PIR-Sensor löst P2N2222 nicht aus

Ihr Problem ist, dass der Transistor auf der hohen Seite liegt und Sie ihm nur 3,3 V an der Basis geben. Da Ihr Basis-Emitter-Übergang ungefähr 600 mV haben muss, damit Strom vom Kollektor zum Emitter fließen kann, kann Ihr Transistor am Emitter nichts höher als 3,3 V - 0,6 V = 2,7 V haben, was nicht ausreicht Schalten Sie Ihre LEDs ein.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Ein besserer Weg, dies zu tun, ist wie folgt:

^{Simulieren Sie diese Schaltung}

Auf diese Weise ist der Emitter des Transistors direkt mit Masse verbunden, sodass der Transistor in die Sättigung gehen kann, wenn das Signal auf seinem hohen Pegel ist, und der Transistor hat einen geringen Spannungsabfall (etwa hundert Millivolt) vom Kollektor zum Emitter. Das bedeutet, dass Sie fast 12 V an Ihrem LED-Modul haben, genug, um es mit Strom zu versorgen.

Stellen Sie sich das so vor: Wenn Ihr Transistor im ersten Schema im Sättigungsmodus wäre, hätten Sie ungefähr 0,1 V zwischen Kollektor und Emitter, und daher wäre die Emitterspannung nahe 12 V, höher als 3,3 V, und die Basis-Emitter-Übergang wäre in Sperrichtung vorgespannt. Da ein in Sperrrichtung vorgespannter Basis-Emitter-Übergang bedeutet, dass sich der Transistor nicht im Sättigungsmodus befindet, ist dies ein Widerspruch, und die anfängliche Annahme (der Transistor befindet sich in Sättigung) muss falsch sein.

Nun, bis zu diesem Punkt bin ich davon ausgegangen, dass der Transistor beim Betriebsstrom ein hohes β (auch bekannt als h _{FE ) hatte, was, wie Tony Stewart in den Kommentaren betonte, nicht korrekt ist.} Der 2N2222 wird bei 500 mA nur ein β von etwa 30 oder weniger haben, was bedeutet, dass er sich im vorwärtsaktiven Modus und nicht in der Sättigung befindet. Transistoren im Vorwärtsmodus haben einen höheren Spannungsabfall zwischen Kollektor und Emitter, was eine höhere Verlustleistung bedeutet, als im Sättigungsmodus. Nun, eine offensichtliche Lösung hier ist, β zu erhöhen, was Sie wie folgt tun können:

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Diese Konfiguration wird als Darlington-Paar bezeichnet. Q2 ist hier eher ein TIP31-Transistor als ein weiterer 2N2222 für die Leistungsfähigkeit; Q2 verbraucht deutlich mehr Leistung als Q1, daher sollte es idealerweise ein Transistor mit höherer Nennleistung sein. Die Verwendung eines zweiten 2N2222 kann funktionieren, aber ein TIP31 ist für die Aufgabe besser geeignet.

Alternativ können Sie sich die Antwort von Tony Stewart unten ansehen. Diese Schaltung ist nicht ganz so einfach und erfordert die Verwendung eines MOSFET (von dem Sie erwähnen, dass er Schwierigkeiten hat, in kleinen Mengen zu kommen), hat jedoch einige deutliche Vorteile gegenüber den in dieser Antwort vorgestellten, z. B. geringere Leistungsverluste bei höheren Eingangsspannungen .

Wenn Sie sich das Datenblatt des HC-SR501 ansehen, werden Sie feststellen, dass dort ein 3,3-V-TTL-kompatibler Logikpegelausgang steht, jedoch 1K-Serie R (für ESD-Schutz) hinzugefügt wird, also keine echte TTL-Ausgangsimpedanz mit positiver Logik 1 = erkannter Mensch. Für diese beiden Kriterien müssen Sie also einen invertierenden FET-Schalter mit Low-Side-Schaltung (-) verwenden, um ihn nicht invertierend zu machen, dh LED leuchtet bei hohem Eingang.

Die Frage ist, wie niedrig muss RdsOn sein, wenn Vth <= 1,5 V angenommen wird? 10 Ω 1 Ω 0,1 Ω ?

Ich weiß, dass Ihre LEDs 3 V bei 500 mA = 1,5 W einen äquivalenten ESR von ~ 1 / 1,5 W = 0,6 Ω x3 = 2 Ω haben und die Reihen-Rs auf LED-Streifen ca. (14 V - 3 * 3 V) / 500 mA = ca. 10 Ω betragen müssen. gesamt. und 2,5 W = Pd-Gesamtverlust bei 7 W, die mit einer Kfz-Bereichsversorgung von 12 bis 14,2 V möglich sind.

Wir ziehen aus thermischen Gründen in Betracht, RdsOn auf etwa <=5% der Last oder Pd von 1/4W für diesen Typ zu schalten. Sie können also sehen, dass bei einer 1k-Serie zu einem Emitterfolger 3,3 V niemals an einer 10-Ohm-Last funktionieren, selbst wenn dies der Fall wäre 12V+1k Logik und ein hFE von 100. (DFM-Regeln)

Somit sind 5% der 10,6-Ω-ESR-Last von Stripleds 50 mΩ, was mehr oder weniger der Bereich ist, den ich für Ihren Nch enh-MOSFET wählen würde, der Drain auf LED - und LED + auf V + schaltet, was von 12 bis 14,2 V reicht

Endgültige Antwort

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