Resistencia base ATtiny13a para 2N2222A

Tengo un pequeño zumbador magnético que debe encenderse y apagarse a una velocidad de 10 Hz a través de un pin attiny13a mcu io. Dado que el zumbador es magnético, estoy usando un transistor 2N2222A BJT NPN para la parte de conmutación de acuerdo con lo que sugiere la hoja de datos junto con un diodo 1N4148 como flyback, como sugiere el diagrama.

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La resistencia base del diagrama de 180 ohmios se proporciona para un pin de salida de 3.3V, pero mi mcu dará 5V 40mA en su pin, entonces, ¿qué resistencia debo elegir para sustituir? ¿Un 330 ohmios hará el trabajo?

... pero mi mcu dará 5V 40mA Eso no es realmente correcto, entrega 5 V siempre que la corriente se mantenga por debajo de 40 mA. Pero 40 mA es mucho pedir de un pin mcu. Pero no necesitamos 40 mA, se necesita mucho menos ya que el transistor se encarga de la gran corriente. En la práctica, el valor de la resistencia no es tan crítico. De hecho, es muy probable que un 330 ohmios haga el trabajo.
10 Hz es una frecuencia realmente extraña para manejar esto, especialmente porque está sintonizado para 2048 Hz. La curva de respuesta de frecuencia en la hoja de datos ni siquiera baja a 10 Hz, lo que significa que probablemente tendrá un rendimiento muy, muy bajo en esa frecuencia.
@IgnacioVazquez-Abrams No estoy manejando el zumbador a una frecuencia de 10Hz. Solo lo estoy encendiendo y apagando a una velocidad de 10Hz. 100 ms encendido o ALTO 100 ms apagado o BAJO.
Este no es un zumbador que simplemente enciende y apaga, debe ser accionado activamente. Y encender el pin durante 100 ms y luego apagarlo durante 100 ms es en realidad 5 Hz , así que... sí.
@IgnacioVazquez-Abrams Sí, pero tiene el controlador integrado, ¿verdad? y mi mal.. 5Hz es entonces.
No, es una bobina y un imán como se describe en los comentarios.
El zumbador parece estar diseñado para un cambio de 2 kHz.

Respuestas (3)

Interesante. Supuse que era un piezoeléctrico por un momento. Entonces la hoja de datos decía lo contrario. En realidad, es bastante similar a algunos auriculares baratos que solían fabricar: un disco circular de metal muy delgado sobre la parte superior de un imán circular con una bobina presente. Funcionará en un rango de audio modesto. (Solía ​​desmantelarlos para ver cómo funcionaban cuando era niño).

La hoja de datos dice que requieren 35 mamá . Pero creo que es un valor medio, ya que normalmente funcionan con un ciclo de trabajo del 50 %. (Y porque la hoja de datos también dice "corriente media"). La resistencia se da como 42 ± 6.3 Ω . Entonces, en el peor de los casos, la corriente del colector debería ser 5 V 35.7 Ω 140 mamá con tu 5 V carril.

Veamos las curvas PN2222A por un momento:

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Al entrar en este conjunto (típico) de curvas, puedo ver que el 150 mamá la curva se aplana a partir de una corriente base de aproximadamente I B = 5 mamá y es bastante sólido por I B = 10 mamá . Así que decidiría conducirlo con I B = 10 mamá como una opción razonablemente segura.

Esta curva nos dice algo sobre V B mi S A T :

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veo que V B mi S A T 850 mV , típicamente. llamémoslo V B mi S A T = 900 mV y estar seguro El bit que falta es la caída de su pin de E/S, cuando está alto. Pero mi propia experiencia dice que no debe esperar una gota de más de 500 mV al aplicar 10 mamá fuera de un 40 mamá producción.

Entonces el valor de tu resistencia es R B = 5 V 900 mV 500 mV 10 mamá = 360 Ω . iría con un 390 Ω resistencia y luego tome una o dos medidas de voltaje, solo para estar seguro.

Tenga en cuenta que esta es una aplicación pulsada. Por lo tanto, no solo está ENCENDIDO y la corriente de la hoja de datos aparece como "corriente media", lo que NO SIGNIFICA que esta es la corriente máxima real cuando se enciende.


La potencia BJT será 900 mV 10 mamá + 100 mV 140 mamá < 25 mW al 100% del ciclo de trabajo. Por lo tanto, con un ciclo de trabajo del 50 %, simplemente no hay que preocuparse por usar un dispositivo empaquetado TO-92. Estás bien con el PN2222A aquí. De manera similar, la potencia de la resistencia es 390 Ω ( 10 mamá ) 2 < 40 mW al 100% del ciclo de trabajo. Nuevamente, la mayoría de los paquetes de resistencias estarán bien.

