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23/05/2011 #1


Ayuda para calcular un transistor
Hola, quiero hacer un pequeño circuito utilizando la placa Arduino (no es necesario que lo conozcáis). Simplemente quiero controlar un motor (encenderlo, apagarlo y variar la potencia). Y necesitaría saber calcular el transistor que necesito.

El circuito sería similar a este http://sciencefor.us/blog/2009/12/13/9v-dc-motor-with/
Pero quitando el potenciometro.
El motor iría controlado por las salidas digitales y alimentado del PWM de la misma placa.

Los datos que sé:

Resistencia: 10K (está bien? o pongo otra?)

Arduino: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno

Los datos del motor serían:
Tensión nominal: 3 V CC
Tensión de salida: 2.3V DC
Máximo voltaje: 80 mA
Tensión de funcionamiento: 2.5-4V DC

Transistor: ???

Si alguien me pudiera ayudar please
23/05/2011 #2
Moderador general

Avatar de Cacho

A ver...

Primero que nada, ¿leíste los links de la página que pusiste ahí?
Hablan de qué transistor usar.

Si no, veamos: El motor tiene una tensión de trabajo de 3V, creo entender, y los 2,3V son la salida del Arduino ¿voy bien?. Si no, aclarame esos dos datos.

Siguiente cuestión: ¿Los 80mA son la corriente del motor o la máxima que entrega el Arduino?

Sigamos: El motor debe activarse cuando la salida del Arduino esté... ¿en un nivel alto o bajo? ¿De qué tensiones hablamos?

Hecho eso, el transistor va a trabajar en corte/saturación (leé sobre el tema) y el cálculo de las resistencias se hace muy fácil. La elección del transistor no es complicada, pero va a depender principalmente de la corriente que maneje el motor.

Saludos
23/05/2011 #3

Avatar de juanma2468

Para simplificar un poco los tiempo lo que vamos a hacer es maximizar un poco con lo cual con que uses un BD139 estaria mas que sobrado de capacidad, si es que lo quieres activar con un 1 logico, si lo quieres accionar con un 0 logico utiliza su complemento que creo es el BD 138, suponiendo una tension de 5V para el pulso de activacion y considerando que el transistor va a estar saturado, Vbe=0,8V y su poniendo una corriente de 100mA en el colector (estoy maximizando) la resistencia que debes poner a la entrada es R=(5V-0,8V)*beta/(100mA)=4,2K, con lo cual con una resistencia en la base de entre 3,9K y 4,7K tu motor deberia andar sin problema, saludos.
23/05/2011 #4
Moderador general

Avatar de Cacho

Juanma,



A mi gato no le gustó eso

Yo lo quería hacer pensar lo que iba a hacer. Mirá que sos malo, ¿eh?
Saludos

PD: ¿Calculaste Rb con ganancia 100 en lugar de 10 por algo en particular?
23/05/2011 #5

Avatar de cosmefulanito04

Por dios que feo gato... (y sin doble sentido ehh!! )
23/05/2011 #6
Moderador general

Avatar de Cacho

¡Y no sabés lo que piensa el gato de nosotros!
24/05/2011 #7


juanma2468 dijo: Ver Mensaje
Para simplificar un poco los tiempo lo que vamos a hacer es maximizar un poco con lo cual con que uses un BD139 estaria mas que sobrado de capacidad, si es que lo quieres activar con un 1 logico, si lo quieres accionar con un 0 logico utiliza su complemento que creo es el BD 138, suponiendo una tension de 5V para el pulso de activacion y considerando que el transistor va a estar saturado, Vbe=0,8V y su poniendo una corriente de 100mA en el colector (estoy maximizando) la resistencia que debes poner a la entrada es R=(5V-0,8V)*beta/(100mA)=4,2K, con lo cual con una resistencia en la base de entre 3,9K y 4,7K tu motor deberia andar sin problema, saludos.
Quiero activar el motor con el 1 lógico. Pero también le pasaré valores intermedios para que funcione a mayor o menor poténcia.

Sobre la resistencia, si pongo una de 10k qué pasaría? es que no entiendo muy bien para qué valen.

