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BC637 como interruptor con Arduino

Quiero controlar un LED de retroiluminación cuyo consumo de corriente recomendado es \$22.7\;\textrm{mA}\$ .

Buscando la ganancia de corriente continua en la hoja de datos del BC637 y utilizando la fórmula:

$$I_b = I_c/\beta$$

He calculado:

$$I_b = 22.7/25$$ $$I_b = 0.908\;\textrm {mA}$$

Los niveles lógicos de Arduino son 5V = Alto y 0V = Bajo por lo que creo que debo añadir una resistencia limitadora de corriente en serie en el pin base del BC637.

Así que usando la fórmula:

$$R_b = (V_{cc} - V_{be})/I_b$$

He calculado:

$$R_b = (5V - 1V)/0.908\;\textrm {mA}$$

$$R_b \approx 4405\;\Omega$$

Estoy planeando usar un \$4.7\;\textrm k\Omega\$ resistencia para \$R_b\$ por lo que la luz de fondo debe ser siempre más tenue que el máximo (ya que fluye menos corriente).

¿Es correcto mi cálculo? ¿Funcionará como he planeado?

Este es el esquema simplificado:

Schematic

No tengo mucha experiencia con los componentes electrónicos, y me gustaría pedir a alguien con más experiencia que yo que compruebe si mi cálculo es correcto.

8voto

pipe Puntos 314

Me alegro de que hayas hecho los cálculos, es un buen comienzo. Sin embargo...

Buscando la ganancia de corriente continua en el BC637

Esencialmente dejé de leer ahí. Este es un error clásico. La ganancia de corriente varía un montón dependiendo de todo tipo de cosas: cuándo se fabricó el transistor, la edad, el voltaje, la corriente, la temperatura. Mira esta extensión de la hoja de datos :

enter image description here

Un circuito que depende de una ganancia de corriente específica simplemente no funcionará bien.

Debe haber cientos, miles de instrucciones por ahí sobre cómo conducir un LED con un Arduino, y el mejor método será ligeramente diferente dependiendo de la caída de tensión a través de su LED. Esencialmente, usted utilizará uno de estos circuitos:

schematic

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

1. Seguidor del emisor

Esto puede verse como un potenciador de corriente. El voltaje en el emisor seguirá de cerca el voltaje en la base, sólo 0,6 voltios menos. Calculas el valor de la resistencia buscando la caída de voltaje a través del LED para la corriente que quieres, luego observas que la caída de voltaje a través de la resistencia será el voltaje del pin de Arduino menos 0,6 voltios, y puedes calcular la resistencia a partir de eso. 0,6 es el V BE y varía un poco en función de la corriente de base. La corriente de base será pequeña, en el rango de los µA, por lo que se mantendrá estable en esta aplicación.

Esto funciona si la caída de tensión a través del LED es lo suficientemente pequeña como para que quede algo de "margen" a través de la resistencia. La tensión en el colector no tiene nada que ver con la corriente que pasa por el LED, lo cual es otra ventaja. Si tu placa tiene una entrada no regulada con mucho rizado, puedes usarla directamente.

Como puedes ver, no hay resistencia de base. Esto no es una omisión por mi parte, y es uno de los beneficios de esta configuración: El transistor consumirá la cantidad mínima de corriente de base necesaria para mantener la cantidad correcta de corriente que fluye a través del colector. Una pequeña advertencia sin embargo: Si el carril de 5V cae antes de la alimentación del Arduino, tal vez si se alimentan de carriles separados, todo la corriente al LED vendrá de la base, y por tanto del Arduino.

2. Interruptor emisor común

Esta es la configuración tradicional de "Transistor-como-interruptor", y es similar a lo que tienes ahora. La idea es, sin embargo, que el Arduino debe conducir el transistor completamente encendido para que esté saturado, pasando tanta corriente como pueda, o al menos lo suficiente para que el transistor no sea el factor limitante.

El objetivo es conducir suficiente corriente a través de la base para que esto ocurra. Un número conservador es una décima parte de la corriente a través del colector. Dado que la salida del Arduino estará cerca de los 5 voltios, y V BE puede ser tratado aproximadamente como un diodo, tendrás unos 4,3 o 4,4 voltios a través de la resistencia base. Si quieres pasar como máximo 20 mA a través del colector, apunta a 2 mA a través de la base, y acabarás con una resistencia de base de unos 2,2 kΩ.

La tensión V CE entre el colector y el emisor, se denomina tensión de saturación y suele ser lo suficientemente pequeño como para no tenerlo en cuenta. La hoja de datos del BC637 lo muestra como menos de 100 mV hasta una corriente de colector de 100 mA.

3. Interruptor MOSFET

Este es quizás el más fácil de entender, porque es tan intuitivo como el interruptor de emisor común, pero sólo hay que calcular la resistencia de carga. El Arduino simplemente maneja el MOSFET completamente encendido o apagado, pero como el MOSFET no consume ninguna corriente en la puerta, las resistencias de puerta no son críticas.

a resistencia limitadora de corriente se calcula como se haría sin el MOSFET, suponiendo que su R EN es mucho menor que la resistencia.

La resistencia en serie en la puerta está ahí para limitar la corriente de conmutación, y la resistencia de la puerta a tierra está ahí para asegurarse de que la puerta no está flotando mientras el pin está en un estado de alta impedancia (es decir, una entrada o apagado).

6voto

Spehro Pefhany Puntos 90994

Esta no es la manera de hacerlo. La ganancia del transistor no está bien definida (probablemente entre 80 y 200). Es mejor añadir una resistencia en serie en el LED - el voltaje delantero de un LED azul es probablemente alrededor de 3V, por lo que la resistencia cae 2V y a 22mA tendría que ser de unos 91 ohmios.

Luego eliges una resistencia de base para asegurarte de que el transistor está saturado. Una beta forzada de 20 suele ser buena. Así que, 3.9K más o menos.

Para que quede claro, el circuito que sugieres hará pasar demasiada corriente por el LED, y estará mal controlado.

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