Pulsbreedte via Arduino en transistor

[wimk]

N.a.v. de opmerkingen van Klaas Zondervan:

Ik heb wat gezocht op internet, en kwam op de volgende pagina's een groot vermogen transistor tegen:

Using a Transistor to Control High Current Loads

Datasheet TIP120

transistor TIP120 bij Ali

Mijn vraag is: Is dat een geschikte transistor om hogere vermogens mee te schakelen? ik kan het datasheet niet goed lezen, en kan het niet goed beoordelen. Hij moet een loc-motor schakelen (dus 0,4 tot 1,0 ampere), maar moet dat ook snel doen (490 keer per seconde, de pwm-frequentie die de arduino geeft).
Moet deze transistor ook worden gekoeld met een koel-vin? Welke weerstand moet er bij deze transistor tussen de Arduino en deze transistor? Welke versterkingsfactor heeft deze transistor (kan ik niet uit het datasheet halen, weet niet hoe die op te zoeken).

Is dit een goede koop, of moet ik een andere transistor zoeken?

hartelijke groeten,
Wim K

[Klaas Zondervan]

Dat lijkt me wel een geschikte transistor.
Bij aliexpress maken ze er wel een potje van. In de productbeschrijving zeggen ze dat het een voltage regulator is.

Zelf gebruik ik vaak de BD678 (PNP) en BD679 (NPN)

Bij een darlington moet je er wel op letten dat de verzadigingsspanning (saturation voltage) vrij hoog is. Dat is de spanning die tussen collector en emitter overblijft als hij vol is opengestuurd. Daardoor wordt er in een darlington meer warmte opgewekt dan in een enkelvoudige transistor. Daarom zou ik hem zeker op een koelblikje monteren. Dat hoeft niks bijzonders te zijn, een stukje aluminium hoeklijn is voldoende

[72sonett]

Korte link naar Aliexpress, zo blijft de pagina lay out OK.




490 Hz is geen probleem, die TIP120 kan tot 1 MHz aan, maar is overgedimensioneerd voor wat jij wil doen.

Collector Current  I_c
− Continuous  5.0 Adc
− Peak 8.0 Adc
hFE = 2500 @ I_C = 4.0 Adc
Small−Signal Current Gain (IC = 3.0 Adc, VCE = 4.0 Vdc, f = 1.0 MHz) hfe 4.0

De 8050 in je schema zou OK moeten zijn tot 1,5 A. Probeer het uit op een breadboard, verlaag eerst die basisweerstand eens, tot minimaal 220 ohm, dan staat de motor waarschijnlijk ook stil bij analogWrite (11,0).

Die hogere c-e spanningsval van een geleidende Darlington (ca 1,4 V) gaat af van de 12 V spanning over de locmotor, "ieder foordeel hep se nadeel".

[Timo]

De TIP120 heeft inderdaad altijd een redelijk spanningsverlies (en daarmee dus warmte productie. Gelukkig is deze wel iets lager dan 1,4V, zo rond de 0,75V (bij Ib van >4mA). Maar dit betekend nog steeds dat je dus 1 Watt aan het verstoken bent in de transistor als je een last van 1A aan stuurt. Iets dat de transistor als doet stijgen met 47°C. Bij een omgevingstemperatuur van 25°C zit je dan al op 72°C. Nog wel binnen de grenzen van de transistor maar niet fijn meer beet te pakken. Voor de BD678 zijn de verliezen nog iets groter.

Bij gebruik van een S8050 verwacht is ook een aardige spanningsval als je 1k weerstand gebruikt (= ongeveer 4,3mA Ib). Combineer dat met de hoge thermische weerstand van een SO-92 behuizing en je hebt een aardig gelimiteerd. De specificatie van 1,5A is dus leuk maar dat is (zoals bij alle transistoren) alleen theoretisch te behalen met oneindig veel koeling.

Wil je minder verliezen zou ik overstappen op een MOSFET.


Timo

[Karst Drenth]

Yep,

bijvoorbeeld de IRL3715ZS of de variant daarvan met poortjes ipv SMD-leads

Weliswaar volledig overbemeten, maar dan heb je gelijk een mooie kortsluitvaste uitgang


Grtzz,

Karst

[wimk]

Een paar weken geleden heb ik in dit draadje inforamtie gevraagd over gebruik van een arduino, transistor en pulsbreedtemodulatie. Van diverse kanten hulp gehad, en ik beloofde toen, erop terug te komen. Bij deze.

Ik maakte gebruik van een transistor S8050 om het door de Arduino opgewekte signaal te versterken zodat er een trein op kan rijden. Dat lukte niet, bij commando analogWrite(0) in de Arduino stond er toch spanning op de rails. Van alles geprobeerd, een lagere weerstand tussen Arduino en transistor, zelfs helemaal geen weerstand (eigenlijk mag dat niet), wat ik ook deed, de spanning bleef ca. 2 volt (en dus ging de trein langzaam rijden).

Door Klaas werd gesuggereerd een transistor BD679 te gebruiken. Inmiddels is de bestelling China binnen, en heb nu de boel goed werkend. Met die transistor blijkt het goed te werken. Bij alalogWrite(0) staad de trein ook echt stil, bij analogWrite(255) schiet deze vooruit, en bij tussenligende is de snelheid evenredig. De transistor is stevig genoeg om een aardige stroom te kunnen schakelen die ik nodig heb bij het rijden.

Blijkbaar war er toch wat met mijn S8050 transistors aan de hand. Waarom het nooit heeft gewerkt weet ik niet, is nu ook niet zo belangrijk meer. Maar dankzij jullie hulp is het probleem nu uit de wereld.

Mijn dank voor alle hulp.
Wim K

[Timo]

Hoi Wim,

Mooi dat het nu werkt. Denk nog steeds dat je die arme S8050 gewoon overbelast hebt.

Denk er wel aan dat je met de huidige transistor ook nog wel wat verliezen hebt dus koeling is geen overbodige luxe.


Timo

[Roy Faessen]

Ik zou de schakeling met een L293 gebouwd hebben. De chip is speciaal voor PWM motor regelingen. Je kan dan ook 2 rijrichtingen gebruiken. Ik heb al meerdere sturingen gebouwd met een arduino en deze chip. Wel zou ik vrijloopdiodes plaatsen om de IC te beschermen.

Zie link: http://www.instructables.com/id/Control-your-motors-with-L293D-and-Arduino/