9-Volt-Batterie, die mit einem Transistor verbunden ist, der LEDs mit Arduino steuert

Ich versuche, meinem Desktop-Gaming-Computer ein benutzerdefiniertes LED-Beleuchtungssetup hinzuzufügen. In diesem Setup möchte ich, dass kleine LED-Sets getrennt von anderen Sets eingeschaltet werden können. Dies ist so, dass ich verschiedene Sets zu unterschiedlichen Zeiten einschalten kann, um eine "Lichtshow" zu machen.

Ich verwende die digitalen E/A-Pins eines Arduino , um einen Transistor (BC547B) zu steuern, der die LEDs von einer 9-Volt-Batterie mit Strom versorgt. Die LEDs haben eine Nennspannung von 1,9 V und ich habe mehrere Sätze von 5 LEDs (5 * 1,9 = 9,5 - kein Widerstand erforderlich ... richtig?) In Reihe geschaltet, und diese "mehreren Sätze" müssen parallel geschaltet werden.

Aufgrund eines einfachen Mangels an Transistoren verbinde ich jedoch vorübergehend (bis ich mehr Transistoren bekomme) 2 Sätze der 5 LEDs pro Transistor. Verwirrt? Lassen Sie mich dies in einem Schaltplan mit nur 1 Transistor zusammenstellen (in der endgültigen Version wird es mehr geben):

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Also, im Grunde ist das Problem, wenn ich Pin 5 auf meinem Arduino einschalte, leuchten die LEDs nicht. Warum ist das? . Ich mache hier vielleicht etwas falsch, aber wenn ich es tue, kann ich es nicht herausfinden.

Hier ist der temporäre Code für den Arduino, den ich verwende, nur für den Fall, dass ihn jemand sehen möchte:

void setup() {
    pinMode(5, OUTPUT);
}

void loop() {
    digitalWrite(5, HIGH);
    delay(1000);
    digitalWrite(5, LOW);
    delay(1000);
}

Alles, was es tut, ist, Pin 5 einzuschalten, eine Sekunde zu warten, ihn auszuschalten, eine Sekunde zu warten und zu wiederholen.

Danke im Voraus.

PS Entschuldigung für den umständlichen Titel.

BEARBEITEN:

Ich sollte auch anmerken, dass ich in dieser Art von Zeug sehr neu bin. Ich mache das für eine Art Lernprojekt (und damit mein Computer cool aussehen kann).

Ich nehme meine Flagge zurück. Dies erfordert eine eingehendere Antwort. Außerdem +1 für das Stellen einer klaren Frage mit einem guten Schema, Code, guter Grammatik und einer gründlichen Erklärung!
Sie haben zu viele LEDs in Reihe für Ihre 9V. Versuchen Sie es mit 3. Verwenden Sie Ihren Follower nicht, da das Mikro nicht genügend Volt liefert, um ihn anzutreiben. Verwenden Sie einen offenen Kollektor und führen Sie eine ordnungsgemäße Stromsenke für die Seriensaiten durch.

Antworten (1)

Zunächst einmal wird das ganze "5 * 1,9 V = 9,5 V -> kein Widerstand erforderlich" nicht funktionieren. Die Durchlassspannung ist nicht genau und Ihre 9V auch nicht. Hier ist eine Erklärung, warum Durchlassspannung == Versorgungsspannung ein Problem ist . Außerdem wird an Ihrem Transistor ein Spannungsabfall auftreten.

Ihre Schaltung hat viele Probleme.

  1. Um den Transistor einzuschalten, müsste der Arduino 5 * 1,9 V + ~ 0,7 V = ~ 10,2 V ausgeben. Die Arduino-Pins geben 5 V aus, also ist das auf Anhieb ein No-Go. Wenn Sie den Emitter erden und die LEDs mit dem Kollektor verbinden, funktioniert das viel eher.

  2. Ihr Transistor benötigt einen Basiswiderstand, um den Strom durch ihn zu begrenzen. Sie riskieren, Ihren Arduino und Ihren Transistor zu beschädigen. Wenn Sie den Transistor sättigen (was Sie tun möchten, damit er sich wie ein Schalter verhält), liegt die Basis bei ~ 0,7 V. Ohne einen Basiswiderstand treibt der Arduino-Pin diesen auf 5 V und eine ganze Menge Strom fließt in die Basis und verbrennt den armen Arduino. Daher ist ein Basiswiderstand erforderlich; Sein Wert hängt davon ab, wie viel Strom Sie durch die LEDs und die Stromverstärkung des Transistors wollen. Ohne zu rechnen, ist wahrscheinlich etwas zwischen 220 Ω und 1 kΩ gut.

