LINUX.ORG.RU
ФорумTalks

подскажите полевой транзистор


1

2

решил сделать гирлянду на светодиодах и контроллере avr. развёл схемку программатора в kicad в линуксе, ясное дело. научился (в первом приближении) програмировать avr. всё круто.

однако, назревает вопрос. выход тока на ножке от avr может быть до 20 мА. светодиод кушает порядка 20 мА. т.е. получаетя можно навесить на ножку светодиод (один). а надо штук 10-15. краем уха слышал что можно подключить полевой транзистор к ножке контроллера (через резистор) и управлять куда бОльшим током без лишних телодвижений. это был бы идеальный вариант. так вот, подскажите полевой транзистор, пжл. чтобы открывался напряжением до 3х вольт, и током меньше 15 мА. и пропускал через себя те же три вольта и ток примерно 250 мА (в идеале до 500 мА). с номенклатурой совсем не знаком. не знаю даже с чего начать искать.

Модераторы, пжл, дайте теме повисеть несколько часиков в толксах, а то сроки жмут. спс.

UPD. нужно напряжение 3в потому что питание от батареек (поэтому и диоды паралельно а не последовательно).

★★★★★

Последнее исправление: AndreyKl (всего исправлений: 2)
Ответ на: комментарий от AndreyKl

2) поглядеть на схему с динамической индикацией, предложенной Zubok. тогда скорее всего получится на тех же 4 транзисторах запитать 16 линий.

Еще дополню. В общем-то, можно поставить сдвиговые регистры линейкой. Скажем, 4 штуки по 8 разрядов или просто 4 регистра (это что-то типа расширителя порта будет). Тогда у тебя будет линейка из 32 светодидов (+ 32 маломощных транзистора). Профит в том, что ты экономишь на выходах микроконтроллера и число рядов у тебя уменьшается. Уже 6 рядов будет (6 мощных транзисторов, 6*32=192 светодиода).

Тогда ты перед отображением информации на ряд загружаешь регистры, а потом даешь разрешающий сигнал им одновременно. Вся линейка 32 светодиода каким-то образом загорается, потом ты пишешь туда новую порцию, включаешь следующий ряд и опять на вывод.

UPD: 74HC595 или похожее что-то. Причем у этого регистра довольно хорашая нагрузочная способоность. Там можно прямо светодиодами управлять без транзисторов. Но только без фанатизма - 5..10 мА, но этого достаточно будет

Zubok ★★★★★
()
Последнее исправление: Zubok (всего исправлений: 2)
Ответ на: комментарий от Zubok

Примерно так это будет выглядеть. Только ряд не один, а шесть и регистров 4 штуки (можно, в принципе, и больше). У 595-го, кажется, был аналог советский, только забыл 1564 серия... надо поискать.

http://www.elcojacobs.com/wp-content/uploads/2012/08/shiftpwm_74hc595_RGB.png

Zubok ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от AiFiLTr0

IRF7821 судя по цене FDN337N тоже отличный вариант, но боюсь не найду. возьму на заметку. спс.

AndreyKl ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от AndreyKl

ну, можно взять 5 КТ315 =)
шутка.

А вообще, пошарься на силиконрее, я там закупался 2х амперниками в sot23. Партнамбер не скажу - запасы на даче.

AiFiLTr0 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от quickquest

спасибо, хороший вариант по цене.

AndreyKl ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от AndreyKl

еще раз повторяю полевые транзисторы используются там где нужно высокое входное сопротивление. Маленький входной ток практически не имеет отношения к потребляемой мощности. К тому же полевые транзисторы дороже.

XoFfiCEr ★★☆☆
()
Ответ на: комментарий от XoFfiCEr

слушай, я не спец. но вот тут схемка в которой юзают полевик для управления мотором http://www.reuk.co.uk/LED-Dimmer-Circuit.htm

и вот тут аналогично http://123avr.com/z8.htm

я не в курсе почему полевик. нужно ли там высокое входное и прочие вопросы для меня тёмный лес. но как мне кажется факт в том что юзают. в очень похожей схеме. ещё, читая последние два дня про всё это мне наверное с десяток раз попадалась фраза «полевые транзисторы в ключевых схемах практически вытеснили биполяные». вот всё что я знаю. ещё я знаю что чем меньше нужен ток для управления, тем меньше будет потреблятся мощность. из этого я делаю свои простые выводы. если это не так - я тебе как специалисту вполне готов поверить. мне не принципиально что использовать и как раз сейчас я намереваюсь использовать уже посоветованные кт81(4,5,7). не в последнюю очередь тут играет роль цена, конечно же, как ты и указал.

