Arduino.ru

вместо пакетов с библиотеками подать на d9 элементарную единицу и тыкать тестером в доступные места.

и сразу вопрос - что означает маркировка резисторов? действительно 0.22 и 0.1 ома?

Дааа.

1.
Вы выбрали крайне неудачный транзистор для этой цель. Напряжение насыщения ЭК у него может достигать 4В! Что же Вашему светодиоду останется? 1В? А ему вообще-то не менее  1,35В нужно!

2.
Как Вы считали резисторы? Этой же ужас какой-то! Например, резистор базы. Напряжение БЭ у этого транзистора до 2,5В (max).  Стало быть ток базы у Вас (минимальный) 2,5/22 = 114мА! Девятый выход ещё жив? Или выгорел? Да и для транзистора - это почти предел, у него абсолютный максимум тока базы - 120мА. Он ещё жив?

В общем, в таком виде возможно всё, от выгорания портов до внезапных перезагрузок и прочей нестабильности, а диоду при этом элементарно не хватает питания.

Я думаю, ТС так 22 и 100 Ом обозначил (по крайней мере в своём ответе ему из этого исходил) :-)

подаю единицу на d9. на ноги ик-светодиода приходит 3,89. но, похоже, что он все равно не загорается, через камеру телефона не видно.

что и где нужно померить?

по маркировке резисторов: R100 - это 100 Ом 

Евгений, посоветуйте, пжлст, как правильно выбрать транзистор?

Отключить цепь LED
Измерять:

1. 5v

2. Анод IR_LED

3 катод IR_LED

100 ом - это 100R или К10. А R100 - это 0,1 ома.

ну да, всего-то в 100 и 1000 раз наврал.

Сам-то светодиод живой? Подать без ардуин и транзисторов через резистор 220 (или 100) ом - светит? А поменять полярность?

 

Ну, хоть 2N2222А - самый ходовой транзистор в мире, наверное - его везде пихают.

И правильно рассчитать резисторы, сейчас у Вас там ужас - я уже писал - не транзистор, так вход ардуины - что-нибудь обязательно сгорит - не сразу, так чуть погодя. Вы умеете их считать-то?

Евгений!

судя по тому, что результат моего расчета - "ужас", значит не умею(( пытался опираться на методики, предложенные в интернете. если есть "правильный" вариант - прошу прислать ссылку

Сейчас я не могу, а завтра после обеда, я напишу Вам как они считаются - прямо на Вашем примере полный расчёт - от начала и до конца. Вы реально удивитесь насколько там всё просто - всё считается на знаниях из 8-класса средней школы, ничего больше не нужно.

Буду Вам очень благодарен!!

совсем не к спеху

только, если можно, сразу на примере транзистора 2N2222A - заказал их, должны к концу недели приехать

Цель этого поста не только и даже не столько посчитать включение Вашего транзистора, сколько показать Вам три вещи:

1. это очень просто;
2. все необходимые для этого знания не выходят за рамки средней школы (по крайней мере когда я в ней учился) и Вы их скорее всего знаете;
3. убедить Вас, что Ваша проблема не отсутствии знаний, а в боязни их применить – в отсутствии веры в себя и уважения к своим знаниям.

Нам потребуются «Закон Ома», «Правила Кирхгофа», «Закон Джоуля — Ленца» и основные понятия о работе транзистора. Всё это в объёме не превышающем среднюю школу, см., например, Аксенович Л.А. «Физика в средней школе»,  Минск, 2004. Я не буду пересказывать здесь определения этих понятий, считая, что Вы их знаете или можете узнать, хоть из приведённой книги. Есть один маленький кусочек знаний, которого в этой книге (и в школьной программе) нет, я скажу о нём в своё время, но он действительно маленький. Без него Вы бы ошиблись, но не так грубо, как это у Вас сделано.

Так что цель этого поста – не сообщить что-то новое, а убедить Вас не бояться применять те знания, которые у Вас есть.