Aclaración sobre los valores:

Placa Arduino:
DC Current per I/O Pin: 5v (40 mA)
Tiene dos salidas PWM: 5V y 3.3v (50 mA).
Más datos: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno

Los datos del motor que voy a usar:

Datos de los motores de vibración:
Tensión nominal: 3 V CC
Tensión de salida: 2.3V DC (supongo que será la que devuelve)
Máximo voltaje: 80 mA
Tensión de funcionamiento: 2.5-4V DC

Que en realidad me venían en alemán, pero los he traducido:
Nennspannung: 3V DC
* Anlaufspannung: 2.3V DC
* Stall-Strom: 80 mA max
* Betriebsspannung: 2.5-4V DC


Por lo que pone, las salidas digitales de Arduino llegan a los 5v, no sé si podría conectar ahí directamente el motor. Es que me dijeron que el circuito tenía que hacerlo como el que os dije (http://sciencefor.us/blog/2009/12/13/9v-dc-motor-with/).
24/05/2011 #8

Avatar de juanma2468

Pues bien para activarlo con el 1 logico deberias usar el BD 139, en cuanto a la resistencia si utilizas una de 10K puede que ocurra que tu transistor no se sature de manera que tu motor no giraria a la maxima velocidad cuando tenga un uno continuo presente en su base, si le varias el ancho del pulso con el PWM lo que estas variando es la tension media sobre el motor haciendo que aumente o disminusca a medida que el pulso se agranda o disminuye respectivamente. Para el calculo del beta utilice el beta=100 porque en la hoja de datos da un beta minimo de 30 y un beta maximo de 250, asique a ojo puse un valor promedio, pero analizandolo veo que esta mal porque en realidad me tengo que poner en el peor caso posible para poder cubrime y que aun en ese caso funcione igual bien. Calculandolo nuevamente la R de base para la salida del PWM de 3,3V queda
R=(3.3V-0,8V)*30/80mA=937,5 ohms con lo cual con una R de base de 1K andaria bien.
Cacho en cuanto a que piense yo creo que esta bien, pero al menos se le debe haber enseñado o mostrado como hacerlo una ves para que sepa de donde es que vienen los calculos, para la proxima el sabra o al menos tendra una idea de como comenzar a pensar para calcular una resistencia de base, no lo hice de malo si no para ayudarlo.
24/05/2011 #9


Muchas gracias por toda la información. Solo unas preguntas más:

El beta mínimo de 30 y máximo de 250 que viene dado por el transistor?

Si Arduino UNO tiene salidas de 3.3v y de 5v, cuál cogeríais según el motor que voy a usar. Es que no me aclaro qué es la Tensión de funcionamiento: 2.5-4V DC , y la tensión Nominal: 3 V CC

Además, lo que ya os comentaba, que según la hoja de características las salidas digitales devuelven 5v, por lo que no sé porque no puedo conectar directamente el motor ahí. Supongo que será porque no saca suficientes mA...
24/05/2011 #10
Moderador general

Avatar de Cacho

juanma2468 dijo: Ver Mensaje
Cacho en cuanto a que piense yo creo que esta bien..., no lo hice de malo si no para ayudarlo.
Si Juanma... Era irónico lo que puse más arriba.
Yo estaba intentando encarar el asunto desde otr punto para llegar a lo mismo que vos. Por eso no le gustó a mi gato (que tampoco es mío, porque es muuuuuuuuuuuuy feo).
Simplemente eso

Saludos
25/05/2011 #11


ajgallego dijo: Ver Mensaje
Muchas gracias por toda la información. Solo unas preguntas más:

El beta mínimo de 30 y máximo de 250 que viene dado por el transistor?

Si Arduino UNO tiene salidas de 3.3v y de 5v, cuál cogeríais según el motor que voy a usar. Es que no me aclaro qué es la Tensión de funcionamiento: 2.5-4V DC , y la tensión Nominal: 3 V CC

Además, lo que ya os comentaba, que según la hoja de características las salidas digitales devuelven 5v, por lo que no sé porque no puedo conectar directamente el motor ahí. Supongo que será porque no saca suficientes mA...
Sorry por ser insistente, es que como no tengo mucha idea de esto necesito asegurarme. Soy bueno con la programación, pero nunca he trabajado con la electrónica.

Gracias por la ayuda
25/05/2011 #12


El beta mínimo de 30 y máximo de 250 que viene dado por el transistor?
Eso es para despistar al enemigo!

Compra un tester que tenga en su selector algo como hFe y unos oyitos con las letritas BCE, metes ahi el transistor y te dice el beta que tiene...

