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

Estoy tratando de agregar una configuración de iluminación LED personalizada a mi computadora de escritorio para juegos. En esta configuración, quiero que pequeños conjuntos de LED puedan encenderse por separado de otros conjuntos. Esto es para que pueda encender diferentes conjuntos 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 nominal de 1,9 V y tengo varios conjuntos de 5 LED (5 * 1,9 = 9,5, sin necesidad de una resistencia... ¿verdad?) conectados en serie y esos "conjuntos múltiples" deben conectarse en paralelo.

Sin embargo, debido a una simple falta de transistores, temporalmente (hasta que tenga más transistores) estoy conectando 2 conjuntos de 5 LED por transistor. ¿Confundido? 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 encienden. ¿Por qué es esto? . Puede que esté haciendo algo mal aquí, pero, si es así, 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 se vea bien).

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 completa!
Tiene demasiados LED en serie para su 9V. Intente 3. No use su seguidor porque no habrá suficientes voltios del micro para impulsarlo. Use un colector abierto y haga un sumidero de corriente adecuado para las cadenas en serie.

Respuestas (1)

En primer lugar, todo el "5 * 1.9V = 9.5V -> sin necesidad de una resistencia" no funcionará. El voltaje directo no es exacto, y tampoco lo es su 9V. Aquí hay una explicación de por qué el voltaje directo == el 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 generar 5*1.9V + ~0.7V = ~10.2V. Los pines de Arduino emiten 5V, por lo que es imposible desde el principio. 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 en ~ 0.7V. Sin una resistencia base, el pin de Arduino lo lleva a 5 V y una gran cantidad de corriente fluye hacia la base, quemando al pobre Arduino. Por lo tanto, se requiere una resistencia de 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 probablemente sea 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 diferirá, lo que provocará un desequilibrio de corriente. Matemáticamente, V s − norte V F yo F = R , donde V s es su voltaje de suministro, norte es el número de LED en un hilo en serie y V F , yo F son el voltaje directo del LED y la corriente directa deseada, respectivamente.

  4. Cuando logre que esto funcione, 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 pocos hilos de LED superarán eso y su transistor se tostará. Un transistor más grande, o mejor aún, un buen 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 para PC de 12 V, está bien, solo asegúrese de calcular sus resistencias limitadoras de corriente con 12 V en lugar de 9 V.

Entonces, 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 ayudarte a empezar.

¡OK gracias! Sin embargo, algunas preguntas. Primero, para el punto 2, ¿dónde debe ir esa resistencia? ¿En el pin base del transistor? Además, para el punto 3, ¿está diciendo que necesito una resistencia frente a cada hilo de LED? Y sí, la batería de 9v era temporal; Me olvidé de mencionar eso. Planeo simplemente conectarme a un conector molex de 12v en la fuente de alimentación de mi computadora.
Sí, la resistencia base va entre la base y el ATmega. Y sí, necesita una resistencia en serie con cada hilo de LED para limitar la corriente. Ampliaré mi respuesta para cubrir algunas de sus preguntas.
Wrt punto 4: si los LED deben parpadear con un ciclo de trabajo bastante bajo, un condensador electrolítico grande en paralelo con la batería podría ayudar. Solo asegúrese de obtener uno con una clasificación de 15 V o más (es decir, con especificaciones excesivas).
Ok, entonces una pregunta más: ¿cuál sería la resistencia de la resistencia mencionada en el punto 3? Usando la Ley de Ohm 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 potencia nominal de 20 mA y tengo 2 hilos en paralelo, por lo que la corriente directa general es de 40 mA o 0,04 A.
Sí, esa es una pista de por qué no debería usar 5 LED en serie. Como dije anteriormente, debe tener una resistencia separada para cada hilo, por lo que si usara 4 LED en serie con una resistencia, las matemáticas serían (9V-4 * 1.9V)/20mA = 70Ω.
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