Букв много :-( Ну, нету у моего таланта сестёр – один он у родителей :-(

Итак, поехали, Вы хотите управлять инфракрасным светодиодом TSAL6100 (здесь и далее ссылки в названиях деталей – ссылки на даташиты, откуда и берутся характеристики деталей) с пина Ардуино Нано (ATmega328P). Кроме того, Вы решили поставить параллельно инфракрасному светодиоду обычный светодиод (видимо, для визуального контроля?).

Рабочий ток TSAL6100 – 100мА, рабочий ток обычного светодиода, скажем 5мА (максимально – 20мА, но уже при трёх-четырёх он отлично светится, потому ограничимся пятью). Стало бы всего нагрузка требует 105мА, а максимально допустимый ток пина– 40мА (рекомендовано не превышать 20мА), потому Вы решили воспользоваться ключевым транзистором. Хорошее решение.

Схему Вы нарисовали почти правильно (если не считать номиналов резисторов), сравните с моей схемой ниже – я добавил только один резистор R4. Об этом резисторе (для чего он и какой именно ставить) мы поговорим в самом конце.

Мы уже определились какие токи должны идти через светодиод и через инфракрасный светодиод. Подпишем их на схеме. Также подпишем неизвестный пока ток базы.

Я обещал поговорить о резисторе R4 позже, так и сделаю, но пока скажу, он будет достаточно большим и ток через него будет значительно меньше, чем ток через транзистор, потому мы вполне вправе им пренебречь и считать, что через него ток не идёт вовсе. Если захотите, то после прочтения материала до конца, Вы будете вполне в состоянии пересчитать всё, учитывая его ток и убедиться, что ничего существенно не изменилось.

Что же касается тока базы, то этот тот самый «маленький кусочек знаний», которого нет в школьном учебнике. Там написано, что ток базы в β раз меньше тока коллектора (где β – коэффициент усиления транзистора – см. даташит), но это верно только для нормального усилительного режима работы транзистора. У нас же он работает в ключевом режиме (т.е. в режиме насыщения). В этом режиме коэффициент усиления значительно меньше паспортного значения. Хилл и Хоровиц советуют считать, что в режиме насыщения β не превышает 10.

Таким образом, коль скоро ток коллектора у нас 105мА, считаем, что ток базы должен быть 10,5мА. На этом и остановимся.

Теперь, давайте подпишем на схеме падения напряжения сначала там, где мы их знаем, а где не знаем – посчитаем). Зеленые линии - щупы мультиметра - показывают между какими точками записано напряжение.

Для линии A-B-C-D

- из даташита TSAL6100 мы видим, что при токе 100мА на нём падает («Forward Voltage») 1,35В (там же написано, что максимально до 1,6. Я написал 1,35, можете взять 1,6 и всё пересчитать).

- из даташита 2N2222A мы видим, что напряжение насыщения перехода коллектор-эмиттер («Collector-Emitter Saturation Voltage») для интересующих нас токов – максимум 0,3В.

Тогда, глядя на линию A-B-C-D, по правилу Кирхгофа для напряжений делаем вывод, что на резисторе R3 должно падать всё остальное напряжение, т.е. 5 – (1,35+0,3) = 3,35В

важное замечание: если бы Вы взяли транзистор TIP120, то обнаружили бы, что у него «Collector-Emitter Saturation Voltage» может доходить до 4В! Подставьте это в формулу из предыдущего абзаца и получите, что падение напряжения на резисторе оказалось бы отрицательным! Т.е. Вам тогда потребовался бы резистор с отрицательным сопротивлением! Именно потому я и сказал, что тот транзистор не подходит! конец важного замечания.

