[aivs 0]

Здравствуйте, работаю с GPIO Raspbery, собрал схему ИК передатчика для Raspberry. Пытаюсь рассчитать резисторы.

Вот схема (верхняя часть), R1 неверный на схеме:

Характеристики:

1. Напряжение Питание = 3.3В

2. Максимальный ток GPIO = 16мА = 0.016А

3. ИК LED Напряжение = 1.3В, Макс. ток = 20мА = 0.02А (точные характеристики не известны, LED достал из пульта)

4. Транзистор BC547B h21 = 200~450 (как я понял из datasheet http://datasheet.octopart.com/BC547-Fairch...sheet-7074.pdf)

 

R2 = (Uпитание - Uled)/Iled = (3.3 - 1.3)/0.02 = 100 Ом

 

А вот с R1 я не вкурил,

1) Iб= Iк/h21э = 0.02/200 = 0.0001 А (ток базы)

2) R1 = Uпитание/Iб = 3.3/0.0001 = 33 000 Ом = 33 КОм

 

Я поставил в базу резистор на 15КОм и радиус действия ИК передатчика стал 10 см, затем поставил 1КОм и радиус стал несколько метров, что приемлемо.

Как правильно рассчитать резистор в базу, чтобы и GPIO не сгорел, и получить максимальную мощность ИК передатчика?

Изменено 18 сентября, 2013 пользователем aivs

[kovigor 5]

Как правильно рассчитать резистор в базу, чтобы и GPIO не сгорел, и получить максимальную мощность ИК передатчика?

Через слишком большой резистор медленно перезаряжаются всевозможные паразитные емкости. И чем он больше, тем медленнее они перезаряжаются. Посмотрите осциллограммы напряжения на базе и на коллекторе, впаяв в схему резистор на 15К, а затем на 1К. Кроме того, при насыщении транзистора его коэффициент передачи тока падает, и большой резистор в базе может просто не обеспечить нужный ток. Попробуйте смоделировать вашу схему в том же MicroCap'е ...

[adnega 11]

R2 = (Uпитание - Uled)/Iled = (3.3 - 1.3)/0.02 = 100 Ом

 

Я поставил в базу резистор на 15КОм и радиус действия ИК передатчика стал 10 см, затем поставил 1КОм и радиус стал несколько метров, что приемлемо.

Как правильно рассчитать резистор в базу, чтобы и GPIO не сгорел, и получить максимальную мощность ИК передатчика?

В формуле с R2 я бы еще вычел Uкэ=0.3В, соответственно R2=85 Ом.

R1 можно поставить 1кОм. Ток Iб будет (3.3 - 0.9) / 1000 = 2.4 мА (т.к. Uбэ = 0.9В)- ничего страшного, если максимальный выходной ток 16мА.

Свечение светодиода Вы модулируете? Какой частотой? Если она сильно отличается от частоты приемника, то больших расстояний не будет.

 

...поправил с учетом DS на транзистор.

[aivs 0]

Я не понял как был рассчитан ток базы, откуда взялось 0.9В?

[adnega 11]

Я не понял как был рассчитан ток базы, откуда взялось 0.9В?

Из DS на транзистор.

При токе Iб=0.5 мА Uбэ=0.7В, при токе Iб=5мА, Uбэ=0.9В.

Т.е. на R1 с одной стороны 3.3В, а с другой 0.9В. Затем закон Ома.

[HardEgor 71]

 

У тебя величина R1 ограничена сверху коэффициентом усиления транзистора и током нагрузки, а снизу максимальным выходным током GPIO.

Еще необходимо соблюсти баланс скорости включения/выключения транзистора - чем меньше R1 тем быстрее работает транзистор.

Но есть другие тонкие моменты, например как здесь писали усиление транзистора падает при большом токе базы, еще он может уйти в глубокое насыщение и долго выходить - скорость работы упадет. Надо даташит изучать.

