Alimentación básica: accione un LED de 12 V desde una salida Raspberry Pi de 5 V; no hay fuente de alimentación de 12 V disponible

Hay muchas preguntas aquí y en otros lugares sobre esto.

El consenso parece ser usar un transistor para cambiar una fuente de alimentación, lo que implica que tengo una fuente de 12v disponible.

Solo hay 5V disponibles, ya sea saliendo de los pines GPIO o directamente de la fuente de alimentación (batería USB en este caso).

Este es un solo LED: parece que debería ser posible conectarlo directamente a los pines GPIO con un componente en el medio que aumenta el voltaje. (Los pines GPIO pueden proporcionar "con seguridad" 16 mA)

Parece que necesito un convertidor stepup/boost, pero nadie parece estar discutiendo eso. ¿Estoy pensando en esto correctamente?

¿Qué tipo de led de 12v? ¿Hoja de datos o página del producto? ¿Cuánta corriente se necesita?
Hay varios chips convertidores de refuerzo disponibles. Se podría diseñar un convertidor de 5V - 12V. Los pines GPIO no son adecuados, debe usar el suministro de 5V.
Un "LED de 12v" es algo así como un oxímoron: tiene que ser un LED con una resistencia limitadora de corriente o un regulador incorporado. ¿Puede simplemente encontrar una variante de 5V?
@NickJohnson Probablemente tengas razón, pero el LED es parte de un dispositivo más grande y no puedo arrancarlo.
@Passerby No hay información sobre el LED, aparte de que "funciona a 12 VCC" ( sparkfun.com/products/9181 )
De hecho, he trabajado con esos botones antes. Hay una resistencia allí, y podría abrirla de manera bastante trivial y reemplazarla con una resistencia de menor valor. ¡Ciertamente sería más simple que un convertidor boost!
Sí, el botón está diseñado para abrirse. Lee la descripción y mira la tercera foto. Solo cambia la resistencia. Ver mi edición.
Ambos tienen razón. No lo había mirado de cerca, pero el LED es fácilmente desmontable. Parece que los LED de 5v no son muy comunes, pero tu sugerencia es excelente.

Respuestas (3)

En general, necesita un convertidor elevador en la entrada de suministro de 5V a 12V. Por lo general, puede ver una eficiencia del 85%. Aún desea usar el transistor en la salida RPI, ya que es de 3.3v y baja corriente.

Cualquier convertidor elevador o elevador típico funcionará, teniendo en cuenta la carga mínima de regulación.

Alternativamente, puede encontrar un convertidor boost con un pin de habilitación de 3.3v y controlarlo directamente desde el rpi.

Editar El botón al que OP se vinculó se puede desarmar por diseño, para reemplazar partes. Una solución más fácil es reemplazar la resistencia LED con una adecuada para el funcionamiento de 5V. Todavía recomendaría una configuración de transistor. Si te sientes afortunado, ¿verdad? Entonces, una resistencia adecuada para un LED rojo a 3,3 V 16 mA o menos funcionaría directamente, con un cambio de brillo mínimo, pero se recomienda un transistor de diez centavos para proteger el pin RPI.

Me topé con este hilo ya que estoy haciendo lo mismo con un Arduino. Soy bastante nuevo en toda la escena de la electrónica (con experiencia en ingeniería de software) pero tengo muchas ganas de aprender. Según las especificaciones anteriores, ¿sería suficiente una resistencia de 120 ohmios (suponiendo una fuente de 5 V, voltaje directo de 3,3 V, corriente directa de 16 mA)? ¿Podría también dar más detalles sobre el transistor que recomendó incluir? ¿Por qué es una buena idea incluir el transistor y qué transistor usar? ¡Gracias de antemano!

Si tiene un LED de 12 voltios y solo un suministro de 5 voltios, necesita un regulador de impulso y un medio para activar el LED desde un pin gpio. Por lo tanto, busque un convertidor elevador adecuado (TI o LT) y luego elija un BJT que pueda activarse mediante un pin gpio a través de una resistencia. El emisor se conecta a 0 voltios y el colector al cátodo LED. Ánodo a 12 voltios y ASEGÚRESE de que el LED funcione sin una resistencia limitadora de corriente.

Aunque el Pi puede suministrar 16 mA (más o menos, la fuerza de la unidad es un parámetro mal controlado) a 5 V, se conserva la energía. Dado que Power P = I*V, donde I es corriente y V es voltaje, aumentar el voltaje significa que la corriente suministrada al LED será menor que la corriente del GPIO; incluso con una eficiencia del convertidor del 100 %, obtendrá 4.4 mA máximo de un GPIO de 3.3v. Cuando también tenemos en cuenta que

  • La eficiencia del convertidor será mucho menor al 100%, especialmente con un paso tan grande de 3.3V a 12V
  • 16mA es la corriente con el GPIO en cortocircuito; en este punto, el voltaje de salida es en realidad cero , no 3.3V. Cualquier consumo de corriente significativo causará una cierta cantidad de caída de voltaje

Podemos ver que conducir un LED de alta potencia desde el GPIO de una Pi no es esencialmente una buena idea.

¡ PERO hay una mejor manera!

Ejemplo de circuito para controlar un dispositivo de alto voltaje con Raspberry Pi

Un convertidor elevador de CC-CC (busque en eBay) puede proporcionar 12 V a partir de un suministro de 5 V con una eficiencia razonable (normalmente, ~85 %). Un suministro de 12V dedicado es mejor.

Un transistor enciende y apaga la corriente a través del LED: un MOSFET es ideal porque no fluye corriente hacia su puerta mientras está encendido.

El MOSFET sugerido en el diagrama pasará felizmente uno o dos amperios con un voltaje de compuerta de 3.3V desde el pin GPIO, haciendo que los LED sean mucho más brillantes y evitando cualquier daño al Pi.

Este tipo de circuito de transistor (solo la parte inferior) es muy útil para impulsar cargas de mayor voltaje desde un microcontrolador o procesador de bajo voltaje.

¡Gracias! Esta idea me quedó bastante clara, pero gracias por proporcionar los números de pieza.
Además, de alguna manera pensé que los pines GPIO de Raspberry Pi emitían 5v, no 3.3v. Gracias por corregir eso.
Alimentación básica: accione un LED de 12 V desde una salida Raspberry Pi de 5 V; no hay fuente de alimentación de 12 V disponible
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