Для линии A-E-C-D

падение напряжения на светодиоде зависит от его цвета. В среднем от 1,8В для красного до 3В для белого. Я взял 2В – это достаточная точность для красных-зелёных-жёлтых

Тогда, глядя на линию A-E-C-D, по правилу Кирхгофа для напряжений делаем вывод, что на резисторе R2 должно падать всё остальное напряжение, т.е. 5 – (2+0,3) = 2,7В

Для линии F-G- D

Током через R4 мы договорились пренебречь, потому, смотрим даташит 2N2222A и видим, что падение напряжения на переходе база-эмиттер у него от 0,6В до 1,2В. Запишем по максимуму – 1,2В

Тогда, глядя на линию F-G- D, по правилу Кирхгофа для напряжений делаем вывод, что на резисторе R1 должно падать всё остальное напряжение, т.е. 5 – 1.2 = 3,8В

Ну, собственно, всё. Теперь мы знаем падения напряжения на всех резисторах и знаем токи, которые должны через них течь. Значит, по закону Ома мы можем посчитать их сопротивления, просто поделив напряжения на токи.

R1 = 3,8В / 10,5мА = 362Ω

R2 = 2.7В / 5мА = 540Ω

R3 = 3,35В / 100мА = 33Ω

При выборе реальных резисторов из номинального ряда (например, резистора в 362 ома не существует в природе) следует выбирать меньшие, а не большие, чтобы тока гарантированно хватило. Получаем из ряда Е24:

R1 = 360Ω

R2 = 510Ω

R3 = 33Ω

Осталось сделать одну очень важную вещь, о которой часто забывают – посчитать тепловые режимы всех деталей. Из закона Джоуля-Ленца мы знаем, что мощность, которая выделяется равна произведению тока на напряжение (или сопротивления на квадрат тока). Считаем сначала для резисторов

P_R1=360*0,0105²=0,04Вт

P_R2=510*0,005²=0,013Вт

P_R3=33*0,1²=0,33Вт

Откуда делаем вывод, что резистор R1 и R2 можно взять на 0,125Вт, а вот R3 надо брать на 0,5Вт. Хотя, конечно, надо понимать, что работать всё это будет очень редко и мало (только когда HIGH на базу будем подавать) так что и 0,25Вт (самые ходовые резисторы) не успеет нагреться, но это неправильно.

Теперь для транзистора. Через него течёт ток 105мА по переходу коллектор-эмиттер (напряжение 0,3В) и ток 10,5мА по переходу база-эмиттер (напряжение 1,2В). В сумме получаем

P_Q1=0,3*0,105 + 1,2*0,0105=0,044Вт

Смотрим в даташит транзистора и убеждаемся, что он в состоянии рассеять («Total Dissipation») как минимум 0,5 Ватта. Так что наши 44 милливатта для него копейки.

Собственно, всё, расчёт окончен. 

И чего Вы из этого не знали? Ведь всё знали, правда!

Теперь обещанное замечание о резисторе R4. В момент включения Ардуины, до тех пор, пока Вы не переведёте пин в OUTPUT, база транзистора будет по сути болтаться в воздухе никуда не подключённой. Возможны всякие глюки типа короткого вспыхивания светодиодов, т.к. база может поймать помеху (как антенна) и транзистор откроется. Чтобы этого не было ставят притягивающий резистор, который обеспечит ноль на базе в то время, пока Вы не обеспечите его сами. Номинал резистора выбирают от «в 10» до «в 100» раз больше, чем номинал резистора базы (R1). Именно потому мы и пренебрегали его током, что он достаточно большой. В означенных пределах можно ставить практически, что под руку попадётся. Общее соображение тут такое: чем резистор R4 меньше, тем более качественно он снимает помехи, но тем больший ток через него убегает на землю. В общем, если в схеме нет никаких дополнительных нюансов, то при нашем R1 равном 360 поставьте, скажем, 10кОм (или что там под руку попадётся) и не парьтесь.

Окончательная схема:

Осталось только дать ссылочку на расчеты, по которым у тебя этот транзистор оказался в насыщении.

Ну, осталось, так дайте :-)

Немного дополнительного жлобства к #13:

1. Если кратковременные вспышки светодиодов при подаче питания на устройство не ведут к каким-либо неприятным последствиям, резистор R4 можно исключить.

