Controlar la salida de los altavoces con transistores

Navega tus respuestas
1

Soy muy nuevo en el diseño de circuitos y estoy un poco confundido con algunas de las cosas que puedo y no puedo hacer aquí, así que, por favor, tengan paciencia conmigo.

En un proyecto simple de Arduino, estoy tratando de controlar la salida de un altavoz de 8 ohmios y 300 mW desde tres pines de control digital separados, utilizando el circuito a continuación.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Quiero que cada uno de los Pines represente un nivel de salida diferente: Pin1 = Alto, Pin2 = Medio, Pin3 = Bajo, etc. El usuario activa los Pines al cambiarlos a ALTO, activando así el transistor NPN y permitiendo que la corriente fluya a través del lado de carga (al menos eso es lo que creo que estoy haciendo).

Tengo el siguiente hardware:

  • Una fuente de energía: 5V de salida regulada de un PowerBooster de Adafruit a través de una batería LiOn de 3.7v.
  • un altavoz de 8 ohmios, 300 mW (eso es todo lo que dice la hoja de datos),
  • 3, 2N2222ATA transistores NPN (1A, 40V, creo que 100hFE) para los interruptores,
  • Un arduino de 3.3V para controlar los pines digitales.

El circuito funciona (...), pero no tengo idea de si es seguro y si estoy exponiendo alguna de las partes a daños indebidos y, de manera crucial, si durará y no se destruirá con el tiempo. - No tengo idea de qué resistencias de base debo usar en la base de los tres transistores (Rb1, Rb2 y Rb3: en la mamá, estoy usando ciegamente 1K para los tres), y no tengo idea de si mis transistores son adecuados para la tarea. - Estoy un poco preocupado por un cortocircuito en el caso de que Q1 esté activado. Decidí NO usar ninguna resistencia aquí, porque quería una salida completa y no alcancé el nivel de sonido que quería, pero temo que esto no sea muy seguro ...

Entonces, aquí está mi pregunta:

  1. ¿Este circuito es una respuesta viable a mi problema? En particular, no sé si es una buena práctica colocar resistencias de carga (RL1 y RL2) de la manera que tengo y si no uso ninguna resistencia en el colector Q1 es una buena idea.
  2. ¿Es seguro para el Arduino?
  3. ¿Podría ayudarme a calcular qué resistencias base debo usar?
  4. ¿Son estos transistores apropiados para esta tarea?

Espero haberlo dicho todo.

Gracias de antemano por la experiencia proporcionada.

Ediciones (siguientes comentarios / sugerencias):

  • Se agregó resistencia RL1 (10Ohms, 1W para disipar el calor)
  • Modifique los resistores base Rb1, Rb2 y Rb3 a 510 ohmios desde 1k.
pregunta Jeruinsky

2 respuestas

0

no debes emitir una señal digital desde el arduino. En su lugar, conéctelo a uno de los pwm pins y use analogwrite to 127 cuando desee reproducir un sonido y use el método setPwmFrequency para ajustar la frecuencia que desea reproducir en el altavoz.

La emisión de una señal de CA probablemente también solucionará su problema de sonoridad.

Un condensador entre el altavoz y los transistores es una buena idea. y también debe colocar una resistencia en Q1 para dejar el transistor en un estado saturado que evitará que se caliente y se apague. Las resistencias de 1k en la base son un buen valor.

    
respondido por el Daniel Johnson
0

Primero parece que hay un pequeño error en tu circuito. El cable entre la parte superior de Q1 y la parte superior de Q2 debe ser un error. De lo contrario, el circuito parece estar bien y luego consideraría los valores de RL1, RL2 y RL3.

Un aspecto crítico es la corriente máxima que puede fluir:

1) La corriente que fluye de los PIN a través de la resistencia de 1KOhm no puede exceder de 5 mA. Los pines de arduino están clasificados para 20 mA con un total de 40 mA para todos los pines. Para que se vea guardar.

2) La corriente que fluye a través de Q1 cuando solo está activada está limitada por la Altavoz y RL1. %código%. Digamos que eliminas RL1, entonces tienes I = 5V / (8Ohm + RL1) . ¿Está Q1 clasificado para 0.625A? RL1 debe ser lo suficientemente grande para mantener la corriente dentro de los límites.

3) La corriente a través del altavoz es máxima si todos los Q1 - Q3 están activados. Esto es un poco más complejo, pero 5V / 8Ohm = 0.625A te da R = 7.964Ohm. Entonces, la corriente total es 'I = 5V / (8Ohm + 7.964Ohm) = 0.313A. ¿Está el altavoz clasificado para 0.313A?

Si mantiene el actual dentro de las especificaciones, entonces debería guardarse. Ajuste RL1, RL2 y RL3 para mantenerse dentro de los límites de sus componentes.

A continuación, reconsideraría el circuito. Está utilizando 3 pines para obtener 3 niveles de voltaje diferentes (+ 0V, por lo que 4 en total). No mencionó la combinación de pines, pero eso le daría 8 voltajes diferentes. Dado su circuito, sería difícil trabajar con los voltajes que puede alcanzar. Si, en cambio, cambia a una escalera de resistencia logarítmica (o escalera R-2R), entonces estaría implementando un DAC (digital convertidor analógico).

Si solo necesitas 4 niveles, 2 pines serían suficientes.

PS: Para que un altavoz haga un ruido, debe encender y apagar la corriente rápidamente. De modo que las corrientes anteriores solo fluirían por un corto tiempo y usted podría exceder la corriente sostenida permitida. Pero qué pasa si tu código falla y deja de apagar los pines. Lo mejor es calcular para los pines que permanecen encendidos y entonces está muy por debajo de cualquier límite.

    
respondido por el Goswin von Brederlow

Lea otras preguntas en las etiquetas

Técnicas para una precisa pinza de voltaje activo de 5,5 V CC ¿Puede alguien ayudarme a entender este circuito de transistor?