гм.. всё что я этим хочу сказать - пару часов назад я был бы больше благодарен за дельные советы нежели чем за теоретическое обсуждение ненужности полевиков в данном случае. но советы в принципе уже дали, так что если будут аргументы по теории, я с удовольствием послушаю. но на данном этапе лично мне по крайней мере как человеку постороннему аргумент «полевые транзисторы используют если нужно высокое входное сопротивление» кажется немного неубедительным. потому что одна область применения не отсекает другую возможную область применения. в том смысле что если высокое вх. сопротивление не обязательно то это ещё не означает что полевик будет лишним.

AndreyKl ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Old_Hamster

честно говоря ТС банально видел пару схемок где использовались почемуто именно полевики. чтобы докумекать что ток МК может оказаться недостаточным для управления биполярником ТС ещё недорос :) но если вы говорите, то наверное таки боится :)

AndreyKl ★★★★★
() автор топика
Последнее исправление: AndreyKl (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от Old_Hamster

*ТС боится, что выходной ток МК окажется недостаточным для управления мощным биполярником.

В принципе, может и не хватить, если у транзистора маленький коэффициент усиления по току. Прикинуть можно. Предположим, что есть линейка из 32 диодов по 5 мА. Крайний случай - горят все. Тогда имеем коллекторный ток 160 мА. Иду за справочником по КТ815 (А-Г). При токе 160 мА имеет усиление 45. Значит, на базе надо иметь как минимум 160 мА/45=3.55 мА. Надо побольше. Сразу под 7 мА фигакнуть. Базовый резистор где-то (3В-0.7В)/7мА=330 Ом. Микроконтроллерные выходы 7 мА спокойно выдадут.

UPD: Наврал. У него больше коэффициент - 60. Пересчитать надо

Zubok ★★★★★
()
Последнее исправление: Zubok (всего исправлений: 2)
Ответ на: комментарий от Zubok

Хотя вот тут http://www.radioman-portal.ru/sprav/pp/transisters/sourse/kt815.pdf хоть график и дает 60 где-то, но в параметрах выше написано, что при Ik=0.15А и температуре +25°C не менее 40 (30 - для «Г»). То есть гарантированный минимум. Лучше исходить из него, наверное.

Zubok ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от XoFfiCEr

еще раз повторяю полевые транзисторы используются там где нужно высокое входное сопротивление. Маленький входной ток практически не имеет отношения к потребляемой мощности. К тому же полевые транзисторы дороже.

А ещё там, где нужно только вкл/выкл, малое сопротивление и достаточно большой ток.

Можно конечно и биполярники, раз они дешевле, и радиатор на полкило...

Kosyak ★★★★
()
Ответ на: комментарий от Kosyak

если бы светодиоды были включены последовательно то посоветовал КТ940, а так не знаю. Транзистор средней мощности нужен.

XoFfiCEr ★★☆☆
()

Как уже говорили, есть такая штука как драйвер светодиодов. Внутри есть встроенный DC-DC преобразователь, поэтому можно питать от низковольтных источников. Единственное, обычно драйверы выпускаются в ужасно неудобоваримом (для кустарного изготовления, ессно) форм-факторе.

Во-первых, ~100 светодиодов создадут приличный ток с которым тебе придется считаться. Поэтому, если тебе не нужно управлять каждым светодиодом по отдельности, параллельное включение - далеко не самое лучшее схемотехническое решение.

Во-вторых, тока на ~100 светодиодов от батареек ты элементарно не получишь из-за высокого сопротивления.

В-третьих, если даже получишь, то практически моментально просядет напряжение. Этим грешат все батарейки, кроме «специальных», которые значительно дороже. Короче говоря, DC-DC преобразователь тебе будет нужен в любом случае.

Macil ★★★★★
()
Последнее исправление: Macil (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от Macil

Во-вторых, тока на ~100 светодиодов от батареек ты элементарно не получишь из-за высокого сопротивления.

Если он будет использовать динамическую индикацию, то у него одновременно только одна линейка горит. Если линейка 16-32 светодиода, то ток не такой уж большой.

Я бы снизил ток светодиодов до 5 мА и взял бы более яркие, а если совсем тускловато будет, то сверхяркие.

Zubok ★★★★★
()
Последнее исправление: Zubok (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от Zubok

Я бы снизил ток светодиодов до 5 мА

Еще и ШИМ ставить... Конечно, в любом МК оно есть, но... Чем дальше, тем больше топик напоминает картинку «Чего хотел пользователь» ;)

Да и в некоторых драйверах светодиодов есть ШИМ.

Macil ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от KivApple

Полевик легко тянет десятки ампер при минимальном управляющем токе.

Это не так. У мощных полевиков большая емкость, поэтому динамические потери на переключение весьма приличные. У микроконтроллера может тупо не хватить тока, чтобы БЫСТРО переключить ключ. А тогда будут большие потери.

Если не ШИМ, тогда пофик. Но про магию мощных полевиков рассказывать не надо.