2. Т.к. каскад предназначен для редкой кратковременной подачи импульсных пакетов со скважностью значительно <100, мощности R3 0.25w будет вполне достаточно.

Оба жлобских пункта относятся исключительно к конкретному  применению в излучателе кодированных сигналов с пушпульным каскадом на входе. При других источниках сигнала и/или нагрузках их не следует применять без предварительного обдумывания.

=====

Мелкое замечание: формулировка "резисторы R1 и R4 образуют делитель напряжения перед базой" не слишком удачна. При сигнале 5 вольт на выходе делителя было бы 4,8 вольта - а в реале у нас меньше вольта.

   

 

Да, действительно, много было букв, под конец заговариваться начал. Сейчас уберу, если ещё можно, чтоб читателю мозг не выносить.

А по другим пунктам, ну, я ж как-то пытался общий подход показать :-)

Вот что сразу чувствуется в материалах, что ЕвгенийП, что Кухтецкого, так это академический подход, умение четко, ясно и последовательно излагать суть вопроса!

Что касается существа темы.

Сейчас рассмотрен самый простой вариант, и в общем понятно, что для лазертага дальность работы дело не последнее. Для примененного ИК-излучателя 100 мА не предельный ток работы, а допустимый непрерывный, т.е. наращивая ток дальность можно увеличить. До какой степени можно наращивать ток требует детализации времен самой посылки и ... коррекции схемы, с тем, чтобы при зависании МК все это дело не сгорело.

Т.е. еще есть куда двигаться.

наращивать можно не особо высоко: это не кремний, и резкий спад допустимых тока и мощности заявлен уже при 60 градусах, а предельная операционная температура - 85 гр.

ну да - если вспомнить, что сейчас мы стоим на точке "Через камеру телефона не видно, что ИК-светодиод загорается"

Когда задавал вопрос, не надеялся, что мне помогут еще и разобраться, и объяснят как там все живет. 
ЕвгенийП, спасибо большое!! Да, все понятно. Но, смею заверить, не все, что Вы рассказали я знал. Когда сам пытался рассчитать ключ, что-то не знал (например, что коэффициент транзистора нужно брать 10, а не 1000, как в даташите), а что-то банально не понимал. Да, базовых знаний критично не хватает, и поэтому еще раз Вам большое спасибо, что так подробно, наглядно и понятно все объяснили. 
ВН, действительно, дальность важна, соответственно, можно будет повышать мощность на ик-светодиоде. Теперь смогу правильно подобрать резисторы и под другие условия. 

SLKH, да, я далеко не спец в электротехнике, я больше по программированию. Но мне интересно, и поэтому ставлю перед собой задачи несколько выше, чем мой уровень. 

Сегодня должны приехать новые транзисторы, перепаяю, о результатах расскажу.

светодиод проверил? (#8)

что не кремний это точно, так что остается смотреть на времена посылок, условия охлаждения и прочую канитель. 

почему-то ничего не получилось.

1. перепаял новый транзистор и резисторы с посчитанными номиналами - ик-светодиод не загорается

2. выпаял ик-светодиод, подключаю просто от 5в через резистор - светодиод загорается

 

А параллельный обычный светодиод загорается?

Чудес не бывает. Значит транзистор не открывается - перепутали его выводы? Точно не перепутали?

Запустите схему, подайте HIGH на пин, замерьте напряжение в КАЖДОЙ точке относительно земли. И выложите сюда рисунок схемы с обозначенными на ней измеренными напряжениями. Посмотрим.

Мужи-братия, спасибо всем большое!!

последняя проблема была в том, что резистор, перед ик-светодиодом перегорел, видимо, во время прошлых экспериментов. перепаял резистор, и все заработало

ЕвгенийП, Вам еще раз отдельное спасибо!!

Резистор перегорел, а светодиод выдержал? Ничеси.

Не такая уж это схемная редкость, когда резистор используется в качестве предохранителя или индикатора нештатных перегрузок.