एलईडी पट्टी को चालू करने के लिए एक माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करना

Question

मेरे पास 60 एलईडी हैं जो एक स्ट्रिप में आए थे । एलईडी पट्टी की एक मीटर लंबाई के लिए निम्नलिखित की आवश्यकता होती है:

• 400 मिलीमीटर
• 12 वोल्ट

मैं इन एलईडी को माइक्रो कंट्रोलर से नियंत्रित करना चाहता हूं। मैं एक TIP120 और एक रास्पबेरी Pi का उपयोग करने के बारे में सोच रहा हूं ।

एक raspberryPi GPIO पिन लगातार 50 मिलीमीटर उत्पादन कर सकता है। (अपडेट: यह सच नहीं है, नीचे देखें)

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मैं एक शुरुआती हूं, और मुझे यकीन नहीं है कि मैं यह सही ढंग से कर रहा हूं। मेरी सभी गणनाएं इस ब्लॉग पर पढ़ी गई चीजों पर आधारित हैं ।

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गणित

आधार वर्तमान:

TIP120 में lc = 250 * lb का एक कलेक्टर करंट है, इसलिए मुझे 1.6 mA के बेस करंट की आवश्यकता होगी।

(1.6mA * 250 = 400)

रास्पबेरीपीआई को बेस करंट से कोई समस्या नहीं होनी चाहिए

आधार अवरोधक:

मुझे यह सुनिश्चित करने के लिए काफी कम अवरोधक की आवश्यकता होगी कि TIP120 बेस संतृप्त रहे लेकिन रास्पबेरीपी को अधिभार नहीं देने के लिए 50 एमए से कम रहता है।

मैंने जिस ब्लॉग का उल्लेख किया है, उसके अनुसार, मैं वेब (सत्) को देखकर आधार प्रतिरोध का पता लगाता हूं। आकृति 2 देखें।

जहाँ Vbe (sat) x अक्ष पर 400 है, वहीं संग्राहक धारा y अक्ष पर लगभग 1.3 है।

अगर raspberryPi 3.3 वोल्ट का आउटपुट देता है, तो 2 वोल्ट
(3.3 - 1.3) की वोल्टेज ड्रॉप होती है

तो मेरी गणना के अनुसार, मुझे 4 और 40 ओम के बीच एक अवरोधक की आवश्यकता है R = V / I
2 / (0.05 A) = 40 ओम
2 / (0.50 A) = 4 ओम
(अपडेट: गलत, प्रश्न के नीचे देखें)

मैं अभी भी अपने आप को एक शौकिया मानता हूं और मैं अपने सिर के ऊपर थोड़ा सा हूं।

• क्या ये गणना सही लगती हैं?
• TIP120 काम करेगा? (किसी भी अन्य सुझाव का स्वागत है)
• क्या कोई अन्य विचार है जो मुझे अपने योजनाबद्ध के लिए ध्यान में रखना चाहिए?

अपडेट करें

जैसा कि उत्तर में कहा गया है, मैंने 10 के कारक द्वारा मिलीप रेटिंग को टाइप किया है। मुझे कहना चाहिए:
2 / (0.005 ए) = 400 ओम
2 / / (एएबी ए) = 40 ओम

अपडेट २

ऐसा प्रतीत होता है कि रास्पबेरी पाई पर अधिकतम वर्तमान पिन के बारे में कुछ अस्पष्टता है। सुरक्षित होने के लिए, मुझे लगता है कि यह 8 एमए है।

/raspberrypi/9298/what-is-the-maximum-current-the-gpio-pins-can-output

/raspberrypi/1130/what-is-the-nominal-gpio-pin-output-current

अपडेट ३

Ada फ्रूट ने माइक्रो कंट्रोलर के साथ LED स्ट्रिप को नियंत्रित करने के तरीके पर एक शानदार ब्लॉग लेख लिखा। वह STP16NF06 या TIP120 की सिफारिश करती है

https://learn.adafruit.com/rgb-led-strips/usage

Comments

मुझे नहीं लगता कि GPIO पिन 50 mA का स्रोत बन सकता है। मुझे लगता है कि + 3.3V पावर रेल पिन 50 एमए का स्रोत बन सकता है। मुझे लगता है कि प्रत्येक GPIO सिर्फ कुछ मिली-एम्प्स को स्रोत बना सकता है। मैं BJT के बजाय एक तर्क-स्तर MOSFET का उपयोग करूंगा। निरंतर वर्तमान के बारे में चिंता करने की कोई जरूरत नहीं है। IRLB8721 कई उपयोगों के लिए एक अच्छा विकल्प है; मुझे लगता है कि यह उपयोग योग्य होगा।

— जॉन वाट ने 28'13

@JonWatte उस ओर इशारा करने के लिए धन्यवाद, इससे पहले कि मैं आगे जाऊं, मैं अधिकतम करंट को दोगुना करने जा रहा हूं।

— स्पूडर 28'13

@JonWatte आरपीआई के डिजाइन में बिजली की गणना एक ही समय में सभी GPIO, 3mA प्रत्येक, 50mA कुल पर लगा। आप किसी भी समय कम हो सकते हैं और करंट बढ़ा सकते हैं। शीर्ष पर, उन्होंने 3.3v रेल से सीधे एक अतिरिक्त 50mA का पता लगाया, जब सभी बाह्य उपकरणों का उपयोग किया जाता है (जैसे hdmi, ईथरनेट और एसडी कार्ड, जो 3.3v रेल से आकर्षित होते हैं)। तो 3.3v पिन, सीधे 3.3v रेल से जुड़ा है, और BCM SOC से 3.3v GPIO अलग हैं।

