Ho 60 led in una striscia a led . La lunghezza di un metro della striscia principale richiede quanto segue:

• 400 milliampere
• 12 volt

Voglio controllare questi LED con micro controller. Sto pensando di usare un TIP120 e un raspberryPi.

Un pin GPIO raspberryPi può emettere continuamente 50 milliampere. (Aggiornamento: questo non è vero, vedi sotto)

Sono un principiante e non sono sicuro di farlo correttamente. Tutti i miei calcoli sono basati sulle cose che ho letto su questo blog .

Matematica

Corrente di base:

Il TIP120 ha una corrente di collettore di lc = 250 * lb, quindi avrò bisogno di una corrente di base di 1,6 mA.

(1.6mA * 250 = 400)

RaspberryPi non dovrebbe avere problemi con la corrente di base

Resistenza di base:

Avrò bisogno di un resistore abbastanza basso da garantire che la base TIP120 rimanga satura ma rimanga a meno di 50 mA per non sovraccaricare il raspberryPi.

Secondo il blog che ho citato, trovo la resistenza di base guardando il Vbe (sat). Vedi figura 2.

dove Vbe (sat) è 400 sull'asse x, la corrente del collettore è di circa 1,3 sull'asse y.

Se il raspberryPi emette 3,3 volt, allora c'è una caduta di tensione di 2 volt
(3,3 - 1,3)

Quindi, secondo il mio calcolo, ho bisogno di una resistenza tra 4 e 40 Ohm R = V / I
2 / (0,05 A) = 40 Ohm
2 / (0,50 A) = 4 Ohm
(Aggiornamento: errato, vedere il fondo della domanda)

Mi considero ancora un dilettante e sono un po 'sopra la mia testa.

• Questi calcoli sembrano corretti?
• TIP120 funzionerà? (eventuali altri suggerimenti benvenuti)
• Ci sono altre considerazioni che dovrei prendere in considerazione per il mio schema?

Aggiornare

Come indicato nelle risposte, ho digitato i valori in milliampere di un fattore 10. Avrei dovuto dire:
2 / (0,005 A) = 400 Ohm
2 / (0,050 A) = 40 Ohm

Aggiornamento 2

Sembra che ci sia un po 'di nebbia sulla corrente massima che può fornire un pin su un Raspberry Pi. Per sicurezza, suppongo che sia 8 mA.

/raspberrypi/9298/what-is-the-maximum-current-the-gpio-pins-can-output

/raspberrypi/1130/what-is-the-nominal-gpio-pin-output-current

Aggiornamento 3

Ada Fruit ha scritto un fantastico articolo sul blog su come controllare una striscia LED con un micro controller. Lei raccomanda un STP16NF06 o un TIP120

https://learn.adafruit.com/rgb-led-strips/usage

Ci sei quasi, un paio di cose però:

Il calcolo della resistenza di base non è corretto - ricorda che hai bisogno solo di 1,6 mA in base ai tuoi calcoli (la corrente del collettore è separata).
Guardando il foglio dati, il guadagno minimo è 1000 e la tensione massima dell'emettitore di base è 2,5 V, il che significa che dobbiamo regolare i calcoli, 1,6 mA farà per la corrente di base (sempre buono avere un extra per un interruttore come guadagno scende alla saturazione) ma dobbiamo usare 2,5 V anziché 1,3 V per il caso peggiore (è meglio usare il caso peggiore / valori massimi con cui progettare, anche se guardando il grafico sembra che il Vbe extra sia improbabile in questa corrente, quindi da qualche parte tra le due figure seguenti dovrebbe essere a posto):

Così:

(3,3 V - 2,5 V) / 1,4 mA = 570Ω

o

(3,3 V - 1,5 V) / 1,4 mA = ~ 1,2 kΩ

Questo dovrebbe funzionare bene, ma non è il modo più efficiente per fare le cose - la dissipazione del transistor sarà almeno 0,4 A * Vce (sat) che è di circa 0,4 A * 0,75 V = 0,3 W, più il tuo R-pi necessita almeno un paio di mA circa per guidarlo.
Un MOSFET a livello logico moderno può essere molto più piccolo, essere guidato senza (quasi) nessuna corrente) e quasi senza dissipazione. Ecco una parte di esempio, la FDC637BNZ , scelta a caso tra le migliaia di Farnell:

0,5 A è 500 milliampere ... Farai esplodere il tuo Pi. 0,05 è 50 milliampere. Questo è il limite massimo. Non c'è bisogno di provarlo. Hai solo bisogno di 1.6mA come hai detto. Quindi lucidalo un po ', diciamo un bel 5mA. 3.3 - 1.3 = 2v la resistenza deve cadere. 2v / 0,005A (5mA) = 400Ω. Arrotondando alla prossima dimensione più grande 470Ω, ottieni ~ 4mA alla base.

A parte questo errore matematico, il TIP120 funziona bene per questo, anche se è davvero eccessivo per i 400mA che la striscia led prenderà. È una coppia darlington, per moltiplicazioni di corrente elevata. Un singolo transistor BJT comune come il PN2222 (1 Amp in un pacchetto To-92 standard) sarebbe più che sufficiente. Oppure potresti dividere la striscia in due o tre e usare alcuni 2n3904 (100 ~ 200mA) e far lampeggiare le diverse sezioni in modo diverso (Naturalmente avrai bisogno di un uguale numero gpio, a meno che tu non voglia guidarli tutti da un singolo GPIO che Anche i transistor paralleli ciascuno con i propri resistori di base che guidano sezioni più piccole della striscia LED sarebbe un buon modo di trattare transistor più piccoli se non riesci a ottenere quelli più grandi.)

E il tuo schema è abbastanza buono per un modello. Una striscia led a un colore non è un circuito molto complesso con cui lavorare, quindi non c'è modo di migliorarla oltre all'utilizzo delle parti giuste invece dei segnaposto generici.