У меня есть 3 автомобильных реле 12VDC / 40A ( таблица данных ), которые я хочу использовать с моим Arduino. Основываясь на уроке, которому я следую ( ссылка ), мне нужны транзистор, резистор и диод. Я не инженер-электрик, поэтому я не уверен насчет деталей и расчетов, которые я сделал.
Для начала сопротивление катушки реле составляет 90 + -10% Ом на таблицу. Поэтому я продолжаю вычислять текущий поток.
Напряжение = Сопротивление * Ток
Ток = Напряжение / Сопротивление
Ток = 12/90
Ом ток = 133 мА
Для транзистора я могу получить 2N3904 или 2N4401. На данный момент я должен рассчитать сопротивление для базы транзистора. В учебнике его следующим образом
hfe = Ic / Ib
Ib = Ic / HFE
Ib = 0,03 А / 75 Ib = 0,0004 А => 0,4 мА
R1 = U / Ib
R1 = 5 В / 0,0004 А
R1 = 12500 Ом
Лист данных 2N3904 гласит, что H (fe) составляет 30-300 при lc = 100 мА (у меня 130 мА) и Vce = 1 В. На данный момент я понятия не имею, что происходит, поэтому мне нужна помощь.
Изменить: вот что я закончил. RLY1 на рисунке 12VDC / 40A ( ссылка )
Ответы:
Давайте разработаем для худшего случая, это хорошая практика.
Вы можете рассчитать Ib сейчас:
Теперь давайте посчитаем сопротивление базовой серии. Это равно напряжению на резисторе, деленному на ток через него. Ток через резистор такой же, как и ток базы. Напряжение на нем равно напряжению шины (5 В), уменьшенному на напряжение базы-эмиттера транзистора V (CE, SAT).
При всей наихудшей разработке до настоящего момента, давайте на этот раз просто округлим ее до ближайшего значения резистора E12, равного 1 кОм (или 820 Ом для наихудшего случая, оно будет работать с любым из них).
источник
Вы правы в том, что катушке реле требуется 133 мА номинал. Тем не менее, это не самый худший случай, и это предполагает 12 В на катушку. Тем не менее, это хорошее место для начала, тогда мы все равно добавим коэффициент в 2 раза позже.
Допустим, минимальный гарантированный коэффициент усиления используемого транзистора составляет 50. Это означает, что базовый ток должен быть не менее 133 мА / 50 = 2,7 мА. Если ваш цифровой выход составляет 5 В, тогда на базовом резисторе будет около 4,3 В после учета падения BE транзистора. 4,3 В / 2,7 мА = 1,6 кОм. Чтобы оставить запас, используйте примерно половину этого. Общее значение 820 Ом должно быть хорошим.
Теперь проверьте еще раз, что должен обеспечить цифровой выход. 4,3 В / 820 Ом = 5,2 мА. Многие цифровые выходы могут быть источником этого, но вы должны проверить, что ваш может. Если это невозможно, вам нужна другая топология.
источник
Так как вы используете транзистор в конфигурации с насыщенным переключением, все в порядке, если вы накачиваете в деталь больше базового тока, чем фактически требуется для величины тока коллектора, который вы намерены пропустить через устройство от катушки реле.
Это практический предел максимального базового тока, который вы можете ввести в случае 2N3904 / 2N4401. Этот предел не всегда четко указан в технических паспортах на детали, но по опыту могу сказать, что он находится в диапазоне 5-> 6 мА.
Для схемы переключения вы можете планировать минимальный гарантированный Hfe плюс запас. Допустим, вы выбрали 25 как наихудший вариант работы Hfe. При необходимом токе коллектора 133 мА и Hfe 25 ток рабочей базы составит 5,32 мА. Это, кажется, в области ОК для этих типов транзисторов.
Похоже, что вы намерены управлять базой от 5V сигнала. С номинальным Vbe 0,7 В, который оставляет вас с падением напряжения 4,3 В на базовом резисторе. Сопротивление для ограничения тока до 5,32 мА при 4,3 В составляет приблизительно 800 Ом. Используйте базовое сопротивление 820 Ом.
Конечная нота Если вы управляете этим напрямую с выходного контакта MCU, MCU может не иметь возможности подать 5,32 мА при уровне выходного сигнала 5 В. Таким образом, выход MCU снизится с 5В. Это немного снизит базовый ток, но, поскольку мы рассчитали с использованием наихудшего случая Hfe, релейный привод все равно будет работать для большинства транзисторов, которые вы возьмете из пакета.
источник
Однако вам необходимо решить, может ли цепь, управляющая базой, непрерывно подавать ток, который вы выбрали. Опять же, лист данных проинформирует вас, и вы не хотите идти слишком близко к этому номеру, иначе вы можете снизить надежность чипов.
Есть и другое соображение тоже. Многие устройства CMOS заявляют, что максимальный выходной ток составляет, скажем, 20 мА, НО они также указывают максимальный ток мощности, скажем, 100 мА. Это хорошо, если чип управляет 3 выходами, но что, если чип является восьмеричным буфером. Реально проверьте токовый выход на контакт и дважды проверьте ток источника питания - это может быть ограничение, которое предотвращает выталкивание всех выводов o / p 20 мА.
источник
Ib = Ic / hfe (отлично)
Ib = 0,03 А / 75 Ib = 0,0004 А => 0,4 мА
Ммм! Ic = .13 A не 0,03, и я бы взял hfe равным примерно 50, а не 75. (как правило, транзисторы с малым сигналом имеют по крайней мере такой коэффициент усиления). Это дает Ib = 0,0026 или 2,6 мА.
Для входа 5 В падение напряжения на входном резисторе будет 5 - 0,6 В = 4,4 В (помните, что падение напряжения на базовом эмиттере должно быть около 0,6 В, прежде чем транзистор будет включен.) Это дает;
Теперь это действительно максимальное значение для базового резистора, поэтому выберите стандартное значение сопротивления ниже, скажем, 1k5 или даже 1k0.
источник
Я хотел бы поделиться этой ссылкой, она имеет хорошую информацию об использовании микроконтроллеров для взаимодействия с реальной электроникой. Посмотрите на часть 7 из микроконтроллерах Сопряжение Оглавлению
источник