  3. LEDs oder parallel geschaltete LED-Stränge benötigen einzelne Widerstände. Auf dieser Website gibt es viele Antworten, die den Grund genauer erklären können. Grundsätzlich unterscheidet sich die Netto-Durchlassspannung über verschiedene LED-Stränge, was zu einem Stromungleichgewicht führt. Mathematisch, v s − n v f ich f = R , wo v s ist deine Versorgungsspannung, n ist die Anzahl der LEDs in einem Reihenstrang und v f , ich f sind die LED-Durchlassspannung bzw. der gewünschte Durchlassstrom.

  4. Wenn Sie dies zum Laufen bringen, ist Ihre 9-V-Batterie wahrscheinlich nicht ausreichend (9-V-Batterien haben eine sehr geringe Kapazität und eine geringe Stromfähigkeit). Ein 9V Steckernetzteil oder ähnliches wäre viel sinnvoller. Außerdem ist dieser Transistor nur für maximal 100 mA Kollektorstrom ausgelegt. Ein paar LED-Stränge werden das überschreiten und Ihr Transistor wird geröstet. Ein größerer Transistor oder besser noch ein schöner bulliger MOSFET stellt sicher, dass Sie viele LEDs sicher schalten können. Für einen einzelnen Strang oder vielleicht zwei ist dieser Transistor in Ordnung. Wenn Sie ein 12-V-PC-Netzteil verwenden, ist das in Ordnung, aber stellen Sie sicher, dass Sie Ihre Strombegrenzungswiderstände mit 12 V anstelle von 9 V berechnen.

Verwenden Sie also vier LEDs in Reihe und einen geeigneten Strombegrenzungswiderstand, ändern Sie die Anschlüsse des Transistors und fügen Sie einen Basiswiderstand hinzu. Damit solltest du zumindest anfangen.

OK danke! Ein paar Fragen aber. Erstens, für Punkt 2, wo muss dieser Widerstand hin? Am Basisstift des Transistors? Wollen Sie für Punkt 3 auch sagen, dass ich vor jedem LED-Strang einen Widerstand brauche? Und ja, die 9-V-Batterie war vorübergehend; Das habe ich vergessen zu erwähnen. Ich plane, nur an einen 12-V-Molex-Anschluss an der Stromversorgung meines Computers anzuschließen.
Ja, der Basiswiderstand geht zwischen der Basis und dem ATmega. Und ja, Sie benötigen einen Widerstand in Reihe mit jedem LED-Strang, um den Strom zu begrenzen. Ich werde meine Antwort erweitern, um einige Ihrer Fragen abzudecken.
zu Punkt 4: Sollen die LEDs mit relativ geringem Tastverhältnis geblitzt werden, hilft vielleicht ein großer Elko parallel zur Batterie. Stellen Sie nur sicher, dass Sie einen mit 15 V oder mehr (dh überdimensioniert) erhalten.
Ok, also noch eine Frage: Wie hoch wäre der Widerstandswert des in Punkt 3 genannten Widerstands? Unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes über die von Ihnen angegebene Gleichung wäre es (9 - 9,5) / 0,04 = -12,5 . Der Wert von 0,04 wird für den Durchlassstrom verwendet, da jede LED mit 20 mA bewertet ist und ich 2 Stränge parallel habe, sodass der Gesamtdurchlassstrom 40 mA oder 0,04 A beträgt.
Ja, das ist ein Hinweis, warum Sie nicht 5 LEDs in Reihe verwenden sollten. Wie ich bereits sagte, sollten Sie für jeden Strang einen separaten Widerstand haben. Wenn Sie also 4 LEDs in Reihe mit einem Widerstand verwenden würden, wäre die Mathematik (9 V - 4 * 1,9 V) / 20 mA = 70 Ω.
9-Volt-Batterie, die mit einem Transistor verbunden ist, der LEDs mit Arduino steuert
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