Basisstrom Ib den Kollektorstrom Ic geteilt durch die hFe des Transistors im Datenblatt
Wenn der Transistor als Stromverstärker verwendet wird, kann er die Spannung nicht vollständig gegen Masse ziehen. Dazu müssen Sie sich im Betriebsbereich des Transistors befinden, in dem Sie relativ genug Strom zulassen, um dies zuzulassen den Transistor vollständig einzuschalten. Die Art und Weise, wie Sie dies tun, besteht darin, dass Sie den Basisstrom um den Faktor 5 erhöhen. Nun wird die Gleichung für die Verwendung eines bjt-Transistors als Schalter
Jetzt kennen Sie den benötigten Basisstrom, wenn Sie den Strom kennen, den Sie über den Kollektor-Emitter-Pfad einschalten müssen.
Jetzt können Sie den benötigten Widerstand berechnen, wenn Sie die Versorgungsspannung kennen
wobei Vcc typischerweise die Versorgungsspannung und Vd die Diodenspannung der Basisdiode istVd=0.66V .
Abschließend
Die Skalierung um den Faktor 5 ist nur eine Faustregel. Sie können jedoch jederzeit anhand des Datenblattes analysieren, wie viel Strom Sie über die Basis zum Einschalten benötigen.
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Ich riskiere, vom Thema abzukommen - ändern Sie Ihre NPNs, verwenden Sie ein Darlington-Paar oder verwenden Sie N-MOSes.
TIP41C hat eine minimale Verstärkung von 15. Niedrige (ish) LED-Streifen haben 4,8 W pro Meter - das sind 400 mA. Andererseits hat der ESP8266 einen maximalen GPIO-Strom von 12 mA. Wenn Sie die Berechnungen 12mA / (400mA / 15/3) durchführen, erhalten Sie eine maximale Länge von 1,35 Metern.
Ich habe Extremwerte genommen - IRL sollte mit ungefähr 2 bis 2,5 Metern (7 bis 8 Fuß) eines LED-Streifens funktionieren, aber das ist alles.
Für Ihre eigentliche Frage - Sie haben bereits zwei gute Antworten, daher werde ich sie nicht wiederholen.
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