Einschalten mehrerer LEDs mit Arduino mithilfe eines Transistors

Ich möchte in der Lage sein, 50 rote LEDs mit einem Pin eines Arduino einzuschalten. Ich möchte keine individuelle Steuerung, ich möchte nur in der Lage sein, sie alle ein- oder auszuschalten.

Ich habe dieses Beispiel gefunden . Es wird ein 2N3904-Transistor verwendet. Ist das der Ansatz, den ich verfolgen möchte? Ich nehme an, ich würde einen Transistor mit höherer Leistung benötigen?

Ich verwende ein externes Netzteil, das mit einem 5-V-Spannungsregler an eine benutzerdefinierte Platine angeschlossen ist, sodass ich die LEDs direkt von diesem Regler aus mit Strom versorge.

Die LEDs kommen in Form dieses LED-Lichtleisten-Arrays (oder zumindest sehr ähnlich) ...

Ich hatte in einem Kommentar in einer Antwort unten erwähnt, dass ich mit jeder LED einen 330-Ohm-Widerstand verwendete. In einem anderen Teil dieses Projekts verwende ich die Lichtbalken als Füllstandsmesser, und jede separate LED wird über ein Schieberegister gesteuert, also den separaten Widerstand. Nachdem ich darüber nachgedacht habe, wird mir klar, dass ich dafür jetzt keinen Widerstand in Reihe mit jeder LED haben muss, da sie entweder alle an oder alle aus sind (hmmm ... Entschuldigung für meine eher zufälligen Kommentare!).

Ich hatte den Gedanken, dass ich eine Art elektronischen Schalter haben könnte, der Masse oder 5V trennen kann. Ist das machbar?

Ein Transistor ist im Grunde ein Schalter, der Masse oder 5V trennen kann. Es gibt Transistoren aller Art, und einige können wirklich große Lasten schalten. 50 LEDs sind keine große Sache.

Die Frage ist also: Kann ein einzelner 2N3904 50 LEDs schalten?

Um das zu beantworten, müssten wir zuerst wissen, welche Art von LEDs. Nehmen wir jedoch an, Sie verwenden die übliche Sorte, die nichts Besonderes ist. Eine vernünftige Schätzung des maximalen Strom von diesen ist . Wenn Sie 50 haben, dann ist der maximale Strom 20 m A ⋅ 50 = 1000 m A . Blick in das Datenblatt ich die maximale Kollektorstrom für 2N3904 sehen ist 200 m A . Die Antwort lautet also nein: Sie können nicht 50 LEDs mit einem 2N3904 schalten.$20mA$$20mA \cdot 50 = 1000mA$$200 mA$

Ich nehme an, Sie haben mehrere Möglichkeiten:

• Verwenden Sie mehrere 2N3904
• Verwenden Sie weniger LEDs
• Verwenden Sie dieselben LEDs, treiben Sie sie jedoch mit weniger Strom an
• Verwenden Sie einen größeren Transistor ( TIP121 ist sehr leicht zu finden)
• Verwenden Sie ein anderes Schaltgerät

Von diesen halte ich die Reduzierung des LED-Stroms oder die Verwendung eines größeren Transistors für die wahrscheinlichste Lösung. Andere Schaltgeräte (wie ein Relais) sind wahrscheinlich teurer und langsamer.

In Anbetracht der gegebenen Informationen (50 rote LEDs bei 1,95 V, 5 V Quelle, 2 mA Strom, 330 Ω Widerstände) würde das Folgende funktionieren.

Unter Berücksichtigung der Berechnung des gemeinsamen LED-Widerstands:
(Vcc -
Durchlassspannung ) / Strom Wenn Vcc 5 V beträgt, beträgt die Durchlassspannung 1,95 V pro LED, da zwei in Reihe geschaltet sind, 1,95 V * 2, und der gewünschte Strom 2 mA beträgt.
(5 - (1,95 * 2)) / 0,002 oder (5 - 3,9) / 0,002 oder 1,1 / 0,002 = 550.
Da Sie 330 Ω-Widerstände haben, ergibt eine Anpassung 3 mA pro Serie. Nicht pro LED, sondern pro Serie, da der Strom in einem Serienpfad gleich ist. Jede Reihe von Widerständen, in diesem Fall zwei, würde die gleichen 3 mA Strom verbrauchen. Dies vereinfacht die Gleichung auf Ketten mit 3 mA * 25 Reihen, von denen nur 75 mA geschaltet werden müssen.

Jeder gängige Kleinsignaltransistor wie der 2n3904 kann problemlos 75 mA verarbeiten. Ein 1 kΩ-Basiswiderstand wird zwischen der Transistorbasis und dem MCU-Pin verwendet.

Beachten Sie, dass das folgende Schema nur eine LED-Leiste zeigt. Sie würden den Rest auf die gleiche Weise hinzufügen. Verdrahten Sie die Kathode der ersten LED mit der Anode der nächsten LED und einen Widerstand pro Paar.

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

Sie sollten den Pin am Arduino verwenden, um einen Transistor zu steuern, der ein Relais einschaltet, und die Relaiskontakte schalten alle LEDs ein, indem Sie Masse anlegen. Wenn Sie einen Transistor verwenden müssen, müssen Sie einen finden, der den gesamten Strom verarbeiten kann. Überprüfen Sie auch bei einem Relais unbedingt die Kontaktstromwerte. Siehe Beispielschaltung unten. Abhängig von der Nennstromstärke und dem Spulenwiderstand des von Ihnen ausgewählten Relais benötigen Sie möglicherweise R2 oder nicht.