Batería de 9 voltios conectada al transistor que controla los LED con Arduino

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Estoy tratando de agregar una configuración de iluminación LED personalizada a mi computadora de juegos de escritorio. En esta configuración, quiero que pequeños conjuntos de LED puedan encenderse por separado de otros conjuntos. Esto es para que pueda encender diferentes sets en diferentes momentos para hacer un "espectáculo de luces".

Estoy usando los pines de E / S digitales de Arduino para controlar un transistor (BC547B) que suministrará energía desde una batería de 9 voltios a los LED. Los LED tienen una potencia de 1.9v y tengo varios conjuntos de 5 LED (5 * 1.9 = 9.5 - no es necesario un resistor ... ¿verdad?) Conectados en serie y esos "conjuntos múltiples" deben conectarse en paralelo.

Sin embargo, debido a la simple falta de transistores, estoy conectando de manera temporal (hasta que obtenga más transistores) 2 juegos de los 5 LED por transistor. ¿Confuso? Permítanme armar esto en un esquema usando solo 1 transistor (en la versión final habrá más):

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Entonces, básicamente el problema es que cuando enciendo el pin 5 en mi Arduino, los LED no se iluminan. ¿Por qué es esto? . Puede que esté haciendo algo mal aquí, pero, si lo estoy, no puedo resolverlo.

Aquí está el código temporal para el Arduino que estoy usando, en caso de que alguien quiera verlo:

void setup() {
    pinMode(5, OUTPUT);
}

void loop() {
    digitalWrite(5, HIGH);
    delay(1000);
    digitalWrite(5, LOW);
    delay(1000);
}

Todo lo que hace es encender el pin 5, esperar un segundo, apagarlo, esperar un segundo y repetir.

Gracias por adelantado.

PD Disculpas por el título incómodo.

EDITAR:

También debo señalar que soy muy nuevo en este tipo de cosas. Estoy haciendo esto para una especie de proyecto de aprendizaje (y para que mi computadora pueda verse bien).

RobertR
fuente
Retiro mi bandera. Esto requiere una respuesta más profunda. Además, ¡+1 por hacer una pregunta clara completa con un buen esquema, código, buena gramática y una explicación detallada!
uint128_t
Tienes demasiados leds en serie para tu 9V. Prueba 3. No uses tu seguidor porque no habrá suficientes voltios del micro para conducirlo. Usa un colector abierto y haz un sumidero de corriente adecuado para las cadenas de la serie.
Autista

Respuestas:

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En primer lugar, todo "5 * 1.9V = 9.5V -> sin necesidad de una resistencia" no va a funcionar. El voltaje directo no es exacto, y tampoco lo es su 9V. Aquí hay una explicación de por qué el voltaje directo == voltaje de suministro es un problema . Además, habrá una caída de voltaje en su transistor.

Su circuito tiene muchos problemas.

  1. Para encender el transistor, el Arduino necesitaría una salida de 5 * 1.9V + ~ 0.7V = ~ 10.2V. Los pines Arduino tienen una salida de 5V, por lo que no hay que ir de inmediato. Si conecta a tierra el emisor y conecta los LED al colector, es mucho más probable que funcione.

  2. Su transistor necesita una resistencia base para limitar la corriente a través de él. Corre el riesgo de dañar su Arduino y su transistor. Al saturar el transistor (que es lo que desea hacer para que actúe como un interruptor), la base estará a ~ 0.7V. Sin una resistencia base, el pin Arduino lo conduce a 5V y una gran cantidad de corriente fluye hacia la base, quemando al pobre Arduino. Por lo tanto, se requiere una resistencia base; su valor depende de la cantidad de corriente que desee a través de los LED y la ganancia de corriente del transistor. Sin hacer los cálculos, algo entre 220Ω y 1kΩ es probablemente bueno.

  3. Los LED o hilos de LED en paralelo necesitan resistencias individuales. Hay muchas respuestas en este sitio que pueden explicar por qué con mayor detalle; Básicamente, el voltaje directo neto a través de diferentes hilos de LED será diferente, causando un desequilibrio de corriente. Matemáticamente,Vs-norteVFyoF=R, dónde Vs es su voltaje de suministro, norte es la cantidad de LED en un filamento en serie y VF,yoF son el voltaje directo del LED y la corriente directa deseada, respectivamente.

  4. Cuando lo haga funcionar, su batería de 9V probablemente no será adecuada (las baterías de 9V tienen muy poca capacidad y poca capacidad de corriente). Una verruga de pared de 9V o similar sería mucho más apropiada. Además, ese transistor solo está clasificado para un máximo de corriente de colector de 100 mA. Unos hilos de LED excederán eso y su transistor estará tostado. Un transistor más grande, o mejor aún, un agradable MOSFET robusto, asegurará que pueda cambiar muchos LED de manera segura. Para un solo hilo, o tal vez dos, ese transistor está bien. Si está utilizando una fuente de alimentación de PC de 12V, está bien, solo asegúrese de calcular sus resistencias limitantes de corriente con 12V en lugar de 9V.

Por lo tanto, use cuatro LED en serie y una resistencia limitadora de corriente adecuada, cambie las conexiones del transistor y agregue una resistencia base. Eso al menos debería comenzar.

uint128_t
fuente
¡OK gracias! Algunas preguntas sin embargo. Primero, para el punto 2, ¿a dónde debe ir esa resistencia? ¿En el pin base del transistor? Además, para el punto 3, ¿estás diciendo que necesito una resistencia frente a cada cable LED? Y sí, la batería de 9v era temporal; Me olvidé de mencionar eso. Planeo conectarme a un conector molex de 12v en la fuente de alimentación de mi computadora.
RobertR
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Sí, la resistencia base va entre la base y el ATmega. Y sí, necesita una resistencia en serie con cada cable LED para limitar la corriente. Ampliaré mi respuesta para cubrir algunas de sus preguntas.
uint128_t
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Punto 4 del wrt: si los LED deben parpadear con un ciclo de trabajo bastante bajo, un gran condensador electrolítico en paralelo con la batería podría ayudar. Solo asegúrese de obtener uno de 15V o más (es decir, sobreespecificado).
Chris H
Ok, una pregunta más: ¿cuál sería la resistencia de la resistencia mencionada en el punto 3? Usando la Ley de Ohmios a través de la ecuación que proporcionó, sería (9 - 9.5) / 0.04 = -12.5 . El valor de 0.04 se usa para la corriente directa porque cada LED tiene una capacidad nominal de 20 mA y tengo 2 hilos en paralelo, por lo tanto, la corriente directa general es de 40 mA o 0.04A.
RobertR
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Sí, eso es una pista de por qué no deberías usar 5 LED en serie. Como dije anteriormente, debe tener una resistencia separada para cada filamento, por lo que si usara 4 LED en serie con una resistencia, la matemática sería (9V-4 * 1.9V) / 20mA = 70Ω.
uint128_t