Vit ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Macil

Да и в некоторых драйверах светодиодов есть ШИМ.

А я вообще, если честно, не понял, почему в топике про ШИМ шла речь. Какой-то параллельный вопрос что ли? Если тема ШИМ была в разрезе управления яркостью каждого светодиода, то совершенно верно - в LED-драйверах есть ШИМ на 16-256 градаций яркости каждого светодиода. Я как раз недавно такой мусолил на 16 светодиодов.

С другой стороны, видно, что автор сильно экономит (что совсем не недостаток), а LED-драйверы ему в копеечку встанут, а ему не один будет нужен. Если встанет задача сделать управление яркостью, то и это можно будет сделать без LED=драйвера, доработав чуть схему ряда матрицы и/или программу (например, сделать программный ШИМ «для бедных» на небольшое число градация яркости и глянуть, что из этого получается).

Zubok ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Vit

Ну в любом случае время переключения будет доли миллисекунд и даже с ШИМ, если не нужна сверхвысокая точность, можно решить подогнав параметры (увеличив время импульсов и уменьшив скваженность), а также увеличив инерционность нагрузки (для двигателей и так всё нормально, а для светодиодов воткнуть конденсатор на питание).

KivApple ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Zubok

С другой стороны, видно, что автор сильно экономит (что совсем не недостаток), а LED-драйверы ему в копеечку встанут, а ему не один будет нужен.

Можно попробовать один LED-драйвер взять + динамическае индикация. Общая яркость, конечно, упадет из-за этого, но зато и ШИМ будет на каждый светодиод, и экономия выводом микроконтроллера, то есть можно будет взять очень дешевый.

Zubok ★★★★★
()
Последнее исправление: Zubok (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от Zubok

погляди, пжл, мой расчёт (или кто нибудь кто в теме)

самая простая как мне кажется схема (как тут уже советовали и ещё кое-где). транзистор кт815А, база подключена к ножке МК через Rб. Эмитер на земле, коллектор идёт на нагрузку. общее сопротивление нагрузки Rнагр. Питание МК от 3х вольт, питание нагрузки от 4.5В.

i = u/r

Расчёт сопротивления нагрузки

1) Iкбо << E/Rнагр (чтобы обратный ток коллектор-база не мешал прямому)
2) Iкмакс > E/Rнагр (чтобы не сгорел транзистор ограничиваем максимальный ток транзистора)
2.1) 400мА > E/Rнагр (реальная нагрузка)

Iкбо = 50мкА = 50*10E-6А = 5*10E-5A, Iкмакс = 1,5А, E = 4,5В

1) 5*10E-5A << 4,5В/Rнагр
2) 1,5А > 4,5В/Rнагр
2.1) 4.5В/0,4А < Rнагр

1) Rнагр << 4,5В/5*10Е-5А = 90 кОм
2) Rнагр > 3 Ом
2.1) R нагр > 11,3 Ом

т.е. нагрузка должна быть между 11,3 Ом и много меньше 90 кОм, я верно понимаю?

(А что делать с обратным током коллектор-эмитер, кстати? он ведь тоже 100мкА макс... или его не трогаем?)

далее, резистор между базой и МК.

огр 2.1) Iбмакс > Eб/Rб (чтобы не сгорел, максимальный ток базы)
огр 2.2) 400мА(рабочий ток диодов) < h21э*Eб/Rб
огр 2.3) Eб/Rб < Iмк-макс (максимальный ток ножки МК)

Iмк-макс = 10мА
Eб = 3В (хочу питать контроллер от 3х вольт, на выходе ножки будет 3В. верно ли считаю тут что E на базе будет 3В?)
Iбмакс = 0,5A
h21э = 40 (статический коэфф. передачи тока, минимум)


огр 2.1) 0,5А > 3В/Rб                                    => Rб > 6 Ом
огр 2.2) 400мА/40 < 3В/Rб => 3В/0,01А > Rб               => Rб < 300 Ом
огр 2.3) 3В/Rб < 10 мА => 3В/7мА < Rб => 430 Ом < R6     => R6 > 430 Ом

т.е. выходит что такую схему мне не создать и надо поменять параметры, верно? положим, я, меняя параметры (скажем, Imk-макс=11мА) добился того что меня устроит значение Rб в 290 Ом. тогда я просто подключу схемку с резисторами в 290 Ом и нагрузку больше чем 11.3 Ом и всё должно заработать?

а как расчитать мощность резистора?

AndreyKl ★★★★★
() автор топика
Последнее исправление: AndreyKl (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от AndreyKl

Ой, что-то ты все переусложнил. Для ключевой схемы же гораздо проще расчет. Но поясни, что у тебя в нагрузке-то? Если светодиоды, то сколько? Если это ряд светодиодов в схеме с динамической индикацией, у которых ток *уже* ограничен, то сопротивление в коллекторе тебе вообще не нужно. Я не очень понял, зачем ты считаешь Rнагр. Начни вот с того, что я выше спросил.

