Laborator folosind un tranzistor pentru a controla încărcări de curent ridicat cu un Arduino; Calcul fizic ITP
Introducere
În acest tutorial, veți afla cum să controlați o încărcare continuă de curent continuu, cum ar fi un motor DC sau o lumină incandescentă de la un microcontroler. Microcontrolerele pot emite doar o cantitate foarte mică de curent de la pinii de ieșire. Acești pini sunt meniți să trimită semnale de control, nu să acționeze ca surse de alimentare. Cel mai comun mod de a controla un alt dispozitiv de curent continuu de la un microcontroler este de a utiliza un tranzistor. Tranzistoarele vă permit să controlați fluxul unui circuit de curent mare de la o sursă de curent redus.
Ce va trebui să știți
Pentru a profita la maximum de acest laborator, ar trebui să vă familiarizați cu următoarele concepte în prealabil. Dacă nu, consultați linkurile de mai jos:
- Ce este un microcontroler
- Începutul termenilor de programare
- Ce este o placă fără sudură și cum să o utilizați
- Intrare și ieșire digitală
- Ieșire analogică
- Electronică de bază
- Avertisment de siguranță: Acest tutorial vă arată cum să controlați încărcările cu curent mare. Acest lucru vine cu un risc mai mare de rănire cauzat de electricitate decât tutorialele anterioare. Vă rugăm să fiți atenți și să verificați din nou cablajul înainte de a conecta ceva și nu schimbați niciodată cablajul în timp ce circuitul este alimentat.
Lucruri de care ai nevoie
Figurile 1-10 de mai jos sunt părțile de care aveți nevoie pentru acest exercițiu. Faceți clic pe orice imagine pentru o vizualizare mai mare.
Pregătiți panoul
Conectați alimentarea și împământarea de pe placa de masă la alimentarea și împământarea de la microcontroler. Pe modulul Arduino, utilizați 5V sau 3.3V (în funcție de modelul dvs.) și oricare dintre conexiunile de masă, așa cum se arată în figurile 11 și 12.
Așa cum se arată în Figura 11, orificiul de ieșire 5V al Uno este conectat la coloana roșie de găuri de pe partea dreaptă a panoului. Gaura de la sol a lui Uno este conectată la coloana albastră din dreapta plăcii. Coloanele roșii și albastre din dreapta panoului sunt conectate la coloanele roșii și albastre din partea stângă a panoului cu fire roșii și, respectiv, negre. Aceste coloane din partea laterală a unei plăci sunt denumite în mod obișnuit autobuze. Linia roșie este magistrala de tensiune, iar linia neagră sau albastră este magistrala de la sol.
Așa cum se arată în Figura 12, Nano este montat în partea superioară a plăcii de prindere, aflându-se la distanță între diviziunea centrală, cu conectorul USB orientat în sus. Știfturile superioare ale Nano sunt în rândul 1 al panoului.
Nano, la fel ca toate modulele Dual-Inline Package (DIP), are știfturile sale fizice numerotate în formă de U, de la stânga sus în jos stânga, în jos dreapta în sus dreapta. Pinul de 3,3 V al Nano (pinul fizic 2) este conectat la coloana roșie din stânga a panoului. Pinul GND al Nano (pinul fizic 14) este conectat la coloana neagră din stânga. Aceste coloane din partea laterală a unei plăci sunt denumite în mod obișnuit autobuze. Linia roșie este magistrala de tensiune, iar linia albastră sau neagră este magistrala de la sol. Coloanele albastre (autobuze la sol) sunt conectate împreună în partea de jos a panoului cu un fir negru. Coloanele roșii (autobuze de tensiune) sunt conectate împreună în partea de jos a panoului cu un fir roșu.
Adăugați un potențiometru
Conectați un potențiometru la analog în pinul 0 al modulului așa cum se arată în Figura 13 până în Figura 15:
Conectați un tranzistor la microcontroler
Tranzistorul vă permite să controlați un circuit care transportă curent și tensiune mai mare de la microcontroler. Acționează ca un comutator electronic. Cel pe care îl folosiți pentru acest laborator este un tranzistor de tip NPN numit TIP120. Vedeți Figura 16 și Figura 17 pentru desenul pinout și simbolul schematic al tranzistorului. Fișa tehnică a acestuia poate fi găsită aici. Este proiectat pentru comutarea încărcărilor cu curent mare. Are trei conexiuni, baza, colectorul și emițătorul. Baza este conectată la ieșirea microcontrolerului printr-un rezistor. Sarcina de curent mare (adică motorul sau lumina) este atașată la sursa sa de energie, apoi la colectorul tranzistorului. Emițătorul tranzistorului este conectat la masă.