Usando un microcontrolador para encender la tira de LED

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Tengo 60 leds que vienen en un tira de led . La longitud de un metro de la tira de led requiere lo siguiente:

  • 400 miliamperios
  • 12 voltios

Quiero controlar estos LEDs con microcontrolador. Estoy pensando en usar un TIP120 y un raspberryPi.

Un pin GPPapberryPi puede generar 50 miliamperios de manera continua. (Actualización: Esto no es cierto, ver más abajo)

Soy un principiante, y no estoy seguro de que esté haciendo esto correctamente. Todos mis cálculos se basan en cosas que leí en este blog .

Matemáticas

Base actual:

El TIP120 tiene una corriente de colector de lc = 250 * lb, así que necesitaré una corriente de base de 1.6 mA.

(1.6mA * 250 = 400)

El raspberryPi no debería tener problemas con la corriente base

Resistencia de base:

Necesitaré una resistencia lo suficientemente baja para garantizar que la base TIP120 permanezca saturada pero que permanezca a menos de 50 mA para no sobrecargar la frambuesa Pi.

Según el blog que mencioné, encuentro la resistencia de la base al buscar el Vbe (sat). Ver figura 2.

donde Vbe (sat) es 400 en el eje x, la corriente del colector es aproximadamente 1.3 en el eje y.

SielraspberryPiproduce3.3voltios,entonceshayunacaídadevoltajede2voltios
(3.3-1.3)

Deacuerdoconmicálculo,necesitounaresistenciaentre4y40ohmiosR=V/I
2/(0.05A)=40Ohms
2/(0.50A)=4Ohms
(Actualización:incorrecta,verlaparteinferiordelapregunta)

Todavíameconsiderounaficionadoyestoyunpocoporencimademicabeza.

  • ¿Estoscálculosparecencorrectos?
  • ¿FuncionaráTIP120?(cualquierotrasugerenciadebienvenida)
  • ¿Debotenerencuentaotrasconsideracionesparamiesquema?

Actualizar

Como se señaló en las respuestas, escribí las calificaciones en miliamperios por un factor de 10. Debería haber dicho:
2 / (0.005 A) = 400 Ohms
2 / (0.050 A) = 40 Ohms

Actualización 2

Parece que hay algo de confusión sobre la corriente máxima que puede proporcionar un pin en una Raspberry Pi. Para estar seguro, voy a asumir que es 8 mA.

enlace

enlace

Actualización 3

Ada fruit escribió un excelente artículo de blog sobre cómo controlar una tira de LED con un microcontrolador. Ella recomienda un STP16NF06 o un TIP120

enlace

    
pregunta spuder

2 respuestas

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Ya casi llegas, hay un par de cosas:

El cálculo de la resistencia base no es correcto; recuerde que solo necesita 1.6 mA de acuerdo con sus cálculos (la corriente del colector es separada). Mirando la hoja de datos, la ganancia mínima es 1000 y la tensión máxima del emisor de base es 2.5V, lo que significa que necesitamos ajustar los cálculos, 1.6mA servirá para la corriente base (siempre es bueno tener más para un interruptor como la ganancia cae en la saturación) pero necesitamos usar 2.5V en lugar de 1.3V para el peor de los casos (es mejor usar el peor de los casos / valores para diseñar, aunque mirando el gráfico parece que el Vbe adicional es poco probable en esta corriente, así que en algún lugar entre las dos figuras de abajo debería estar bien):

Entonces:

(3.3V - 2.5V) / 1.4mA = 570Ω

o

(3.3V - 1.5V) / 1.4mA = ~ 1.2kΩ

Esto debería funcionar bien, pero no es la forma más eficiente de hacer las cosas: la disipación del transistor será de al menos 0.4A * Vce (sat), que es aproximadamente 0.4A * 0.75V = 0.3W, más su R-pi necesita al menos un par de mA para conducirlo.
Un MOSFET de nivel lógico moderno puede ser mucho más pequeño, manejarse con (casi) sin corriente y casi sin disipación. Aquí hay una parte de ejemplo, FDC637BNZ , elegido al azar entre miles en Farnell:

    
respondido por el Oli Glaser
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0.5A es 500 miliamperios ... Soplarás tu Pi. 0.05 es de 50 miliamperios. Ese es el límite alto. No hay necesidad de ir por eso. Solo necesitas 1.6mA como dijiste. Así que pulidlo un poco, digamos un buen incluso 5mA. 3.3 - 1.3 = 2v la resistencia debe caer. 2v / 0.005A (5mA) = 400Ω. Redondea al siguiente tamaño más grande 470Ω, obtienes ~ 4mA en la base.

Aparte de ese error matemático, el TIP120 funciona bien para esto, a pesar de que es realmente excesivo para los 400 mA que tomará la tira de led. Es un par darlington, para alta multiplicación de corriente. Un transistor BJT único común como el PN2222 (1 Amp en un paquete estándar To-92) sería más que suficiente. O puede dividir la tira en dos o tres y usar unos pocos 2n3904 (100 ~ 200mA) y flashear las diferentes secciones de manera diferente (por supuesto, necesitará un número igual de gpio, a menos que quiera manejarlas todas desde un solo GPIO, lo que Los transistores paralelos, cada uno con sus propios resistores base que manejan secciones más pequeñas de la tira de LED, serían una buena manera de lidiar con transistores más pequeños si no puede obtener otros más grandes.)

Y tu esquema es lo suficientemente bueno para una maqueta. Una tira de un solo color no es un circuito muy complejo con el que trabajar, por lo que no hay forma de mejorarlo aparte de usar las partes correctas en lugar de los marcadores de posición genéricos.

    
respondido por el Passerby

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