Las salidas AVR tienen una impedancia de 25 ohmios.
@IgnacioVazquez-Abrams Dije "no más que". Así que probablemente sea menos. (Sobre lo cual no discutiría en absoluto). Ajuste ligeramente. Y gracias por la actualización. Las salidas del MSP430 son aproximadamente 60 Ω , de la experiencia pasada. En caso de que eso te importe. Por cierto, el delta agregado que sugiere aquí lo coloca casi exactamente en el 390 Ω Doblé hacia.
@jonk Estoy un poco confundido ahora. El tipo que comentó anteriormente hizo algunos cálculos y es una resistencia de 1.3K para la base. Entonces, ¿cuál es la correcta?
Las opciones de diseño de @Kokachi varían. La otra respuesta eligió β = 50 para un BJT saturado por razonamiento, me parece cuestionable y no está directamente respaldado en el texto. elegí β = 15 al referirme a la curva típica de un fabricante, respaldar mi elección proporcionando directamente al menos una curva razonable para considerar y una elección que hice al usarla. Sin embargo, busque en Google y vea qué usan otros, si desea obtener un "consenso" al respecto. Tenga en cuenta la diferencia entre un modo activo β y un modo saturado β cuando lo haces
a medida que aumenta la resistencia, la corriente base disminuye, ¿verdad?
@Kokachi si aumenta la magnitud de la resistencia base, disminuirá la magnitud de la corriente base aplicada.

Calculemos todo al revés, a partir de la idea de que el zumbador debe funcionar a toda velocidad.

Su altavoz tiene una resistencia de bobina de 42 ohmios. Por lo tanto, a +5 V CC necesitaría unos 120 mA con el transistor completamente abierto.

El transistor 2222 tiene el hFE al menos 50, por lo que para llegar a la saturación total, la corriente base debe ser de aproximadamente 120/50 = 2,4 mA. Tomemoslo a 3 mA

Dado que su controlador conducirá a aproximadamente 5 V (menos el cambio de bolsillo), y Vbe es de aproximadamente 0,7 V, necesita una resistencia que genere 3 mA sobre 4,3 V, lo que da 4300/3 = 1433 ohmios.

Por lo tanto, su resistencia base debe ser de aproximadamente 1.3k, y el número redondo de 1k funcionará bien.

Estoy un poco confundido por ahora. El tipo que comentó a continuación hizo algunos cálculos y es una resistencia de 390 ohmios para la base. Entonces, ¿cuál es la correcta?
Cualquier valor es correcto; jonk tiene una estimación más conservadora. Pero creo que la suposición de β=15 es algo que apuntaría a lápiz hace unos 50 años. Desde entonces hubo algunos avances en la tecnología de transistores, uno podría suponer...
¿Qué quieres decir con que cualquier valor es correcto? Si elijo una resistencia de valor demasiado bajo, ¿no se dañará el transistor?
@Kokachi No, la función principal de la resistencia es proteger la salida de la MCU si el transistor falla por un cortocircuito. El transistor simplemente tomará la corriente de base que desee: hacer que el valor de la resistencia sea demasiado alto lo detendría y limitaría la oscilación del voltaje de salida al zumbador, pero hacerlo demasiado bajo no es realmente un problema, incluso si el transistor se satura más bien que permanecer en la región lineal.
... entonces seleccionaría la resistencia en función de la salida de MCU, no en los parámetros del transistor. 5V 40ma da 125 ohmios como valor mínimo para proteger la MCU. Duplique eso (240 o 270) para darle un margen de seguridad, o simplemente quédese con los 180 existentes. Si 240 o 270 es demasiado alto para obtener suficiente corriente de base en el transistor, debe seleccionar un transistor de mayor ganancia, no futz sobre tratar de ajustar el valor de la resistencia IMO.
@Kokachi, la principal diferencia está en las suposiciones sobre la cantidad de beta que tiene su transistor. La elección de Jonk sobresaturará el transistor. Si está diseñando un dispositivo con un volumen de producción de 10,000 por semana, entonces opta por una selección más conservadora que apunta a los valores atípicos de la curva de distribución del transistor en el peor de los casos. Si está haciendo uno para el hogar, es muy probable que su transistor sea de tipo promedio. Hay varios fabricantes de 2N2222, y las especificaciones que vi tenían un mínimo de beta = 50 en un rango de 150 mA. También puede encontrar la selección en el medio, digamos 750 ohmios.
@AliChen Fui con su resistencia de 1k, la configuración parece funcionar bien. Probé 330 y no pude ver ninguna diferencia en el nivel de salida de sonido. De todos modos, elegí tu 1k y fui final y listo.
@alephzero Pensé que la resistencia se usaba para limitar la corriente que ingresa a la base del transistor para protegerla de la sobrecorriente.

Use NMOS en lugar de transistor NPN. Para su aplicación, BS170 es económico y muy simple de operar. Si usa componentes SMD, puede usar 2n7002.

NMOS como interruptor

Fuente de la imagen: http://design.stanford.edu/spdl/ME218a/pastprojects/0708/pennybowling/links/schematics.html

Con los transistores MOSFET no tiene que calcular el valor de la resistencia base. En realidad, no tienen base, sino que tienen puerta. Si está más interesado en el conocimiento de NMOS, consulte el artículo de wikipedia.

(comentario eliminado; leí mal la pregunta y pensé que la MCU se estaba ejecutando a 3.3v)
¿No se necesita flyback para el zumbador? No tengo ningún mosfet de nivel lógico en la mano, solo bjt npns