Транзистори: схема, принцип роботи, чим відрізняються біполярні та польові. Особливості підключення пристроїв Arduino Біполярний транзистор arduino

Підключити на пряме до Arduino потужне навантаження, наприклад, лампу освітлення або електронасос не вийде. Мікроконтролер не забезпечує необхідної потужності, для роботи такого навантаження. Струм, який може протікати через виходи Arduino, не перевищує 10-15 мА. На допомогу приходить реле, за допомогою якого можна комутувати великий струм. До того ж, якщо навантаження живиться від змінного струму, наприклад 220v, то без реле ні взагалі не обійтися. Для підключення потужних навантажень Arduino через реле, зазвичай використовують реле модулі.

Залежно від кількості навантажень, що комутуються, застосовують одно-, двох-, трьох-, чотирьох- і більш канальні реле модулі.

Свої, один і чотири канальні модулі, я купив на Aliexpress, за $ 0,5 і $ 2.09 відповідно.

Пристрій реле модуля Arduino, на прикладі 4-х канального модуля HL-54S V1.0.

Розглянемо детальніше пристрій даного модуля, за цією схемою зазвичай будуються багатоканальні модулі.

Принципова схема модуля.

Для захисту висновків Ардуїно від стрибків напруги в котушці реле застосовується транзистор J3Y і оптрон 817C. Зверніть увагу, сигнал з піна Inподається на катод оптрона. Це означає, щоб реле замкнуло контакти, потрібно подати на пінIn логічний 0 (Інвертований сигнал).

Також бувають модулі, у яких сигнал з піна Inподається на анод оптрона. У такому разі потрібно податилогічну 1 на пінInдля спрацьовування реле.

Потужність навантаження, яке можуть включати/вимикати модулі, обмежується встановленими на платі реле.

В даному випадку використовуються електромеханічні реле. Songle SRD-05VDC-SL-C, Що має такі характеристики:

Робоча напруга: 5 В
Робочий струм котушки: 71 мА
Максимальний струм, що комутується: 10А
Максимальна комутована постійна напруга: 28 В
Максимальна комутована змінна напруга: 250 В
Робочий температурний режим:від -25 до +70°C

Реле Songle SRD-05VDC-SL має 5 контактів. 1 і 2 харчування реле. Група контактів 3 і 4 являють собою нормально розімкнені контакти ( NO), група контактів 3 і 5 - нормально замкнуті ( NC).

Подібні реле бувають різні напруги: 3, 5, 6, 9, 12, 24, 48 У. У разі використовується 5-вольтовый варіант, що дозволяє живити реле-модуль безпосередньо від Arduino.

На платі є перемичка ( JDVcc), для живлення реле або Arduino, або від окремого джерела живлення.

Пінами In1,In2,In3,In4модуль підключається до цифрового висновку Arduino.

Підключення реле модуля HL-54S V1.0 до Arduino.

Оскільки у нас модуль із 5-вольтовими реле, підключимо його за такою схемою, живлення візьмемо від самої Ардуїно. У прикладі підключу одне реле, як навантаження використовуватиму лампочку на 220 в.

Для живлення реле модуля від Arduino, перемичка повинна замикати піни. Vcc» та « JDVcc», Зазвичай за замовчуванням вона там і встановлена.

Якщо у вас реле не 5 вольт, живити від Ардуїно модуль не можна, живлення потрібно брати від окремого джерела.

Нижченаведена схема показує, як підключити живлення модуля окремого джерела. За такою схемою потрібно підключати реле, розраховане на живлення від більш-менш 5 В. Для 5-вольтових реле ця схема так само буде краща.

При такому підключенні потрібно прибрати перемичку між пінами. Vcc» та « JDVcc». Далі пін « JDVcc» підключити до « + зовнішнього джерела живлення, пін Gnd» підключити до « - джерела живлення. Пін « Gnd», який у попередній схемі підключався до піна « Gnd» Ардуїно, у цій схемі не підключається. У моєму прикладі, зовнішнє джерело живлення 5 В, якщо ваше реле розраховане на іншу напругу (3, 12, 24 В), вибираєте відповідне зовнішнє живлення.

Скетч для керування реле модулем через Ардуїно.

Заллємо в Ардуїно скетч, який сам включатиме і відключатиме лампочку (мигалка).

В рядку int relayPin = 7;вказуємо номер цифрового піна Arduino, до якого підключали пін In1 модуля реле. Можна підключити будь-який цифровий пін і вказати його в цьому рядку.

В рядку delay(5000);можна змінювати значення часу, при якому лампочка горітиме і при якому буде погашена.

В рядку digitalWrite(relayPin, LOW);вказано, при подачі логічного нуля ( LOW), реле-модуль замкне контакти і лампочка горітиме.

В рядку digitalWrite(relayPin, HIGH);зазначено, при поданні логічної одиниці ( HIGH), реле-модуль розімкне контакти і лампочка згасне.

Як бачимо, у рядку digitalWrite(relayPin, LOW);залишили параметр LOW. Якщо реле замкне контакти і лампочка загориться, значить на пін In1вам потрібно подавати логічний нуль, як і в мене. Якщо лампочка не загориться, заллємо скетч, у якому замінимо параметр LOWна HIGH.

Результат скетчу на відео.

Тепер давайте додамо в схему тактову кнопку і при натисканні на неї реле-модуль включатиме лампочку.

Кнопку підключаємо разом з резистором, що підтягує, на 10к, який не дозволить зовнішнім наведенням впливати на роботу схеми.

Заливаємо скетч

В рядку if(digitalRead(14)==HIGH)задаємо номер цифрового піна, на якому підключено кнопку. Підключати можна на будь-який вільний. У прикладі ця аналоговий пінA0, його ж можна використовувати як цифровий 14 піна.

