LED şeridi açmak için bir mikrodenetleyici kullanma


12

Led şeritte gelen 60 ledim var . Led şeridin bir metre uzunluğu aşağıdakileri gerektirir:

  • 400 miliamper
  • 12 volt

Bu LED'leri mikro denetleyici ile kontrol etmek istiyorum. Bir TIP120 ve bir ahududuPi kullanmayı düşünüyorum .

Bir raspberryPi GPIO pimi sürekli olarak 50 miliamper verebilmektedir. (Güncelleme: Bu doğru değil, aşağıya bakın)


Ben bir acemiyim ve bunu doğru yaptığımdan emin değilim. Tüm hesaplamalarım bu blogda okuduğum şeylere dayanıyor .


Matematik

Baz akımı:

TIP120, lc = 250 * lb'lik bir kollektör akımına sahiptir, bu nedenle 1.6 mA'lık bir temel akıma ihtiyacım olacak.

(1.6mA * 250 = 400)

RaspberryPi'nin Baz akımı ile hiçbir problemi olmamalıdır

Baz direnci:

TIP120 tabanının doygun kalmasını sağlamak için yeterince düşük bir dirence ihtiyacım olacak, ancak ahududuPi'yi aşırı yüklemeyecek şekilde 50 mA'dan daha az kalacak.

Bahsettiğim blog'a göre, Vbe (sat) 'a bakarak temel direnci buluyorum. Bkz. Şekil 2.

burada Vbe (sat) x ekseninde 400, toplayıcı akımı y ekseninde yaklaşık 1.3'tür.

resim açıklamasını buraya girin

RaspberryPi 3,3 volt verirse, 2 voltluk bir voltaj düşüşü olur
(3,3 - 1,3)

Benim hesaplamaya göre, 4 ila 40 Ohm arasında bir dirence ihtiyacım var R = V / I
2 / (0.05 A) = 40 Ohm
2 / (0.50 A) = 4 Ohm
(Güncelleme: Yanlış, sorunun altına bakın)

Kendimi hala bir amatör olarak görüyorum ve biraz kafamdayım.

  • Bu hesaplamalar doğru görünüyor mu?
  • TIP120 çalışır mı? (diğer önerilerinizi bekliyoruz)
  • Şematiğim için dikkate almam gereken başka noktalar var mı?

resim açıklamasını buraya girin

Güncelleme

Cevaplarda belirtildiği gibi, miliamper derecelendirmelerini 10 faktör yazdım. Söylemeliydim:
2 / (0.005 A) = 400 Ohm
2 / (0.050 A) = 40 Ohm

Güncelleme 2

Bir Ahududu Pi üzerindeki bir pimin sağlayabileceği maksimum akım hakkında bazı sislilik var gibi görünüyor. Güvende olmak için 8 mA olduğunu varsayacağım.

/raspberrypi/9298/what-is-the-maximum-current-the-gpio-pins-can-output

/raspberrypi/1130/what-is-the-nominal-gpio-pin-output-current

Güncelleme 3

Ada Fruit, bir LED şeridi mikrodenetleyici ile nasıl kontrol edeceğiniz konusunda harika bir blog makalesi yazdı. STP16NF06 veya TIP120 önermektedir

https://learn.adafruit.com/rgb-led-strips/usage


2
GPIO pinlerinin 50 mA kaynak sağlayabileceğini düşünmüyorum. + 3.3V güç rayı pininin 50 mA kaynak sağlayabileceğini düşünüyorum. Her GPIO'nun sadece birkaç mili-amper sağlayabileceğini düşünüyorum. BJT yerine mantık düzeyinde bir MOSFET kullanırdım. Sürekli akım için endişelenmenize gerek yok. IRLB8721 birçok kullanım için iyi bir seçimdir; Bu kullanımın uygun olacağını düşünüyorum.
Jon Watte

@JonWatte Belirttiğiniz için teşekkürler, daha ileri gitmeden önce maksimum akımı iki kez kontrol edeceğim.
spuder

@JonWatte RPi tasarımındaki güç hesaplamaları, tüm GPIO'ları aynı anda, her biri 3mA, toplam 50mA olarak hesapladı. Herhangi bir zamanda daha azına sahip olabilir ve akımı artırabilirsiniz. Bunun üzerine, tüm çevre birimleri kullanımdayken (hepsi 3.3v rayından çekilen hdmi, ethernet ve sd kart gibi) doğrudan 3.3v rayından ekstra 50mA buldular. Dolayısıyla, 3.3v raya doğrudan bağlanan 3.3v PIN'leri ve BCM SOC'den gelen 3.3v GPIO farklıdır.
Passerby

Bir soru sormadan önce kendi araştırmalarını yapan ve neredeyse tüm yollara ulaşan yeni başlayanlar için +1.
pjc50

@Passerby Birinden 50 mA kaynak yapmaya ve geri kalanını boşta tutmaya çalışırsanız GPIO pininin sürücü aşamasını yakacağınızı düşünüyorum.
Jon Watte

Yanıtlar:


6

Neredeyse oradasınız, ancak birkaç şey var:

Temel direnç hesaplaması doğru değil - hesaplamalarınıza göre yalnızca 1.6mA'ya ihtiyacınız olduğunu unutmayın (toplayıcı akımı ayrıdır).
Veri sayfasına bakıldığında, minimum kazanç 1000 ve maksimum baz verici voltaj 2.5V'dir, bu da hesaplamaları ayarlamamız gerektiği anlamına gelir, 1.6mA temel akım için yapacak (kazanç olarak bir anahtar için her zaman ekstra olması iyidir en kötü durum için 1.3V yerine 2.5V kullanmamız gerekiyor (tasarım için en kötü durum / maksimum değerleri kullanmak daha iyidir, ancak grafiğe bakıldığında ekstra Vbe bu akımda olası görünmüyor, bu yüzden bir yerlerde Aşağıdaki iki rakam arasında iyi olması gerekir):

Yani:

(3,3V - 2,5V) / 1,4mA = 570Ω

veya

(3.3V - 1.5V) / 1.4mA = ~ 1.2kΩ

Bu iyi çalışmalıdır, ancak işleri yapmanın en etkili yolu değildir - transistör dağılımı en az 0.4A * 0.75V = 0.3W olan 0.4A * Vce (sat) olacaktır, ayrıca R-pi'nin en azından ihtiyacı olacaktır sürmek için birkaç mA veya daha fazla.
Modern bir mantık seviyesi MOSFET çok daha küçük olabilir (neredeyse hiç akım olmadan) ve neredeyse hiç dağılması olmaz. Farnell'de binlerce kişiden rastgele seçilen FDC637BNZ örnek bir kısmı :

resim açıklamasını buraya girin


3

0.5A 500 Miliamper ... Pi'nizi patlatacaksınız. 0.05, 50 Miliampardır. Bu üst limit. Buna gerek yok. Dediğin gibi sadece 1.6mA'ya ihtiyacın var. Bu yüzden biraz parlat, güzel bir 5mA bile. 3,3 - 1,3 = 2v direncin düşmesi gerekiyor. 2v / 0.005A (5mA) = 400Ω. Bir sonraki en büyük boyut 470Ω'ye yuvarlayın, tabanda ~ 4mA olsun.

Bu matematik hatası bir yana, TIP120, led şeridin alacağı 400mA için gerçekten aşırı olsa da, bunun için iyi çalışıyor. Yüksek akım çarpımı için bir darlington çifti. PN2222 (standart To-92 paketinde 1 Amp) gibi ortak bir tek BJT transistör fazlasıyla yeterli olacaktır. Ya da şeridi iki veya üçe bölebilir ve birkaç 2n3904 (100 ~ 200mA) kullanabilir ve farklı bölümleri farklı şekilde yanıp sönebilirsiniz (Tabii ki hepsini tek bir GPIO'dan sürmek istemiyorsanız, eşit sayıda gpio'ya ihtiyacınız olacaktır. LED şeridin daha küçük bölümlerini süren kendi temel dirençlerine sahip Paralel Transistörler, daha büyük olanları alamazsanız daha küçük transistörlerle başa çıkmanın iyi bir yolu olacaktır.)

Ve şemanız bir mockup için yeterince iyi. Tek renkli led şerit, çalışmak için çok karmaşık bir devre değildir, bu nedenle jenerik yer tutucular yerine doğru parçaları kullanmanın yanı sıra onu geliştirmenin bir yolu yoktur.


Yakaladığınız için teşekkürler. Hesaplamaları yazdım. Soruyu doğru bilgilerle güncelledim.
spuder

1
Bir Darlington çiftinin dezavantajı, transistördeki gücü dağıtan nispeten yüksek V (CE, sat). Düzenli bir BJT bu açıdan çok daha iyi performans gösterecektir. @Passerby'nin belirttiği gibi, TIP120 gibi neredeyse 20x'e ihtiyacınız olan bir canavara ihtiyacınız yok.
jippie
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.