Uso del transistor para el control de corrientes elevadas.

14 Uso del transistor para el control de corrientes elevadas.

Arduino puede entregar como máximo I=40 mA por cada pin de salida digital, si necesitamos controlar dispositivos con un consumo de corriente mayor debemos utilizar un transistor. Además mediante un transistor podemos manejar tensiones diferentes ( por ejemplo alimentar motores cc de 3V) por lo que nos permite más posibilidades.
Hay básicamente dos tipos de transistores los transistores bipolares BJT, y los de efecto de campo MOS y JFET. [35] Además dentro de cada categoria podemos encontrar transistores NPN, PNP,JFET Canal P, N. Existen fototransistores, Transistores Darlington para grandes potencias y de otros tipos.
Los transistores van encapsulados de distintas formas y mediante la hoja de características (datasheet) del fabricante obtenemos su patillaje y características.

Símbolos
 

Pines

PNP BCE (Base, Colector,Emisor)
NPN BCE (Base, Colector,Emisor)
Canal P GDS (Gate,Drain,Source)
Canal N GDS (Gate,Drain,Source)

Pueden funcionar como interruptores o amplificadores, en nuestro caso utilizaremos un transistor de pequeña potencia, un BC547c, un transistor NPN funcionando como interruptor para el control de un relé y el control de un pequeño motor de CC.
 
Transistor BC547B
Encapsulado TO 92 (Los encapsulados son estándard) [37]

1. Colector
2.Base
3.Emisor

Como elemento de protección del circuito contra corrientes transitorias producidas por la bobina colocamos un diodo 1N4007 polarizado inversamente. [38]

Hoja de datos de BC547 de Fairchild [36]

Control de un relé mediante transistor.
Mediante el pin digital 3 de Arduino saturamos la base del transistor, este actuará como un interruptor .


Materiales:
1 Arduino.
1 Transistor BC547B
1 Resistencia 1kΩ
1 Resistencia 330Ω
1 Diodo 1N4007
1 Relé 5V
cables y una Protoboard  
Circuito:

Control de Relé mediante transistor.

Esquema:

Esquema eléctrico.

Programa:

Vamos a activar el pin 3 donde está colocada la base del transistor, al activar el pin 3 estará activo durante 5 segundos, luego se desactiv durante 5 segundos mas y comienza el bucle de nuevo. Según el fabricante de relé SONGLE RELAY [39] el consumo es de 71mA (por debajo de los 100mA del TRT) y puede soportar hasta 30 operaciones (ON/OFF) por minuto, dato importante a la hora de calcular la velocidad de conmutación.

Programa con 5 segundos entre transición.

Código:
void setup()
{
  pinMode( 3 , OUTPUT);
}

void loop()
{
  digitalWrite( 3 , HIGH );
  delay( 5000 );
  digitalWrite( 3 , LOW );
  delay( 5000 );
}

Control de un motor de DC mediante transistor.
 
Vamos a controlar un motor mediante una salida PWM (3), para ello utilizamos un transistor BD137 [40] que puede soportar una corriente de colector de 1.5 Amperios.
El motor de juguete funciona con 3V y consume un amperio. Vamos a controlar la velocidad automáticamente. Materiales:
1 Arduino.
1 Transistor BD137
1 Resistencia 1kΩ
1 Diodo 1N4007
cables y una Protoboard

Circuito:

Motor de 3V DC alimentado a baterias.

Esquema:

Esquema .Control motor de 3V DC alimentado a baterias.

Programa:

Programa Ardublock

Código:
int _ABVAR_1_vel = 0 ;

void setup()
{
  pinMode( 3 , OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
  _ABVAR_1_vel = 50 ;
  while ( ( ( _ABVAR_1_vel ) < ( 150 ) ) )
  {
    _ABVAR_1_vel = ( _ABVAR_1_vel + 1 ) ;
    analogWrite(3 , _ABVAR_1_vel);
    Serial.print("vel =");
    Serial.print(_ABVAR_1_vel);
    Serial.println();
    delay( 100 );
  }

}

Si queremos controlar el sentido de giro podemos utiliza un puente en H [41], podemos utilizar un Arduino motor shield (http://arduino.cc/en/Main/ArduinoMotorShieldR3) o otros circuitos como el Ardumoto (http://tienda.bricogeek.com/shields-arduino/429-ardumoto-driver-de-motores-para-arduino.html)

Vídeo Youtube

Links:
[35] Transistores. http://es.wikipedia.org/wiki/Transistor
[36] Datasheet: https://www.fairchildsemi.com/datasheets/BC/BC547.pdf
[37] Encapsuldos: http://bricotronika.blogspot.com.es/2013/04/identificacion-de-terminales-en-los.html
[38] http://panamahitek.com/conceptos-basicos-de-electronica-el-diodo/
[39]https://www.ghielectronics.com/downloads/man/20084141716341001RelayX1.pdf
[40]pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/fairchild/BD137.pdf
[41]http://es.wikipedia.org/wiki/Puente_H_%28electr%C3%B3nica%29
[42] Vídeo Youtube http://youtu.be/Rr8xFHyV-JI