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:
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:
- прочитать статьи электричество и резистор
- оставить ниже комментарий с вопросом. Мы ответим и поможем =)
Автор публикации
