20 октября 2013 г.

Как рассчитать транзисторный ключ. Для практики: как зажечь светодиод в темноте

Мне нужно было сделать схемку, чтобы светодиоды загорались в темноте. После того как я потратил кучу времени, но ничего не заработало я понял что совершенно не разбираюсь в операционных усилителях и даже в простейших схемах на транзисторах.
Но затем я наткнулся на это видео, где Ben Krasnow всё отлично объяснил.





Покажу как я рассчитал схему.

Для начала мне нужно просто зажечь светодиод если он находиться в темноте.
Я сжег все свои фото элементы пока практиковался, так что пришлось покупать новые.
Так как мне не нужны были какие то определённый параметры я просто купил самый дешёвый фототранзистор который был L-53P3BT фирмы KingBright.

теперь нужно достать на него даташит и найти его параметры.

Отсюда мне нужно только напряжение и ток которые выдерживает фототранзистор.
30 В с коллектора на эмиттер и 3 мА. Мне хватит.

Теперь нужно выбрать транзистор, нужно чтобы он выдерживал 5 В напряжения, 20 мА тока через коллектор и чтобы его коэффициент усиления hFE был больше чем 7 т.к на базу потечёт не больше 3 мА, а на коллекторе должно быть 20 мА, то коэффициент усиления 
20 / 3 = 6.6. Большинство транзисторов легко с этим справятся.

У меня под рукой оказался PN2222A


Из даташита видно что у него hFE = 75 при токе коллектора 10 мА. 
Максимальный ток коллектора 800 мА и напряжение коллектор эмиттер 40 В. Этого больше чем хватит.

Теперь расчёт: на коллекторе транзистора нужно 20 мА. значит ток на базе должен быть 
20 / 75 = 0.267 мА. (Меньше мили ампера!)

Этот ток выдержит фототранзистор, значит все отлично.
Считаем резистор от 5 вольт.
5 / 267 * 10^-6   = 5 / 0.00000267 = 18727 Ом    или 19 Ком.
От Блока питания я получал больше чем 5 вольт, так что взял резистор на 30 Ком.

Схема

Вот такая схема получилась в конце, это также драйвер питания для светодиода, ведь транзистор поддерживает ток только 20 мА и можно подключать сколько угодно светодиодов, лишь бы хватило на каждый напряжения, обычный светодиод потребляет где то 2 Вольта.

Если подключать несколько ОДИНАКОВЫХ светодиодов то не будет разницы в яркости, т.к ток постоянный и на каждом светодиоде одинаковое падение напряжения..

На полученных знаниях уже проще строить большие системы, мощные переключатели, датчики и т.д.

Для увеличения чувствительности (если маленькое изменение тока базы) можно использовать составные транзисторы,( там где эммитер 1 транзистора соединяется с базой 2 транзистора), тогда hFE = hFE_1 * hFE_2

В нашем случае, если подключить точно такой же транзистор усиление было бы примерно 4900.

Не нужное, но всё же видео работы.













5 комментариев :

  1. Здравствуйте, хорошая статья. У меня другая проблема, мне нужен сделать драйвер для электро-двигателя, то есть вал мотора вращалось против и по часовой стрелки. Я придумал схему но мощность не хватает, для 3 в мотора все нормально а вот для 12 в 200МА двигателя не работает. Я могу отправить фото со схемой и характеристики если у вас есть желания посмотреть на схему и ответить где я допускаю ошибку. Спасибо.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Есть простенькая схема реверса двигателя dc если ещё нужно надёжная компактная в плане нагрева элементов в режиме работы отсутствует,ПРОВЕРЕНО гарантия работы схемы 101%

      Удалить
  2. Такие вопросы лучше спрашивать на форумах
    http://radiokot.ru/forum/
    http://forum.cxem.net/

    Мотор проще всего подключить по такой схеме

    Крутится в 2 направления в зависимости от нажатой кнопки.

    ОтветитьУдалить
  3. вы уверенны что схема правильная,ведь если фототранзистор полностью откроется,то через него пойдет большой ток от питания на землю,который никак на простой транзистор не повлияют,т.к. фотик сгорит

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Согласен, не верно. Странно что ничего не сгорело. Можно транзистор поставить параллельно светодиоду.
      Спасибо за замечание.

      Удалить