calcolo resistenza di base per aggiungere altri Led

[maxscol67]

ciao a tutti ,

non riesco a capire quale calcolo devo fare - (valore da usare per R6) - per aggiungere altri Led sempre con lo stesso metodo (in parallelo) .
vedi immagine allegata.
I led sono alta luminosità color rosso

R7 - R8 - R9- R10 sono da 1,5 Ohm
R6  3300 Ohm
IC2 è un 555
TR1 darlington NPN - ZTX601

grazie

 

Modificato: 19 dicembre 2015 da maxscol67

[Ctec]

Facendo un piccolo conto della serva, visto che la Vce(sat) del darlington è circa 0,8V, supposto che i diodi abbiano 1,8V di caduta diretta, mi viene che la corrente (impulsiva, perché sennò brucerebbe tutto) che passa in R7 (e quindi anche in TR1) è di circa 3,2A (il transistor è da 1A continui e 4A impulsivi, siamo precisini).

Poi vedo che la corrente di base di TR1 è (considerando Vpin3=9V e Vbe(sat) dichiarata di 1,7V) è di circa 2,2mA e pertanto il circuito è calcolato per un guadagno hFE di TR1 intorno a 1500. In effetti, il transistor dichiara (per la versione A) almeno 3000 a 1A di Vce, per cui potresti aumentare i led anche senza modificare la R6.

Ma il problema è un altro. Se all'incirca per ogni ramo di led hai poco più di 1A di picco, anche mettendo un ramo in più rischi di bruciare il TR1, superando la sua corrente massima.

Per cui, se vuoi aumentare i LED, ti consiglio di cambiare il transistor con uno più robusto, magari un BDX53C che ha un guadagno hFE di 3000 a 5A di collettore.

In generale per calcolare la resistenza di base in saturazione, si parte dalla corrente di collettore (determinata dal carico e dalla Vce(sat) del transistor), si divide tale corrente per il guadagno hFE del tranistor, e questa è la corrente di base cioè quella che deve passare nella resistenza di base. Aumentala almeno al doppio (così sei sicuro di essere in regione di saturazione, tanto siamo nel campo dei pochi mA) e poi con la legge di ohm R=V/I (dove V è differenza tra la tensione di ingresso alla resistenza e quella alla sua uscita, cioè la Vbe(sat) del transistor, che per i darlington è intorno a 1,4V e la I è quella appena calcolata) ottieni il valore di resistenza, che arrotonderai al valore standard più vicino per difetto.

[maxscol67]

grazie per la tua risposta molto tecnica e spiegata bene.
per motivi di assemblaggio che non sto a spiegarti, nel frattempo ho pensato ad una soluzione (che chiamerò a blocchi) .
(vedi disegno)

in pratica aggiungo questi blocchi (file di led) , tanto quanto basta per avere il numero un numero di led che voglio (dato che il numero può variare spesso nel tempo)
così facendo ho il circuito base e aggiungo i blocchi (led+darlington+resistenze+condensatore) a piacimento senza modificare il valore di nessun componente.
Così mi sembra che vada bene e non ci sono problemi per il 555 , cosa mi dici ?

Modificato: 19 dicembre 2015 da maxscol67

[Ctec]

Essendo ciascuna rete con la R6 un carico di poco più di 2mA, e dato che il 555 fornisce fino a 200mA, direi che ne puoi mettere un bel po' di quei "blocchi"...  Ma rimetti anche la R7. Finché "tira" l'alimentatore... Metti anche un bel condensatore elettrolitico da 1000uF tra il +9V e la massa montato vicino a dove partono le R7, abbassi l'impedenza della sorgente di alimentazione.

[maxscol67]

si scusa la R7 mi è sfuggita. ok per l'elettrolitico. per l'alimentazione non c'è problema, consuma con i 3 led solo pochi milli Ampere . 

[Ctec]

Si, in continua. Ma hai dei picchi di parecchi ampere. Un condensatore ti dà una mano a mantenere stabile l'alimentazione. C'è dopo la R7, ma non so da quanto. Forse basta lui

[Livio Orsini]

Sarebbe meglio mettere anche un resistore da circa 5k6 tra base ed emitter, per assicurare sia l'apertura del transistore, sia per velocizzare l'apertura dello stesso.

Chissà perchè da un po' di anni si cerca di risparmaiare anche questo.

[Ctec]

Verissimo Livio. Sui darlington a volte sono incorporati (per esempio quando uso gli ULN...).

[Livio Orsini]

Gli ULNxxxx sono stati i primi arrays di potenza integrati, ricordi gioventù.

[maxscol67]

Quote

Per cui, se vuoi aumentare i LED, ti consiglio di cambiare il transistor con uno più robusto, magari un BDX53C che ha un guadagno hFE di 3000 a 5A di collettore.

In generale per calcolare la resistenza di base in saturazione, si parte dalla corrente di collettore (determinata dal carico e dalla Vce(sat) del transistor), si divide tale corrente per il guadagno hFE del tranistor, e questa è la corrente di base cioè quella che deve passare nella resistenza di base. Aumentala almeno al doppio (così sei sicuro di essere in regione di saturazione, tanto siamo nel campo dei pochi mA) e poi con la legge di ohm R=V/I (dove V è differenza tra la tensione di ingresso alla resistenza e quella alla sua uscita, cioè la Vbe(sat) del transistor, che per i darlington è intorno a 1,4V e la I è quella appena calcolata) ottieni il valore di resistenza, che arrotonderai al valore standard più vicino per difetto.

eccomi qua...volevo usare il  BDX53C  come dice Ctec. ora tu mi ha scritto come calcolare la resistenza (sono un po in tilt dato che purtroppo ai miei tempi non ho potuto studiare elettronica) . sul datashet del BDX cè scritto Vce Sat: 2V - hFE: 750 min. cosa sono 0,750 A ? 

 

la mia domanda è : se la formula e legata al numero dei led, esempio se ne voglio mettere 24 in un circuito e 36 in un altro , cambia il valore della resistenza della base ?

inoltre il valore delle resistenze collegate ai led (R7-R10) vorrei lasciarla inalterata , dato che non va a influenzare il transistor.

 

grazie 

[Ctec]

hFE è il guadagno in continua del transistor (fattore moltiplicativo che ti dà la corrente di collettore in funzione di quella di base, cioè Ic = Ib * hFE).

E' un numero puro, non ha unità di misura.

Nel tuo caso il datasheet dice che il valore minimo di hFE è 750, quindi la corrente di collettore sarà almeno 750 volte quella di base.

Ma è il minimo, se prosegui c'è un grafico che ti illustra come questo fattore varia con la corrente di collettore. A 1A di corrente di collettore, il guadagno hFE è circa 5000, addirittura.

La Vce(sat) ti dice invece a quanto ammonta la caduta di tensione tra collettore e emettitore in condizioni di saturazione, cioè nell'uso del transistor come "interruttore" (per semplificare). Il valore 2V da te indicato è massimo, c'è poi sempre un grafico che illustra la sua variazione in funzione della corrente di collettore (sempre a 1A, la Vce(sat) vale circa 0,85V).

La formula è legata al numero di led? Certo, perché cambia la corrente di collettore (funzione del numero di Led). Ma se calcoli la condizione peggiore (quella col maggiore numero di led), e usi la stessa resistenza anche per il caso migliore, non hai problemi, sarai sicuramente con il transistor ancora più sicuramente saturato (cioè nelle condizioni di cui sopra). E con questi guadagni, non rischi di eccedere con la corrente di base.