Si Arduino UNO tiene salidas de 3.3v y de 5v, cuál cogeríais según el motor que voy a usar. Es que no me aclaro qué es la Tensión de funcionamiento: 2.5-4V DC , y la tensión Nominal: 3 V CC
Tension de funcionamiento es igual a voltaje de funcionamiento... tambien es para despistar al enemigo
Además, lo que ya os comentaba, que según la hoja de características las salidas digitales devuelven 5v, por lo que no sé porque no puedo conectar directamente el motor ahí. Supongo que será porque no saca suficientes mA...
definitivamente no creo que sean suficientes los amperios para el motor... se necesita un transistor...
25/05/2011 #13

Avatar de pandacba

Veamos el arduino no es más que un microcontrolador programable para que hagamos los que nos piache.

Por lo tanto no deja de ser un micro y como tal hay que tratar la cosa, de acuerdo a esto, las señales entrantes y salientes deberan tener como máximo una amplitud de 5V dc.

Alimenta la placa con tensión regulada y estabilizada, pero loa accesorios no tienen porque estar limitado a ese voltaje. Precisamente por querer hacer eso estamos limitando, la libertad que el sistema ofrece...

Aconsejo utilzar un optoacoplador en la salida de control, via un resistor de 1k0 a un transistor TIP102 por ejemplo el emisor a masa el colector a un lado del motor y el otro a la alimentación 12 o 9V y un diodo en paralelo con el motor(catodo del diodo hacia el positivo)
25/05/2011 #14


pandacba dijo: Ver Mensaje
Aconsejo utilzar un optoacoplador en la salida de control, via un resistor de 1k0 a un transistor TIP102 por ejemplo el emisor a masa el colector a un lado del motor y el otro a la alimentación 12 o 9V y un diodo en paralelo con el motor(catodo del diodo hacia el positivo)
Antes me habían recomendado usar un BD 139, qué diferencia hay con el TIP102 ? Es que tengo que ir a comprarlo
25/05/2011 #15

Avatar de pandacba

Dependiendo de la corriente del motor puede ir un BD139 ya que tiene una cápsula pequeña, este maneja hasta 1.5A y el TIP102 es darlington eso siginifica que en la capsula hay dos transistpres que multiplican la ganancia, por lo que sera necesaria una baja corriente de base.

Para que te quede más claro, el BD139 tiene una ganancia típica de 100 y el TIP102 de 1000
si pones un motorcito con 12V y 150mA con el BD139 necesitaras una corriente aprox de 1.5mA en la base y con el TIP102 será 10 veces menor .15mA

Con un motor pequeño el BD139 es óptimo, asi que podes utilzar el que desees
25/05/2011 #16


Antes me habían recomendado usar un BD 139, qué diferencia hay con el TIP102 ?
A grande razgos y para lo que lo ocupas yo diria que,,,

el bd139 soporta una corriente de 1.5A y el Tip102 8A...

creo empezamos a adivinar cual es el que tu necesitas....

-Posteamos igual Panda

si yo tambien creo que a lo mejor el bd139 es el indicado
25/05/2011 #17

Avatar de cosmefulanito04

lubeck dijo: Ver Mensaje
Eso es para despistar al enemigo!

Compra un tester que tenga en su selector algo como hFe y unos oyitos con las letritas BCE, metes ahi el transistor y te dice el beta que tiene...
...
No es tan asi. El hFe no es constante, depende de la corriente de colector, de la frecuencia y de la ºT (creo que no me falta otra variable importante).

Entonces el hFe min que indica el fabricante es muy importante, porque es la garantia que te da el fabricante de que menos de ese hFe no vas a tener, y en diseños donde necesitas saber cual es tu peor condicion de ganancia, ese dato es de suma importancia.

Sobre el hFe que te tira el transistor, tene en cuenta que es el hFe en una cierta condicion de prueba (una cierta Icq, con una Vbe), osea a lo que voy es que ese dato tan util no es.
25/05/2011 #18


No es tan asi. El hFe no es constante, depende de la corriente de colector, de la frecuencia y de la ºT (creo que no me falta otra variable importante).
Estoy de acuerdo contigo en todo...
25/05/2011 #19


Ok, muchas gracias, pues iré a comprar el BD 139 y resistencias de 1K.
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