Arduinoでトランジスタ制御LEDに接続された9ボルトのバッテリー

デスクトップゲームコンピューターにカスタムLED照明セットアップを追加しようとしています。このセットアップでは、小さなLEDセットを他のセットとは別にオンにできるようにしたいと考えています。これは、さまざまなセットをさまざまなタイミングでオンにして「ライトショー」を作成できるようにするためです。

私は使用していアルドゥイーノ LEDに9ボルトのバッテリから電力を供給するトランジスタ（BC547B）を制御するためのデジタルI / Oピンを。LEDの定格は1.9vであり、5つのLEDの複数のセット（5 * 1.9 = 9.5-抵抗は不要...でしょ？）が直列に接続され、それらの「複数のセット」は並列に接続されます。

ただし、トランジスタが不足しているため、一時的に（より多くのトランジスタが得られるまで）トランジスタあたり5つのLEDの2つのセットを接続しています。混乱していますか？これを1つのトランジスタのみを使用して回路図にまとめます（最終バージョンではさらに多くなります）：

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

つまり、基本的に問題は、Arduinoのピン5をオンにしてもLEDが点灯しないことです。どうしてこれなの？。私はここで何か悪いことをしているかもしれませんが、私がそうしていると、それを理解することができません。

これは、誰かが見たい場合に備えて、私が使用しているArduinoの一時的なコードです。

void setup() {
    pinMode(5, OUTPUT);
}

void loop() {
    digitalWrite(5, HIGH);
    delay(1000);
    digitalWrite(5, LOW);
    delay(1000);
}

ピン5をオンにして、少し待ってから、オフにして、少し待ってから繰り返すだけです。

前もって感謝します。

厄介なタイトルのPS謝罪。

編集：

また、私はこの種のものに非常に新しいので注意してください。これは、一種の学習プロジェクトのために行っています（そのため、私のコンピューターはかっこよく見えます）。

まず、「5 * 1.9V = 9.5V->抵抗は不要」では機能しません。順方向電圧は正確ではなく、9Vも正確ではありません。順方向電圧==電源電圧が問題になる理由の説明は次のとおりです。また、トランジスタの両端で電圧降下が発生します。

あなたの回路には多くの問題があります。

1. トランジスタをオンにするには、Arduinoは5 * 1.9V +〜0.7V =〜10.2Vを出力する必要があります。Arduinoのピンは5Vを出力するので、すぐには問題ありません。エミッタを接地し、LEDをコレクタに接続すると、それが機能する可能性がはるかに高くなります。

2. トランジスタには、電流を制限するためのベース抵抗が必要です。Arduinoとトランジスタを損傷する危険があります。トランジスタを飽和させると（スイッチのように動作させるために行うことです）、ベースは約0.7Vになります。ベース抵抗がない場合、Arduinoピンはそれを5Vに駆動し、大量の電流がベースに流れ込み、貧弱なArduinoを燃焼させます。したがって、ベース抵抗が必要です。その値は、LEDを流れる電流量とトランジスタの電流ゲインに依存します。計算を行わなくても、おそらく220Ωと1kΩの間が適切です。

3. 並列のLEDまたはLEDストランドには、個別の抵抗が必要です。このサイトには、理由をより詳しく説明できる多くの回答があります。基本的に、異なるLEDストランド間の正味順電圧は異なり、電流の不均衡を引き起こします。数学的には、$\frac{V_s-nV_f}{I_f} = R$、 どこ $V_s$ あなたの供給電圧です $n$ は、直列ストランド内のLEDの数であり、 $V_f, I_f$ LEDの順方向電圧と望ましい順方向電流です。

4. これを機能させると、9Vバッテリーはおそらく十分ではありません（9Vバッテリーは容量がほとんどなく、低電流機能を備えています）。9Vの壁のいぼなどがより適切です。また、そのトランジスタは最大100mAのコレクタ電流しか定格されていません。いくつかのLEDストランドがそれを超え、トランジスタがトーストします。より大きなトランジスタ、またはより優れた、頑丈なMOSFETを使用すると、多くのLEDを安全に切り替えることができます。1つのストランドまたは2つのストランドの場合、そのトランジスタは問題ありません。12V PC PSUを使用している場合は問題ありません。電流制限抵抗を9Vではなく12Vで計算してください。

したがって、4つのLEDを直列に接続し、適切な電流制限抵抗を使用して、トランジスタの接続を変更し、ベース抵抗を追加します。これで少なくとも始められるはずです。