BC637 como interruptor con Arduino

Quiero controlar un LED de retroiluminación cuyo consumo de corriente recomendado es 22.7 mamá .

Buscando la ganancia de corriente CC en la hoja de datos BC637 y usando la fórmula:

I b = I C / β

Calculé:

I b = 22.7 / 25
I b = 0.908 mamá

Los niveles lógicos de Arduino son 5V = Alto y 0V = Bajo, así que creo que debería agregar una resistencia limitadora de corriente en serie en el pin base BC637.

Así que usando la fórmula:

R b = ( V C C − V b mi ) / I b

Calculé:

R b = ( 5 V − 1 V ) / 0.908 mamá

R b ≈ 4405 Ω

Estoy planeando usar un 4.7 k Ω resistencia para R b por lo tanto, la luz de fondo siempre debe ser más tenue que el máximo (ya que fluirá menos corriente).

¿Es correcto mi cálculo? ¿Funcionará como lo planeé?

Aquí está el esquema simplificado:

Esquemático

No tengo mucha experiencia con componentes electrónicos, y me gustaría pedirle a alguien con más experiencia que yo que verifique si mi cálculo es correcto.

¿Alguna razón específica para elegir un BJT con un hFE bajo?
@ChetanBhargava Está leyendo el hFE mínimo, sube a 300.
22,7 mA es extremadamente preciso para una corriente LED. Seguro que me gustaría ver la documentación que afirma que este es el valor recomendado.
@pipe sí, mi comentario es si había alguna razón para elegir ese BJT específico frente a otro BJT de uso general como BC337 o 2N2222 con una ganancia mayor.
@ChetanBhargava A 2N2222 tampoco supera los 300
@pipe no entendiste mi pregunta a OP. Mi pregunta explícita es ¿por qué 637? ¿Alguna respuesta o especulación?
@ChetanBhargava Ah, bueno. Supuse que eso era lo que tenía en el basurero. Así es como selecciono los transistores. :)
@ChetanBhargava rescaté esto de un circuito y está tirado en mi contenedor.
@RodrigoPeetz agradable, una buena manera de aprender. Solo mantén algunos de propósito general alrededor. :-)

Respuestas (2)

Me alegro de que hayas hecho los cálculos, es un buen comienzo. Sin embargo...

Buscando la ganancia de corriente CC en el BC637

Esencialmente dejé de leer allí. Este es un error clásico. La ganancia actual varía mucho según todo tipo de cosas: cuándo se fabricó el transistor, edad, voltaje, corriente, temperatura. Mire esta extensión de la hoja de datos :

ingrese la descripción de la imagen aquí

Un circuito que depende de una ganancia de corriente específica simplemente no funcionará bien.

Debe haber cientos, miles de instrucciones sobre cómo controlar un LED con un Arduino, y el mejor método será ligeramente diferente dependiendo de la caída de voltaje en su LED. Esencialmente usarás uno de estos circuitos:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

1. Emisor seguidor

Esto puede verse como un refuerzo de corriente. El voltaje en el emisor seguirá de cerca el voltaje en la base, solo 0,6 voltios menos. Calcula el valor de la resistencia buscando la caída de voltaje en el LED para la corriente que desea, luego observa que la caída de voltaje en la resistencia será el voltaje del pin Arduino menos 0.6 voltios, y puede calcular la resistencia a partir de eso. 0.6 es el V BE , y varía un poco dependiendo de la corriente de base. La corriente base será pequeña, en el rango de µA, por lo que permanecerá estable en esta aplicación.

Esto funciona si la caída de voltaje en el LED es lo suficientemente pequeña como para que quede algo de "margen" en la resistencia. El voltaje en el colector no tiene nada que decir sobre la corriente a través del LED, lo cual es otro beneficio. Si su placa tiene una entrada no regulada con mucha ondulación, puede usarla directamente.

Como puede ver, no hay resistencia base. Esto no es una omisión de mi parte, y es uno de los beneficios de esta configuración: el transistor consumirá la cantidad mínima absoluta de corriente de base necesaria para mantener la cantidad correcta de corriente que fluye a través del colector. Sin embargo, una pequeña advertencia: si el riel de 5 V cae antes que la alimentación del Arduino, tal vez si se alimentan desde rieles separados, toda la corriente hacia el LED provendrá de la base y, por lo tanto, del Arduino.

2. Interruptor de emisor común

Esta es la configuración tradicional "Transistor-as-a-switch" y es similar a la que tiene ahora. Sin embargo, la idea es que el Arduino debe encender el transistor completamente para que esté saturado, pasando tanta corriente como pueda, o al menos lo suficiente para que el transistor no sea el factor limitante.

El objetivo es impulsar suficiente corriente a través de la base para que esto suceda. Un número conservador es una décima parte de la corriente a través del colector. Dado que la salida del Arduino estará cerca de los 5 voltios, y V BE puede tratarse aproximadamente como un diodo, tendrá alrededor de 4,3 o 4,4 voltios en la resistencia base. Si desea pasar como máximo 20 mA a través del colector, apunte a 2 mA a través de la base y terminará con una resistencia base de aproximadamente 2,2 kΩ.

El voltaje V CE , entre el colector y el emisor, se denomina voltaje de saturación y, por lo general, es lo suficientemente pequeño como para despreciarlo. La hoja de datos del BC637 lo muestra como menos de 100 mV hasta una corriente de colector de 100 mA.

3. Interruptor MOSFET

Este es quizás el más fácil de entender, porque es tan intuitivo como el interruptor de emisor común, pero solo tiene que calcular la resistencia de carga. El Arduino simplemente activa o desactiva completamente el MOSFET, pero debido a que el MOSFET no consume corriente en la puerta, las resistencias de la puerta no son críticas.

La resistencia limitadora de corriente se calcula como lo haría sin el MOSFET, asumiendo que su R ON es mucho menor que la resistencia.

El resistor en serie en la puerta está ahí para limitar la corriente de conmutación, y el resistor de la puerta a tierra está ahí para asegurarse de que la puerta no esté flotando mientras el pin está en un estado de alta impedancia (es decir, una entrada o girado). apagado).

¿Por qué no agregar (3) interruptor de emisor común? Como el interruptor MOSFET pero con una resistencia base adecuada para saturar el BJT.
@BrianDrummond ¡Buena idea! Parecía superfluo en ese momento, pero es una mejor respuesta.
Gracias por la explicación, bueno, soy estudiante en el área, por lo que me falta la experiencia. Muchas gracias
@RodrigoPeetz Sí, nadie lo culpará ni pensará menos de usted por asumir que puede usar el transistor de la manera que desea. Sería increíble si pudiéramos, simplificaría muchos circuitos, pero simplemente es demasiado poco confiable para tener un uso práctico.

Esta no es la forma de hacerlo. La ganancia del transistor no está bien definida (probablemente entre 80 y 200). Es mejor agregar una resistencia en serie en el LED: el voltaje directo de un LED azul probablemente sea de alrededor de 3 V, por lo que la resistencia cae 2 V y a 22 mA tendría que ser de aproximadamente 91 ohmios.

Luego elige una resistencia base para asegurarse de que el transistor esté saturado. Una beta forzada de 20 suele ser buena. Entonces, 3.9K más o menos.

Para que quede claro, su circuito sugerido pondrá demasiada corriente a través del LED y estará mal controlado.

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