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não Há suficiente informação nos a sua questão de dar uma resposta definitiva, mas vamos percorrer os passos do projeto, de modo que não só você pode descobrir isso, mas você pode ser melhor equipada para resolver a próxima transistor pergunta o que acontece com você.

a lei de Ohm

a lei de Ohm expressa a relação entre resistência (R), corrente (I) e tensão (V): V = I * R. Portanto, se tivéssemos uma fonte de 5V e um resistor de 100 ohm, a corrente eu seria V/R = 5V/100ohm = 0,05 a = 50mA. No seu exemplo particular, no entanto, há um diodo IR também. O circuito que você descreve com o diodo IR e nenhum transistor se parece com isso:

simule este circuito-esquemático criado usando CircuitLabNote que eu mostrei seus quatro resistores de 10 ohm como um único resistor de 40 ohm para maior clareza. Neste circuito, a tensão de avanço é de cerca de 1,6 V (que está sob o VF máximo de 1,7 V por folha de dados) e a corrente é de cerca de 85mA. Se você estiver usando um diodo IR diferente, você terá que encontrar e procurar sua folha de dados para obter os detalhes de sua parte.

o que é um transistor?

Sim, essa é uma pergunta retórica. Existem muitas maneiras de pensar sobre transistores, no entanto. Uma maneira útil é pensar neles como amplificadores de corrente. O ganho de um transistor, especificado como hFE é aproximadamente a razão entre a corrente do coletor IC e a corrente de base IB. Esta é uma maneira muito simplista de pensar sobre isso, mas na verdade ainda é útil na prática. Isso é IB * hFE = IC (aproximadamente). O valor real do hFE varia, mas um valor típico é 100 ou mais.

a próxima coisa a lembrar é IB + IC = IE; toda a corrente flui através do emissor. Isso é dividido entre a base (minúscula) e o coletor (A maior parte da corrente). A direção da corrente depende se o transistor é PNP ou NPN. Um 2N2222 é um transistor NPN, que também é o tipo mais comum de transistor bipolar, então o resto da discussão assumirá NPN. Tudo é basicamente o mesmo para um transistor PNP, exceto que as correntes e tensões são invertidas em relação a um transistor NPN.

usando um transistor como um switch

o que muitas vezes queremos de um transistor, como no seu caso, é que ele atue como um switch. Queremos que “ligado” se a tensão de entrada for alta e “desligado” se a tensão de entrada for baixa. Há uma região linear em que os transistores agem, bem, linearmente como o amplificador de corrente descrito acima. Isso é útil se você estiver usando um transistor como um amplificador de sinal analógico. No entanto, se estamos procurando uma operação binária on/off, não estamos interessados no intervalo linear. Na verdade, procuramos evitá-lo e operar o transistor apenas em uma das duas regiões: corte e saturação. O arranjo típico para dirigir isso de uma porta GPIO (para qualquer processador) é assim:

simule este circuito

cálculo do resistor de carga

o resistor R2 representa a carga. No seu caso, a carga é o diodo IR e qualquer resistor limitador de corrente pode ser necessário. Podemos calcular isso primeiro.

a tensão e corrente para o diodo IR, como mencionado acima, podemos obter a partir da folha de dados. A folha de dados diz que a corrente contínua máxima é 100mA (sua folha de dados pode especificar algum outro número). Então podemos começar com isso. Nós poderíamos usar um Vcc 3.3 V ou um Vcc 5V. Vamos dizer 5V. A tensão no diodo será menos de 1,7 V, de acordo com a folha de dados, então, 5V – 1.7 V = 3.3 v

em seguida, olhar para a folha de dados para um transistor 2N2222 e procurar o no VCE(sat), que significa que a tensão do coletor para o emissor, quando o transistor está em saturação (totalmente). Isso é 0.3V em IC = 150mA de acordo com a folha de dados que é próxima bastante a nosso alvo de 100mA para usar-se. Então 3.3 V – 0.3 V = 3.0 V. Então agora 3.0 V / 100mA = 30 ohms. Você pode usar três de seus resistores de 10 ohm ou um único resistor de 33 ohm (que é o valor padrão mais próximo). No entanto, eu recomendo aumentar um pouco para que o diodo IR não esteja operando em seu limite absoluto. Podemos avançar para o próximo valor padrão, que é 39 ohms.

cálculo do resistor de entrada

dado que determinamos a corrente do coletor (em torno de 100mA), podemos calcular uma corrente base mínima usando o HFE do transistor, se essa for a única figura que temos. Então 100mA / 100 = 1mA. No entanto, o valor de hFE não é realmente tão útil ao tentar conduzir o transistor para a saturação. Isso porque o hFE só é significativo na faixa linear do dispositivo em que mais corrente de base se traduz em proporcionalmente mais corrente de coletor. Como queremos levar o transistor à saturação, que é uma região na qual mais corrente de base não resulta em mais corrente de coletor (porque está saturada), temos que adicionar um fator para garantir que ele seja direcionado até a saturação. Podemos escolher arbitrariamente um valor de 5 a 10 ou mais para isso. Portanto, um multiplicador de 10x nos daria 10mA. O GPIO do Pi é capaz de entregar isso, mas vamos fazer o cálculo de uma maneira diferente.

o VBE(sat) é a base para a tensão do emissor quando o transistor está em saturação. A folha de dados fornece um valor mínimo de 0.6V (que é muito típico) e um valor máximo de 1.5 V na corrente base 15mA. Se o Pi está fornecendo 3.3 V quando o pino é conduzido alto, então a tensão através do resistor de entrada é 3.3 V – 0.6 V = 2.7 V. 2.7 V / 15mA = 180 ohms que acontece também ser um valor padrão. O circuito resultante parece com isso:

simular este circuito

alguns importantes estático (DC) resultados de simulação para este circuito são:

V(R1.nA) = 739.5 mVI(R1.nA) = -14.23 mAI(R2.nA) = 83.48 mAV(D1.nA)-V(D1.nK) = 1.656 V

vemos que a corrente de entrada é de cerca de 15mA, calculado e o diodo atual é de 83.48 mA (confortavelmente menos do que o máximo 100mA). A queda de tensão do diodo é de 1,656 V, que é próxima, mas menor do que o máximo de 1,7 V. Para alguma margem de segurança adicional, você pode aumentar ainda mais o valor do resistor limitador de corrente R2.

observe também que isso está próximo da corrente máxima especificada para o Pi, então você terá que programar a porta específica para tanta corrente (a corrente é especificada de 2mA a 16mA).

conclusão

o cálculo dos valores do resistor é um processo de várias etapas que usa dados de folhas de dados para a carga e o transistor que está sendo usado. Requer apenas algumas matemáticas simples que podem ser facilmente feitas à mão. Espero que esta resposta não só responda à sua pergunta específica, mas também possa ser empregada por outros que desejam fazer seus próprios projetos.