Zubok ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Zubok

динамическую индикацию решил пока не делать, на первом этапе мне будет достаточно если диоды будут гореть и потухать в соответсвии с коммандами от МК группами штук по 20.

МК уже есть, attiny2313. у меня в распоряжении 13-18 ножек (итого 13-18 групп). максимальный ток согласно даташиту 200мА через устройство и 20мА через ногу (и, кажется 80мА через канал в котором 7ног. в целом надо ориентироваться на 10мА примерно через ногу).

в нагрузке в первом приближении думаю 20 светодиодов по 20мА. (если удастся снизить ток до 5мА это будет отлично, но надо экспериментировать)

это ответ на то что ты спросил? или я не уловил мысль?

AndreyKl ★★★★★
() автор топика
Последнее исправление: AndreyKl (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от Kosyak

кп505 тоже довольно дёшевы, на самом деле. но я не уверен можно ли их пользовать. если подскажешь подойдут ли, буду благодарен за совет.

AndreyKl ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от AndreyKl

будет достаточно если диоды будут гореть и потухать в соответсвии с коммандами от МК группами штук по 20.

МК уже есть, attiny2313. у меня в распоряжении 13-18 ножек (итого 13-18 групп).

Так, уже фигня. Что значит, что группа штук по 20 и 13-18 групп. Как 20 светодиодов в группы объединены? Последовательно? Ну тогда для питания группы тебе потребуется 20*2.2В=44В минимум! Какие там 4.5 В?

Zubok ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от aiqu6Ait

я глядел в сторону драйвера, но сложновато похоже. времени всё меньше. я думаю пойду через транзисторы.

AndreyKl ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от AndreyKl

паралельно. получается ток 400мА как я понимаю.

Стоп. Давай так. Я сейчас нарисую (попытаюсь) и переспрошу, то ли ты имеешь в виду. Минуту.

Zubok ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Macil

драйвер не рассматриваю по причине сложности и ограниченности во времени. сейчас меня устраивает схема на транзисторе (если она страстётся, конечно).

сейчас кажется что будет порядка 200 диодов, примерно разбитие на 13-18 групп. (примерно по 400мА группа). питать собираюсь группами по 800мА от группы батареек 3хАА (т.е. каждые 800мА от своей группы из трёх батареек).

надеюсь обойтись без dc-dc и/или драйвера.

AndreyKl ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от AndreyKl

а ты посмотри тот драйвер, что я тебе рекомендую - там микруха, 2 кондёра, катушка и 2-3 резистора. это несложно. а вот после транзистора надо будет ставить резистор, чтобы ток через светодиод ограничить, ну я думаю, ты разберёшься сам.

как вариант, кстати, - 2 вывода на питание одного диода

aiqu6Ait ★★★★
()
Ответ на: комментарий от Zubok

гляди картинку (добры люди подогнали) http://freedms.narod2.ru/na_migalka_2.png, это одна группа (в ней до 20 диодов). групп - 13-18 (по числу доступных ножек мк).

AndreyKl ★★★★★
() автор топика
Последнее исправление: AndreyKl (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от Zubok

да, ориентировочно у каждой группы своё питание (вообще, наверное объединю по 800мА на источник)

AndreyKl ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от AndreyKl

Понятно, ага. Сейчас расчет напишу.

Zubok ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от AndreyKl

Исходные допущения: 20 светодиодов, ток через них устанавливаем в 10 мА, транзистор КТ815А, питание светодиодов 4.5 В, питание микроконтроллера - 3 В. Ток через транзистор получается 200 мА. падение на светодиоде Uсветодиода=1.8-2.2 В (зависит от цвета). Возьмем 2.0 В, просто токи ориентировочно получатся, это фигня.

Когда транзистор в насыщении, то на его переходе коллектор-эмиттер падает где-то Uкэнас=0.1 В (справичник по КТ815А).

Считаем R1-R20: (Uпит-Uкэнас-Uсветодиода)/Iсветодиода=(4.5В-0.1В-2.0В)/0.01А=240 Ом.

Теперь считаем Rб. Нам нужно, чтобы ток базы был больше Iбнас. Iбнас=Iкнас/h21э=200мА/40=5мА. Можно взять Iб=7..10 мА, контроллер такой выдаст. Возьмем 10 мА. На переходе база-эмиттер падает где-то 0.7В. Тогда для базового сопротивления получаем Rб=(Umcu-Uбэнас)/Iб=(3В-0.7В)/0.01=230 Ом. Рассеиваемая мощность P=Iб^2*R=0.01^2*230=0.0239 Вт, фигня.

Zubok ★★★★★
()
Вы не можете добавлять комментарии в эту тему. Тема перемещена в архив.