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Acionamento de display sete segmentos 12V
Amigos, tenho que acionar, com arduino, um display de sete segmentos, funciona com 12V, catodo comum... fiz um esquema de ligação no proteus pra ligar um segmento.
Estou alimentando o display e o arduino com uma fonte de computador. O botão simula a porta do arduino saturando o TIP 32B (PNP). Os leds em série correspondem a um segmento do display.
Esse protótipo funciona no proteus, mas quero me certificar que não danificarei o arduino e o display, devido aos 12V.
Agradeço a atenção.
Respostas a este tópico
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Permalink Responder até mineirin RV em
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Bom dia.
Cada LED vermelho tem um voltagem direta de ~= 1,8V, como são 5 LEDs, a voltagem catodo D1/Gnd
será de ~= 9V.
O transistor saturado tem um Vce de 1,2V.
VCE(sat) * Collector-Emitter Saturation Voltage IC = - 3A, IB = - 375mA - 1.2 V
Ref: https://www.mouser.com/datasheet/2/149/tip32-309201.pdf
9V + 1,8 V = 10,8V ...... 12V - 10,8 V = 1,2V Onde serão consumidos???
Falta a limitação de corrente dos LEDS.
Da forma que está o esquemático, voce vai primeiramente danificar os LEDs, em seguida o transistor e talvez depois o Arduino.
Estou inferindo que no lugar do botão voce estará usando um pino do Arduino. Correto?
Motivo:
Os LEDs precisam de um limitador de corrente, o que não existe no seu circuito.
Com isto a corrente pode subir muito e colocar LEDs em curto e assim a corrente do transistor também pode subir e danificar o transistor colocando por exemplo base/emissor em curto e jogando 12V através deste resistor de 4K7 na porta do arduino, que suporta no máximo 5,5V.
RV mineirin
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Agora vamos falar sobre funcionamento do circuito sem levar em conta as preocupações de danificar componentes.
Para que este transistor conduza, precisa que na base do mesmo tenha uma corrente entre base e emissor.
A voltagem entre base e emissor será aproximadamente 1,8V.
Estou inferindo que no lugar do botão voce estará usando um pino do Arduino. Correto?
Se o arduino estiver com a saída em LOW, daí a corrente no resistor deverá ser na ordem de:
12V - 0V - 1,8 = 10,2 .... 10,2/4700 = 2 mA.
Se o arduino estiver com a saída em HIGH, daí a corrente no resistor deverá ser na ordem de:
12V -5V - 1,8 = 5,2 .... 5,2/4700 = 1 mA.
Com 1mA ou 2mA de corrente Ibe, a corrente de coletor será somente limitada pela corrente dos LEDs,
mas acredito que em ambos casos ele permanecerão acessos.
Espero não ter errado nos cálculos .
D.T. Ribeiro, por favor veja se não estou falando besteira.... KKKKKKKKK
Fabio, voce precisar usar transistor PNP? Não poderia ser um NPN?
RV mineirin
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Permalink Responder até D. T. Ribeiro em
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Oi, Rui!
Quem sou eu para analisar o que tu dizes?
Mas, pelo que pude ver, a análise está perfeita. Quanto a você "acreditar" que os LEDs permanecerão acesos, independente do nível lógico na saída do Arduino, eu tenho quase cereteza disto. Isto, claro, supondo que o problema da limitação de corrente tenha sido resolvido.
Abração!
D. T. Ribeiro.
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Talvez um circuito assim:
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Permalink Responder até Fabio R Cardoso em
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RV, agradeço pelas respostas.
Isso, o botão seria um pino do arduino. Modifiquei um pouco o projeto e coloquei os multímetros pra ver se ajuda. Coloquei um resistor de 100 ohms, se eu entendi o que vc recomendou para limitar a corrente.
Quando ao usar NPN ao invés de PNP, como seria possível? Facilitaria? Pergunto porque o display é catodo comum, só tem um GND, então imagino que se eu acionar esse GND com o transistor NPN, eu controlaria cada segmento como? Conectando diretamente cada segmento ao arduino? Isso seria viável, já que o display é 12V?
Mas enfim, eu tenho TIP31C e TIP32B, então creio que posso usar PNP e NPN... qual solução é mais recomendada?
Grato.
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Permalink Responder até Eduardo em
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Olá.
Como já foi dito, considerar que o pino do Arduino é equivalente a uma chave é um erro.
Lembre que o Arduino (depende de qual vai usar, mas eu considero que todos) tem diodos internos de proteção.
Vide:
https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-7810-Automot...
Pag 58.
São diodos do pino ao GND, para evitar tensões negativas e do pino ao VCC, para evitar tensões maiores que 5V.
Assim a tensão no pino, quando em alto, vai ser sim 5V (ou 3.3V...) , que no seu circuito faria o transistor conduzir da mesma forma que com 0V.
Para usar um PNP vc teria que resolver essa questão, usando antes um transistor NPN que transforme 0/5V em 12V/0V (ele inverte), mas que gere GND ou circuito aberto, que esses sim acionariam ou nao o PNP.
Esse circuito é muito comum (usar um NPN pra controlar o PNP).
Mas, se vc quer usar para um display 7 segmentos vai gerar uma quantidade muito grande de peças adicionais.
Recomendo estudar a possibilidade de colocar logo um integrado driver. Algo como esse:
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/uln2004a.pdf
Se vc somar o preço da quantidade de transistores necessários e mão de obra pra soldar e tal, pode ter ctz que o integrado é mais interessante. Fora o tamanho e sim, trabalha com 12V.
Apenas vc precisa incluir os resistores, conforme já citado. A tensão sobre o LED é critica, ele é um diodo, as vezes dá 0,1V a mais ou a menos e isso reflete no brilho dele. Fica manchado. Se tiver o resistor alem de garantir maior vida util do circuito vc minimiza esse problema pq estará definindo a corrente de trabalho e não a tensão.
Ex:
https://www.electronics-lab.com/project/7-segment-led-based-spi-dis...
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