BJT-Schalter vs. Verstärkermodus

Ah, die Freuden, eine zufällige Schaltung im Internet zu finden, die zufällig eine raffinierte Präsentation hat. Dies ist eigentlich aus mehreren Gründen ein sehr schlechtes Design.

Zuallererst hätte der Autor einen Widerstand zwischen D10und den Kondensator einbauen sollen, was ihm erlaubt hätte, einen viel kleineren Kondensator zu verwenden, um die von ihm benötigte Grenzfrequenz zu erhalten. Der V _EE- Pin eines LCD benötigt nur eine winzige Strommenge. So wie es ist, verlässt er sich auf die Ausgangsimpedanz des Arduino-Pins, um den Strom in/aus dem Kondensator zu begrenzen, was eine sehr schlechte Praxis ist.

Zweitens wird der Transistor in einem gemeinsamen Emittermodus verwendet, nicht in einem Emitterfolger. Die Verwendung von zwei Widerständen, wie er es tut, macht nicht viel Sinn.

Warum wird im Helligkeits-Pin kein einfacher Kondensator verwendet, ähnlich wie im Kontrast-Pin?

Zwei Gründe:

1. Der Arduino-Pin allein kann den von der Hintergrundbeleuchtung benötigten Strom nicht verarbeiten. Der Transistor sorgt für die notwendige Stromverstärkung.

2. In diesem Fall besteht das Ziel nicht darin, das PWM-Signal in einen DC-Pegel umzuwandeln, sondern es zum schnellen Ein- und Ausschalten der Hintergrundbeleuchtungs-LED zu verwenden, um die scheinbare Helligkeit zu ändern.

Arbeitet der BJT im Emitterfolger in linearen oder Sättigungszonen?

Wie gesagt, das ist kein Emitterfolger. Aufgrund des Widerstands im Emitterschenkel arbeitet es jedoch an der Schwelle zwischen linearen und gesättigten Zonen.

Warum verwirft der Autor die Basis-Emitter-Spannung (0,6 V) in seinen Berechnungen?

Ich nehme an, wenn Sie "verwerfen" sagen, meinen Sie "ignorieren". Gute Frage, obwohl es in dieser Situation wirklich die Kollektor-Emitter-Spannung wäre. Wenn er eine Schaltungskonfiguration verwenden würde, bei der der Transistor definitiv in Sättigung wäre, wäre diese Spannung relativ klein (etwa 0,3 V), aber immer noch signifikant.

Die Schaltung wäre besser, wenn der Emitter des Transistors direkt mit Masse verbunden wäre und der Widerstand R1 im Pfad zwischen dem Kollektor von Q1 und dem LED-Pin des Displays platziert wäre.

Der Kontraststift von LCD-Displays ist normalerweise ein Knoten mit ziemlich hoher Impedanz. Es könnte direkt von einem PWM-Ausgang eines Mikrocontrollers angesteuert werden, der dann mit einem Widerstand in Reihe und einem Kondensator gegen Masse tiefpassgefiltert wird. 100 µF, wie in Ihrem Schema gezeigt, scheinen für diesen Zweck extrem zu sein, aber wir wissen nicht, was genau den D10-Punkt antreibt.

Ein Transistor wird verwendet, um den "Helligkeits" -Strom zu steuern, der anscheinend wirklich eine LED-Hintergrundbeleuchtung ist. Das kann erheblichen Strom verbrauchen, daher ist es nicht gut genug, nur einen digitalen Ausgang mit einem RC-Tiefpass zu filtern. In diesem Fall scheinen Q1 und R1 als kontrollierte Stromsenke verwendet zu werden, obwohl das Hinzufügen von R2 eine zweifelhafte Wahl ist.

LEDs lassen sich mit PWM einigermaßen helligkeitsmodulieren. Wenn schnell genug, wie einige 100 Hz, werden Ihre Augen die durchschnittliche Helligkeit gut genug wahrnehmen. Dies vereinfacht die Ansteuerelektronik, die nur den vollen Strom oder keinen Strom liefern muss. Das Tastverhältnis der Pulse bestimmt dann die wahrgenommene Helligkeit. Ein Tiefpassfiltern dieser Impulse, wie es ein Kondensator tun würde, würde den Zweck teilweise zunichte machen, da es zu einer Dissipation in der Ansteuerelektronik kommt. Reine Schalter verbrauchen keine Leistung. Leistung ist Spannung mal Strom. Wenn der Schalter geöffnet ist, ist der Strom durch ihn Null. Wenn der Schalter geschlossen ist, ist die Spannung über ihm Null.

Ich würde vermuten, dass der Kondensator nicht so gut funktionieren würdeaufgrund des Spannungsabfalls an der LED für die Hintergrundbeleuchtung. Stellen Sie sich das so vor: Das Dimmen wird mit dem BJT erreicht, indem die LED mit unterschiedlichen Raten ein- und ausgeschaltet wird, während die Caps-Methode darin besteht, die Spannung zu senken und somit den Strom zu reduzieren. Wenn Sie jetzt mit der Kappe das PWM-Tastverhältnis senken, sinkt die maximale und minimale Spannung an der Kappe und somit sinkt die Helligkeit, aber ich glaube einfach nicht, dass Sie aufgrund des Spannungsabfalls einen großen Bereich möglicher Dimmstufen erreichen werden von Die Diode begrenzt die Kondensatormethode ... Die maximale Spannung an der Kappe muss ausreichen, um sie einzuschalten. Wie beim bjt wird es die volle Bandbreite des pwm haben. In Bezug auf "Verwerfen der Basis-Emitter-Spannung (0,6 V) in seinen Berechnungen" bin ich mir nicht sicher, auf welche Berechnung Sie auf der Website zurückgreifen. Wählen Sie R2?