Choisir le bon transistor pour un circuit de commutation

Je veux contrôler un haut-parleur de sirène (a un pilote intégré) avec un Arduino.

La sirène a besoin de 12V et consomme environ 480mA. La broche de sortie Arduino est de 5 V et peut générer 40 mA maximum.

Je voudrais utiliser un transistor pour allumer et éteindre la sirène. Est-ce une application OK pour un transistor? Je préfère ne pas avoir à utiliser de relais ou de SSR car je n'en ai pas sous la main.

Sur la base de ces chiffres, j'ai calculé que ma résistance de charge (sirène) était de 25 ohms en utilisant la loi d'Ohm, R = E / I. (J'utilise des amplis, des volts et des ohms comme unités)

\frac{12 V}{0.48 A} = 25 Ω

$\frac{12V}{0.48A} = 25 \Omega$

J'ai trouvé différents calculs pour déterminer le type de transistor dont j'ai besoin et je ne suis pas sûr de savoir lequel est le meilleur. L'un d'eux est comme ça:

h_{F E (m i n i m u m)} = 5 \times \frac{L o a d C u r r e n t}{A r d u i n o P i n M a x C u r r e n t}

$h_{FE(minimum)} = 5 \times \frac{Load\;Current}{Arduino\;Pin\;Max\;Current}$

Ce qui me donne un minimum de 60. $h_{FE}$

5 \times \frac{0.48}{0.04} = 60

$5 \times \frac{0.48}{0.04} = 60$

C'est là que je suis un peu confus. J'ai quelques transistors et leurs fiches techniques mais je ne sais pas trop comment les lire. J'ai lu de nombreuses ressources et je suis tout aussi confus maintenant qu'avant.

Je sais que je devrais probablement utiliser un transistor NPN, mais cela importerait-il si j'utilisais un PNP à la place? Les mêmes calculs s'appliquent-ils? Je comprends que le circuit change, actif haut au lieu de bas actif, mais y a-t-il des inconvénients à PNP sur NPN?

Les NPN que j'ai sont PN2222A , BC337 , BC547B et un BC517 darlington .

Les PNP que j'ai sont PN2907 , BC327 et un BC516 darlington .

Comment pourrais-je choisir le bon transistor pour le travail? Je ne veux pas surcharger le transistor.

transistors

— darkadept
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Pour votre information, dans votre situation, vous POUVEZ utiliser de manière simplifiée les NPN pour changer de PNP et obtenir l'effet souhaité. Probablement un peu tard pour faire la différence, mais voilà. :-)

— AbeFM

Lors du choix du bon transistor pour ce travail, je vais d'abord éliminer les transistors PNP. Ils sont un peu plus compliqués à utiliser dans votre cas. Comme vous l'avez dit, pour un transistor PNP, le haut actif devient le bas actif, ce qui signifie que le transistor s'allumera lorsque vous appliquerez 0V de votre Arduino, mais il ne s'éteindra pas lorsque vous appliquerez 5V de l'Arduino. Vous devrez appliquer 12V à la base du transistor PNP pour éteindre (VEB = 0).

Laissant les PNP derrière, en regardant les NPN dont vous disposez, seul le BC547B (Ic = 100mA) ne pouvait pas gérer le courant de 480mA dont votre sirène a besoin. Parmi les 3 transistors restants, je choisirais celui qui peut gérer le plus courant, juste pour être du bon côté. Ce serait le BC517 darlington , qui peut gérer un maximum de 1,2 A, plus que suffisant pour votre sirène.

Seulement maintenant, vous devrez vous soucier du gain du BC517. Mais, comme le BC517 est un transistor Darlington, il a un gain énorme (hFE = 30 000), vous pouvez donc facilement allumer le transistor avec un très faible courant de base. Si vous avez choisi de piloter la base du transistor avec une résistance de 1KOhm, vous aurez un courant de base de 3,6 mA, ce qui est suffisant pour vos besoins.

Le gagnant serait donc le BC517 .

Circuit NPN

— m.Alin
source

Ok, cela explique très bien ma question, merci. Je suppose qu'il vaut mieux avoir un hFE beaucoup plus élevé qu'un marginal et se tromper du côté sûr de la charge actuelle plutôt que de le couper trop près. Je pense que j'aurai besoin d'explorer cela plus avant et potentiellement de chercher des transistors PNP malgré ce que vous avez mentionné. Ma sirène a en fait deux fils positifs, un pour un son constant et un autre pour un son "glapissement". Ils partagent un terrain d'entente. Cela signifierait-il que j'ai besoin de la configuration PNP pour pouvoir commuter les deux fils positifs? (est-ce que c'est sa propre question?)

— darkadept

Avez-vous une fiche technique de votre sirène? ou un diagramme.

— m.Alin

@ m.Alin j'ai proposé une modification mais en cas de rejet ... "appliquer 12V à la base du NPN" dans le premier paragraphe il faut dire "PNP", non?

— CupawnTae

@CupawnTae Bien sûr, vous avez raison. Merci pour la retouche :-)

— m.Alin

Commentaire d'un côté. 'hFE = 30 000' est le gain de courant CC en mode "actif avant", pas en mode saturation. La fiche technique du BC517 utilise un mode bêta de mode de saturation de 1000 - c'est-à-dire, hFE (sat) = 1000 - ce serait donc un bon point de départ pour votre conception. Si le courant du collecteur est de 400mA, alors IB (sat) doit être de 400mA / 1000 = 400uA, que le microcontrôleur devrait pouvoir fournir sans aucun problème. La valeur de R1 devrait alors être (VOH (min) -VBE (sat)) / 400uA, où VOH (min) est la tension de sortie minimale du microcontrôleur pour une sortie logique ÉLEVÉE, et VBE (sat) est ~ 1,6 V selon la fiche technique.

— Jim Fischer