Conducción de tira LED desde microcontrolador

Quiero manejar una tira de LED desde un microcontrolador usando PWM para controlar el brillo. La tira que tengo toma alrededor de 1.5A a 12V. Solo estoy familiarizado con la electrónica digital puramente de baja potencia, por lo que quería verificar si estas suposiciones son correctas y obtener algún consejo: -

  • Si utilizo un transistor NPN para impulsar esto, el transistor cuando se encienda caerá alrededor de 0.7v, por lo que se disipará más de 1 vatio cuando se encienda.
  • Esto requeriría un transistor razonablemente grueso y un disipador de calor que quiero evitar si es posible.

  • Entonces, ¿sería mejor usar un mosfet que tenga una resistencia mucho menor para poder salirme con la mía con uno más pequeño y tal vez sin disipador de calor?

  • Sin embargo, mirando las especificaciones de los diversos MOSFET que puedo comprar, parece que cualquiera que pueda pasar esta cantidad de corriente requiere considerablemente más de 3.3v que puedo obtener de mi microcontrolador para encenderse por completo.

  • Entonces, ¿es mejor tener un pequeño transistor NPN que cambie 12v a la entrada de un mosfet para controlar la tira de LED real? (Lo siento, no puedo dibujar un diagrama en esta computadora, pero puedo agregar uno más tarde si es necesario)

¿Mis suposiciones son correctas y alguien tiene algún consejo o una mejor manera? También me interesarían las recomendaciones de piezas adecuadas, aunque esa no es mi pregunta principal.

(Editar: busqué otras publicaciones que respondieron esto y no encontré nada que fuera exactamente lo que quería, si alguien tiene un enlace a un duplicado, publíquelo y con gusto cerraré la pregunta).

Respuestas (2)

Para 1,5 A a 12 voltios, cambiado por 3,3 voltios, aquí hay una solución MOSFET que funcionaría bien. El MOSFET sugerido aquí es un IRLML2502 disponible en eBay y otros sitios por tan solo $2.35 por 10 con envío gratis.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

El IRLML2502 tiene una resistencia de encendido máxima de 0,08 ohmios a un voltaje de compuerta de 2,5 voltios, y menor a medida que el voltaje de compuerta se acerca a 3,3 voltios. Puede soportar un drenaje a la fuente de 20 voltios , por lo que funcionará bien con un suministro de 12 voltios. La clasificación de corriente de la fuente de drenaje es superior a 3 amperios , lo que proporciona un margen de seguridad de más del 100 %.

A 0,08 ohmios y 1,5 amperios, el MOSFET disipará 180 milivatios cuando esté completamente encendido. Incluso teniendo en cuenta los bordes de conmutación del PWM, la disipación no superará los 250 mW aproximadamente, por lo que no se requiere disipador de calor para esta aplicación.

En cuanto a los supuestos:

  • La caída y la disipación del transistor NPN son correctas, más o menos debido a Vce de transistores específicos
  • Transistor grueso (BJT), no realmente, pero un tamaño TO-220 sería típico, y sí, se requeriría un disipador de calor
  • Sí, vea el MOSFET sugerido arriba
  • No es correcto, hay varios MOSFET de bajo costo que se encienden sólidamente muy por debajo de los 3,3 voltios y pueden pasar fácilmente 1,5 amperios
  • No, con un BJT NPN siempre hay un acto de equilibrio en torno a la corriente base, etc. Los MOSFET son dispositivos impulsados ​​por voltaje, funcionan con menos problemas

Algunas de sus suposiciones son correctas. Esta respuesta proporciona una mejor manera, y estoy seguro de que hay otras.