— राहगीर 28’13

+1 अपने स्वयं के अनुसंधान करने और प्रश्न पूछने से पहले लगभग सभी तरह से वहां पहुंचने के लिए।

— pjc50

@Passerby मुझे लगता है कि आप GPIO पिन के ड्राइवर चरण को जलाएंगे यदि आप उनमें से एक से 50 एमए स्रोत करने की कोशिश करते हैं और बाकी को निष्क्रिय रखते हैं।

— जॉन वाट ने

Answer 1

आप लगभग वहाँ हैं, हालांकि कुछ बातें:

आधार अवरोधक गणना सही नहीं है - याद रखें कि आपको अपनी गणना के अनुसार केवल 1.6mA की आवश्यकता है (कलेक्टर वर्तमान अलग है)।
डेटाशीट को देखते हुए, न्यूनतम लाभ 1000 है, और अधिकतम बेस-एमिटर वोल्टेज 2.5V है, जिसका अर्थ है कि हमें गणनाओं को समायोजित करने की आवश्यकता है, 1.6mA बेस करंट के लिए करेगा (लाभ के रूप में एक स्विच के लिए अतिरिक्त होने के लिए हमेशा अच्छा होता है) संतृप्ति पर बूँदें) लेकिन हमें सबसे खराब स्थिति के लिए 1.3V के बजाय 2.5V का उपयोग करने की आवश्यकता है (इसके साथ डिजाइन करने के लिए सबसे खराब स्थिति / अधिकतम मूल्यों का उपयोग करना बेहतर है, हालांकि ग्राफ को देखकर ऐसा लगता है कि अतिरिक्त Vbe इस वर्तमान में संभावना नहीं है, इसलिए कहीं न कहीं नीचे दिए गए दो आंकड़ों के बीच ठीक होना चाहिए):

इसलिए:

(3.3V - 2.5V) / 1.4mA = 570V

या

(3.3V - 1.5V) / 1.4mA = ~ 1.2kV

यह ठीक काम करना चाहिए, लेकिन चीजों को करने का सबसे कुशल तरीका नहीं है - ट्रांजिस्टर का विघटन कम से कम 0.4A * Vce (sat) होगा जो लगभग 0.4A * 0.75V = 0.3W है, साथ ही आपके R-pi को कम से कम चाहिए इसे चलाने के लिए mA या की एक जोड़ी।
एक आधुनिक तर्क स्तर MOSFET बहुत छोटा हो सकता है, (लगभग) कोई वर्तमान नहीं) के साथ संचालित किया जा सकता है और लगभग कोई अपव्यय नहीं होता है। यहाँ एक उदाहरण हिस्सा है, FDC637BNZ , Farnell में हजारों से यादृच्छिक पर चुना गया है:

Answer 2

0.5A 500 Milliamps है ... आप अपने पाई उड़ा देंगे। 0.05 50 मिलीमीटर है। यह उच्च सीमा है। उसके लिए जाने की जरूरत नहीं। आपको केवल 1.6mA की आवश्यकता है जैसा आपने कहा था। तो यह थोड़ा सा ऊपर, 5mA भी एक अच्छा कहना है। 3.3 - 1.3 = 2v रोकनेवाला को छोड़ने की जरूरत है। 2v / 0.005A (5mA) = 400A। अगले सबसे बड़े आकार 470Ω तक गोल, आपको बेस पर ~ 4mA मिलता है।

वह गणित त्रुटि एक तरफ, TIP120 इस के लिए ठीक काम करता है, भले ही इसकी 400mA के लिए वास्तव में overkill है कि एलईडी पट्टी ले जाएगा। यह उच्च वर्तमान गुणा के लिए एक डार्लिंगटन जोड़ी है। PN2222 (एक मानक To-92 पैकेज में 1 Amp) की तरह एक आम एकल BJT ट्रांजिस्टर पर्याप्त से अधिक होगा। या आप पट्टी को दो या तीन में विभाजित कर सकते हैं और कुछ 2n3904 (100 ~ 200mA) का उपयोग कर सकते हैं और अलग-अलग वर्गों को अलग-अलग फ्लैश कर सकते हैं (बेशक आपको एक समान संख्या वाले gpio की आवश्यकता होगी, जब तक कि आप उन सभी को एक एकल GPP से ड्राइव नहीं करना चाहते हैं जो होगा) काम भी समानांतर ट्रांजिस्टर प्रत्येक अपने स्वयं के आधार प्रतिरोधकों के साथ होता है जो एलईडी पट्टी के छोटे वर्गों को चलाते हैं यदि आप बड़े होते हैं तो छोटे ट्रांजिस्टर से निपटने का एक अच्छा तरीका होगा।)

और आपका योजनाबद्ध मॉकअप के लिए काफी अच्छा है। एक एकल रंग के नेतृत्व वाली पट्टी के साथ काम करने के लिए एक बहुत ही जटिल सर्किट नहीं है, इसलिए जेनेरिक प्लेसहोल्डर्स के बजाय सही भागों का उपयोग करने से इसे सुधारने का कोई तरीका नहीं है।

Comments

उस पकड़ने के लिए धन्यवाद। मैंने हिसाब टाइप किया। मैंने सही जानकारी के साथ प्रश्न को अपडेट किया है।

— 3

एक डार्लिंगटन जोड़ी का नुकसान अपेक्षाकृत उच्च V (CE, sat) है, जो ट्रांजिस्टर में बस शक्ति को नष्ट कर देता है। एक नियमित BJT उस पहलू के साथ बेहतर प्रदर्शन करेगा। जैसा कि @Passerby बताता है, आपको TIP120 जैसे जानवर की ज़रूरत नहीं है जो आपको लगभग 20x के लिए रेट किया गया हो।

— जिप्पी 28'13