У меня есть 60 светодиодов, которые пришли в светодиодной полосе . Для длины светодиодной полосы в один метр требуется следующее:

• 400 миллиампер
• 12 вольт

Я хочу управлять этими светодиодами с помощью микроконтроллера. Я думаю об использовании TIP120 и RaspberryPi .

RaspberryPi GPIO контактный может выдавать 50 мА непрерывно. (Обновление: это не так, см. Ниже)

Я новичок, и я не уверен, что делаю это правильно. Все мои расчеты основаны на том, что я прочитал в этом блоге .

математический

Базовый ток:

TIP120 имеет ток коллектора lc = 250 * фунт, поэтому мне понадобится базовый ток 1,6 мА.

(1,6 мА * 250 = 400)

У raspberryPi не должно быть проблем с током базы

Базовый резистор:

Мне понадобится достаточно низкий резистор, чтобы база TIP120 оставалась насыщенной, но оставалась менее 50 мА, чтобы не перегружать raspberryPi.

Согласно блогу, который я упомянул, я нашел базовое сопротивление, посмотрев на Vbe (sat). Смотрите рисунок 2.

где Vbe (sat) равно 400 на оси x, ток коллектора составляет около 1,3 на оси y.

Если raspberryPi выдает 3,3 вольт, то падение напряжения составляет 2 вольт
(3,3–1,3)

Таким образом, согласно моим расчетам, мне нужен резистор от 4 до 40 Ом, R = V / I
2 / (0,05 А) = 40 Ом
2 / (0,50 А) = 4 Ом
(Обновление: неверно, см. Нижнюю часть вопроса)

Я все еще считаю себя любителем, и я немного над головой.

• Эти расчеты выглядят правильно?
• Будет ли работать TIP120? (любые другие предложения приветствуются)
• Есть ли другие соображения, которые я должен принять во внимание для моей схемы?

Обновить

Как указано в ответах, я набрал в миллиамперах номинал в 10 раз. Я должен был сказать:
2 / (0,005 А) = 400 Ом
2 / (0,050 А) = 40 Ом

Обновление 2

Похоже, существует некоторая неопределенность в отношении максимального тока, который может обеспечить вывод на Raspberry Pi. Чтобы быть в безопасности, я собираюсь предположить, что это 8 мА.

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

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

Обновление 3

Ада Фрут написала отличную статью в блоге о том, как управлять светодиодной лентой с помощью микроконтроллера. Она рекомендует STP16NF06 или TIP120

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

Вы почти там, хотя пара вещей:

Неправильный расчет базового резистора - помните, что вам нужно только 1,6 мА в соответствии с вашими расчетами (ток коллектора раздельный).
Глядя на таблицу данных, минимальное усиление составляет 1000, а максимальное напряжение базового эмиттера составляет 2,5 В, что означает, что нам нужно скорректировать вычисления, 1,6 мА подойдет для базового тока (всегда хорошо иметь дополнительный для переключателя в качестве усиления). падает при насыщении) но нам нужно использовать 2,5 В, а не 1,3 В в худшем случае (лучше использовать худшие / максимальные значения для проектирования, хотя, глядя на график, кажется, что дополнительный Vbe маловероятен при этом токе, поэтому где-то между двумя цифрами ниже должно быть все в порядке):

Так:

(3,3 В - 2,5 В) / 1,4 мА = 570 Ом

или

(3,3 В - 1,5 В) / 1,4 мА = ~ 1,2 кОм

Это должно работать нормально, но это не самый эффективный способ сделать это - рассеивание транзистора будет по крайней мере 0,4 A * Vce (sat), что составляет около 0,4 A * 0,75 В = 0,3 Вт, плюс ваши R-pi потребности как минимум пару мА или около того, чтобы водить его.
Современный логический уровень МОП-транзистора может быть намного меньше, работать без (почти) тока) и практически не рассеивать. Вот пример части, FDC637BNZ , выбранный случайным образом из тысяч в Фарнелле:

0.5A - это 500 миллиампер ... Вы взорвете свой Pi. 0,05 - 50 миллиампер Это верхний предел. Не нужно идти на это. Вам нужно только 1,6 мА, как вы сказали. Так что немного прибавьте, скажем, хороший 5 мА. 3,3 - 1,3 = 2 В резистор должен упасть. 2 В / 0,005 А (5 мА) = 400 Ом. Округляя до следующего наибольшего размера 470 Ом, вы получите ~ 4 мА в основании.

Помимо этой математической ошибки, TIP120 прекрасно работает для этого, даже несмотря на то, что для 400мА, которую возьмет светодиодная полоса, она действительно излишняя. Это пара Дарлингтона, для большого умножения тока. Обычного одиночного BJT-транзистора, такого как PN2222 (1 А в стандартной упаковке To-92), было бы более чем достаточно. Или вы могли бы разделить полосу на две или три и использовать несколько 2n3904 (100 ~ 200 мА) и по-разному прошивать разные секции (Конечно, вам понадобится одинаковое число gpio, если вы не хотите управлять ими всеми из одного GPIO, который бы работать тоже. Параллельные транзисторы, каждый из которых имеет свои собственные базовые резисторы, управляющие меньшими участками светодиодной ленты, были бы хорошим способом справиться с меньшими транзисторами, если вы не можете получить более крупные.)

И ваша схема достаточно хороша для макета. Одноцветная светодиодная лента - не очень сложная схема для работы, поэтому нет способа улучшить ее, если не использовать правильные детали вместо общих заполнителей.