Gracias, esto es muy útil y buscaré las especificaciones de ese dispositivo, no pude encontrar algo así, así que esto es muy útil.
Las especificaciones del dispositivo se encuentran en la hoja de datos vinculada en la respuesta anterior, feliz de haber sido de ayuda.
El IRLML2502 es una buena sugerencia, pero su circuito no lo es. Puede conducir ese FET con 3.3 V en la puerta, pero no quiere bajar más. Su R2 y R1 forman un divisor de voltaje que reduce severamente el control de la puerta. en este caso, reemplace R2 con un corto y pierda R1 por completo, básicamente controle la puerta directamente desde una salida CMOS digital. Ponga un pulldown de 10 kOhm en la puerta si quiere asegurarse de que se active. De esa manera no interferirá con el funcionamiento normal.
Gracias @OlinLathrop. Supongo que quiero el menú desplegable por seguridad, ya que parece que encender el dispositivo a la mitad por accidente haría que se sobrecalentara muy rápidamente...
@John: puede usar un menú desplegable si lo desea, pero no lo coloque en el lado de la puerta de ninguna resistencia en serie, ya que atenuará la señal de la puerta durante el funcionamiento normal. En este caso, la resistencia adicional deliberada de la compuerta es innecesaria de todos modos, por lo tanto, active la compuerta directamente desde la salida lógica CMOS y coloque un pulldown débil en la línea, como 10 kOhms.
@OlinLathrop Lo entiendo. Estoy pensando que si accidentalmente defino el pin del microcontrolador como una entrada, no tengo claro cuál será el voltaje, por lo que es mejor estar seguro por el costo de una resistencia.
@OlinLathrop Tengo un montón de placas basadas en IRLML2502 que se encienden bastante sólidamente con 2.0 a 2.4 voltios (2x NiMH, hasta el agotamiento) en la puerta. El divisor de voltaje va a dar como resultado 3,297 voltios, que está muy por encima del mínimo caracterizado de 2,5 voltios Vgs de la hoja de datos. Sin embargo, es justo no aplicar innecesariamente un divisor cuando se puede evitar fácilmente. La resistencia de la puerta permanece ya que prefiero no exponer un pin MCU directamente a una puerta potencial corta, pero eso depende del OP.
@AnindoGhosh bueno, aceptaré consejos sobre lo que es mejor...
@JohnBurton Solo podría dar consejos coloreados por lo que paranoico-yo considera seguro y lo que me ha funcionado. Olin también trae una buena cantidad de experiencia a la mesa, y aceptaría su consejo en áreas en las que no confío. Finalmente, usted es quien debe decidir para sus propósitos.
No es fácil para mí saberlo. Me imagino que, como esto es solo para un pequeño proyecto de hogar, probablemente no importe demasiado de cualquier manera. ¡Es más probable que lo rompa de otras 100 formas por accidente! Gracias por toda la ayuda y la discusión, me ha dado ganas de construir esto ahora :)
@Anindo: ahora veo que su menú desplegable es de 100 kOhm, pero de alguna manera lo vi como 100 Ohms antes. Estoy de acuerdo en que 100 kOhms no importa. En cuanto a la resistencia en serie de 27 ohmios, no veo que haga ningún daño, pero no tiene mucho sentido, especialmente si la intención es proteger el procesador de un cortocircuito en la puerta. Si tiene una puerta corta, ya tiene una falla de hardware de todos modos y la placa no es buena. A menos que tenga algo inusualmente costoso manejando la puerta, no lo diagnosticará en este nivel y reemplazará el FET.
@OlinLathrop ¡Un menú desplegable de 100 ohmios! Puedo ver por qué eso causaría conmoción y asombro :-)
@OlinLathrop No entiendo el punto de R2, dado que son 27 ohmios. 3.3v/27R es 122ma, lo que parece mucho para extraer del pin de datos de una MCU. Los Arduinos, por ejemplo, tienen una corriente máxima de pines de datos de 40 ma antes de que se produzcan daños. ¿No sería mejor 180R asumiendo que tiene limitaciones similares a las del arduino, debería obtener 3.29v y 18ma en la puerta? Todavía estoy aprendiendo, así que espero haberme perdido algo realmente obvio.
@ hamsolo474 La unión de puerta a tierra del MOSFET es casi una resistencia infinita, ya que la corriente continua a través de R2 será insignificante. Tal vez esté modelando la unión de la puerta como un cortocircuito.

El primer pensamiento es este circuito: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

La MCU encenderá o apagará el BC547 (prácticamente cualquier NPN lo hará) y esto aplicará (o eliminará) 12V a la puerta del FET del canal P. Necesitará un fet de canal P con baja resistencia. 0.1 Rds (encendido) disipará menos de 0.2 W, por lo que es un buen punto para comenzar a buscar el FET.

Si está cambiando en los 100 de hercios, entonces 10k de puerta a fuente está bien para el FET, pero si está en la región de varios kHz, un valor de 1k sería mejor.

Posiblemente IRLML5203 sea una opción decente: tiene 0,098 ohmios Rds (encendido), 30 V máx., 3 A máx. y es SOT23

Esto es más o menos lo que estaba pensando. Gracias por el consejo y el diagrama :)
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