Как подключить нагрузку к микроконтроллеру


Что нужно для подключения нагрузки к микроконтроллеру

Для подключения нагрузки к микроконтроллеру понадобятся следующие вещи:

  • сам микроконтроллер
  • биполярный транзистор NPN типа
  • два резистора R1(500Ом) и R2(5кОм)

 

Составление схемы подключения нагрузки

Итак. Максимальный ток на вывод микроконтроллера составляет 20мА, напряжение на выходе составляет 5В. К примеру, мы хотим подключить к микроконтроллеру шаговый двигатель постоянного тока с управляющим напряжением 12В, током 200мА. Схема подключения следующая:

подключение нагрузки к микроконтроллеру

Подключение нагрузки к микроконтроллеру

 

 

Расчет управляющего транзистора

Раз ток вывода микроконтроллера может составлять максимум 20мА, а получить на нужно 200мА, то необходимо подобрать NPN транзистор с минимальным коэффициентом усиления

hFE = 200мА / 20мА = 10

Вообще говоря, плохим тоном считается выдавать из микрика максимальные 20мА, поэтому давайте рассчитывать на выход 10мА. Итак, настроились на снижение нагрузки на наш микроконтроллер вдвое, теперь будем подбирать транзистор с минимальным коэффициентом

hFE = 200мА / 10мА = 20

В таком случае максимальный ток коллектора, а соответственно и ток нагрузки составит

Ic=Ib*hFE=0,01А*20=0,2А=200мА

Итак, выберем любой подходящий нам транзистор, например буржуйский BC337.

Характеристики биполярного NPN транзистора BC337 следующие:

  • Vcb max = 50V
  • Vce max = 45V
  • Veb max = 5V
  • Ic max = 0.8A
  • hFE = 100

О, Боже! hFE=100! Это значит, что ток на нагрузке будет равен Ic=0,01*100=1А?

Нет! В этом случае транзистор откроется нараспашку, будет готов выдавать максимально допустимый для него ток 0,8А(см.характеристики выше), но фактически  ток в цепи коллектор-эмиттер составит ток потребления двигателя (в нашем случае двигатель «кушает» 200мА).

 

Расчет ограничительного резистора

В первую очередь нам необходимо подобрать резистор R1 для того, чтобы он ограничивал ток, выходящий из микроконтроллера. Расчет простой: необходимо напряжение питания 5В поделить на максимальный ток базы 10мА

R1 = 5В / 0.01А = 500Ом

Резистор R2 не является нагрузкой, он нужен для того, чтобы после снятия напряжения с базы, остатки тока между микроконтроллером и базой транзистора стравливались на землю. Иначе возможен случай, когда транзистор останется в открытом состоянии после снятия управляющего импульса. Рекомендуемый номинал резистора R2 — в 10 раз больше R1

R2 = R1 * 10 = 5кОм

Все просто!

Теперь берем в руки паяльник, провода, отладочную плату и смело вперёд!

Если у вас остались вопросы по данной теме, рекомендуем:

0

Автор публикации

не в сети 2 недели

wandrys

877
Комментарии: 1Публикации: 31Регистрация: 17-03-2016

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *