10 LED de 3W RGB en corriente de control en serie

Estás haciendo algo mal. Sospecho que su cableado (puede que esté utilizando cables demasiado pequeños) o que su fuente de alimentación no se está comportando correctamente.

Cuando conecta los 10 LED al suministro de 5 voltios, reclama un consumo de corriente de 2 amperios. Eso es .2 amperios por LED. En ese caso, una resistencia de 4.7 ohmios caerá solo 1 voltio, dejando que sus LED caigan 4 voltios. Y eso no es posible. Sin una imagen de su configuración, sospecho que no está utilizando un cable lo suficientemente grueso para conectarse a sus fuentes de alimentación, y la resistencia del cable le está causando problemas. Incluso puede estar a punto de derretir su aislamiento. Cuando haces tus pruebas de alta corriente, ¿hueles algo raro?

Además, si alguna vez obtienes el derecho actual, matarás tus transistores. De la hoja de datos, el VCE (SAT) puede ser tan alto como 2 voltios a 3 amperios. Usemos esto como un número de trabajo en lugar de 2 amperios, ya que también dijo que un solo LED dibujará .4 amperios, por lo que con todos ellos trabajando, debe dibujar 4 amperios, no 2. Con una caída de 2 voltios en el TIP120, y una corriente de 3 amperios, el transistor disipará 6 vatios, y esto es más de lo que puede manejar un paquete TO220. Debe proporcionar un buen disipador de calor para sus transistores, o cambiar los transistores a algo con una caída de voltaje más baja. Como sugirió Asmyldof, deberían usarse otros transistores. Personalmente, recomendaría un MOSFET.

Aparte de los buenos comentarios a su pregunta, me gustaría agregar lo siguiente:

Hoja de datos de TIP120

Consulte la página 2, es muy importante conocer el "Voltaje de satuarion del colector-emisor" escrito como Vce(sat) . Es el voltaje que tendrá el transistor en sus pines C y E cuando lo use como con los números dados. No creo que 12mA esté muy lejos de lo que su Arduino está manejando en la base en estas circunstancias, podría ser 15mA, ciertamente no 20mA o más. Con una corriente de colector de 2A, no será mucho menor que 2V para 3A como se indica.

Entonces, ¿qué pasa? Sus LED no pueden extraer la corriente máxima, porque no ven 5V. Así que el transistor y los LED comienzan a "operar" en sus curvas de voltaje-corriente hasta que terminan en lo que es apropiado.

Independientemente del hecho de que su suministro debe ser estable y confiable y que siempre debe usar al menos alguna resistencia de base para no romper nada, o al menos para poder predecir el comportamiento. Esta configuración simplemente no puede funcionar, porque un dispositivo Darlington tiene un Vce-sat relativamente grande, aunque tiene una buena amplificación de corriente alta.

Es mejor utilizar uno de estos: 1 tipo de PNP que maneja un solo tipo de NPN; UN MOSFET; o un transistor de potencia con una alta amplificación sin la etapa de transistor de base adicional, pero desde la parte superior de mi cabeza no se me ocurre ninguna.