Для твоего случая можно задать ток GPIO например 10мА и посчитать R1 = (3.3V-0.9V)/0.01A=220 Ohm

или ток GPIO например 1мА , R1 = (3.3V-0.9V)/0.001A=2200 Ohm

Вот что-то среднее можно взять, например 1кОм.

[Егоров 0]

Переход база-эмиттер нужно представлять как обычный диод, включенный в прямом направлении.

Т.е. из сигнала управление 3.3. вольта нужно вычесть минимум 0.7 вольта и на оставшиеся 2.5-2.6 вольта посчитать резистор задающий ток в базу. В ключевом режиме коэффициент усиления по току не 200 -400, максимум 20 следует принять. Иначе, на транзисторе будет большое падение напряжения. Откроется, но не до конца.

[aivs 0]

Если я задам ток GPIO = 10 мА, то транзистор откроется на полную, а если GPIO = 1 мА то не полностью?

Как узнать на сколько именно он открывается? Т.е. нужно узнать коэф. усиления, как так мы принимаем, что коэф усиления 20, а не 200?

[adnega 11]

Если я задам ток GPIO = 10 мА, то транзистор откроется на полную, а если GPIO = 1 мА то не полностью?

Как узнать на сколько именно он открывается? Т.е. нужно узнать коэф. усиления, как так мы принимаем, что коэф усиления 20, а не 200?

"Вам шашечки или ехать?".

Схема наипростейшая - ставьте в базу 1кОм и все будет работать.

Если нужно академическое решение задачи, то в конце концов получится не статическое решение, мол "подали напряжение на R1,

потек ток через диод", а динамическое - с учетом управляющей транзистором частоты.

Какая у Вас частота модуляции? На какой частоте работает приемник?

[=AK= 12]

Как правильно рассчитать резистор в базу, чтобы и GPIO не сгорел, и получить максимальную мощность ИК передатчика?

ИК светодиоды как правило выдерживают токи до 0.5...1 А, а для получения приличного радиуса через светодиод надо качать ток хотя бы порядка 100 мА. Соответственно,

 

R2 = (3.3V - 1.5V)/0.1A = 18 Ohm.

 

Для справки, в промышленных пультах часто ставят 10 Ohm.

 

Транзистор BC547 - хороший транзистор, но макс. ток коллектора у него маловат, всего 100 мА. Надо или ток уменьшить (тогда продется поставить R2 = 22 Ohm или более), или другой транзистор использовать.

 

Положим, вы решили таки использовать BC547. Желательно использовать транзистор с большим усилением, поэтому лучше ставить BC457B или BC547C. Положим, вы поставили BC547B, у которого минимальное усиление 200. Для того, чтобы загнать его в насыщение, при токе коллектора 100 мА ток базы должен быть не менее 0.5 мА. При этом напряжение база-эмиттер будет примерно 0.6В. Следовательно,

 

R1 = (3.3V - 0.6V)/0.5 mA = 5.4 kOhm, или менее

 

Выбираем стандартные и ходовые номиналы:

 

R2 = 22 Ohm, или 27 Ohm, или 33 Ohm

R1 = 4.7 kOhm или 3.3 kOhm

[aivs 0]

Спасибо, разжевали! Многое понял, но некоторые вещи буду изучать.

[Егоров 0]

ВС807-ВС817 в помощь.

Частоты ТС, похоже, не знает, но до 30-50кГц быстродействие транзистора можно не брать в голову

[aivs 0]

Частоты не знаю

[adnega 11]

Частоты не знаю

С этого и надо было начинать))

Светодиод у Вас модулируется?

 

Хотя я кажется понял: у Вас есть чужая прошивка в контроллере, а Вы просто ходите подключить приемник и передатчик к контроллеру?

[aivs 0]

Не, не так, светодиод подключен к выходу GPIO Raspberry, это кромпьютер с linux, для отправки ИК команд использую программу lirc, чего она там модулирует я не в курсе.

С помощью этого ИК светодиода я управляю телевизором.

Изменено 19 сентября, 2013 пользователем aivs