В рядку delay(300);задається значення в мілісекундах. Це значення вказує, через який час після натискання або відпускання кнопки потрібно робити дії. Це захист від брязкальця контактів.

Для інформації! Усі аналогові входивід A0 ( нумерується як 14) до A5 (19), можна використовувати як цифрові ( Digital PWM).

Наприкінці результат виконання скетчу на відео.

Дешевші реле-модулі можуть не містити у своїй схемі оптрона, як, наприклад, у моєму випадку з одноканальним модулем.

Схема одноканального реле-модуля. Виробник заощадив на оптроні, через що Ардуїно плата втратила гальванічну розв'язку. Для роботи такої плати, на пін InНеобхідно подавати логічний нуль.

Підключення реле модуля Arduino Due.

Arduino Due працює від 3,3 вольт, це максимальна напруга, яка може бути на його вводах/виводах. Якщо буде вища напруга, плата може згоріти.

Постає питання, як підключити до реле модуль?

Забираємо перемичку JDVcc. Підключаємо пін « Vcc» на платі реле модуля до піна «3,3V» Arduino. Якщо реле розраховане на 5 вольт, з'єднуємо пін. GNDплати реле модуля, з піном GND» Arduino Due. Пін « JDVccпідключаємо до піну 5Vна платі Arduino Due. Якщо реле розраховане інше напруга, то живлення до реле підключаємо як у малюнку, у прикладі це 5 вольт. Якщо у вас багатоканальний реле модуль, будь ласка перевірте що б « JDVcc »підключений до одного боку всіх реле. Оптопара активується сигналом 3,3, яка в свою чергу активує транзистор, використовуваний для включення реле.

Твердотельне реле із симистора для комутації потужного навантаження через Ардуїно

Ми розглянули роботу з фоторезистором для керування LED. Однак, часто потрібно керувати більш потужним навантаженням, таким як лампа розжарювання, електродвигун, електромагніт тощо. Виходи Arduino не можуть забезпечити живлення настільки потужного навантаження та великої напруги. Наприклад, у робототехніці, часто використовуються двигуни на 12В, 24В, 36В і т.п. До того ж вихідний струм виведення Arduino обмежений зазвичай 40 мА.

Одним із способів управління потужним навантаженням є використання MOSFET-транзисторів.Це дає можливість підключати досить потужне навантаження з напругою живлення по 40-50 і більше вольт і струмами в кілька ампер, скажімо, електричні двигуни, електромагніти, галогенки і так далі.

Схема підключення досить проста, як ви бачите.

Якщо індуктивне навантаження (електродвигун, електромагнітний клапан і т.д.), то рекомендується ставити захисний діод, який захистить мосфет від напруги самоіндукції. Якщо ви керуєте електродвигуном за допомогою ШІМ без захисного діода, то можуть виникнути такі проблеми, як нагрівання мосфету або його виліт, повільно крутитиметься ваш двигун, виникнуть втрати потужності і т.д. Тому завжди ставте захисний діод для індуктивного навантаження. Вбудований у мосфет захисний діод здебільшого не рятує від індуктивних викидів!

Якщо навантаження у вас активне - світлодіод, галогенна лампа, нагрівальний елемент і т.д., то в цьому випадку діод не потрібний.

У ланцюг затвора бажано поставити Pull-Down резистор (стягуючий резистор між затвором та витоком). Він необхідний, щоб гарантовано утримувати низький рівень затвора мосфета за відсутності сигналу високого рівня від Ардуино. Це виключає мимовільне включення транзистора.

При підборі мосфета, щоб він безпосередньо відкривався від мікроконтролера і не потрібно було ставити перед ним біполярних транзисторів і драйверів, звертайте увагу на параметр Gate Threshold, який повинен бути приблизно від 1 до 4 Вольт. Часто такі транзистори позначаються якLogic Level.

Давайте, наприклад, розглянемо транзистор: IRL3705N N-Channel Hexfet Power MOSFET.

Цей транзистор здатний витримувати тривалий струм до 89А (з тепловідведенням) і відкривається при напрузі затвора 1В (параметр V GS(th)). Тому ми можемо безпосередньо приєднати цей транзистор до ніг Arduino. Коли транзистор повністю відкритий, опір Істок-Сток всього 0.01 Ом (параметр R DS(on)). Тому, якщо до нього підключити електричний мотор 12В, 10А на транзисторі падіння напруги буде всього лише 0.1В, а потужність 1 Ватт, що розсіюється.

Якщо використовувати ШІМ-вихід контролера, ми можемо керувати потужністю (а значить і швидкістю обертання) двигуна.

У наступних статтях будуть пристрої, які мають керувати зовнішнім навантаженням. Під зовнішнім навантаженням я розумію все, що причеплено до ніжок мікроконтролера – світлодіоди, лампочки, реле, двигуни, виконавчі пристрої… Ну, ви зрозуміли. І як би не була заїжджена ця тема, але, щоб уникнути повторень у наступних статтях, я все-таки ризикну бути не оригінальним - Ви вже мені вибачте:). Я коротко, у рекомендаційній формі, покажу найпоширеніші способи підключення навантаження (якщо Ви щось захочете додати – буду тільки радий).
Відразу домовимося, що йдеться про цифровий сигнал (мікроконтролер все-таки цифровий пристрій) і не відходитимемо від загальної логіки: 1 -включено, 0 -Вимкнено. Почнемо.

Навантаження постійного струму є: світлодіоди, лампи, реле, двигуни постійного струму, сервоприводи, різні виконавчі пристрої і т.д. Таке навантаження найпростіше (і найчастіше) підключається до мікроконтролера.

1.1 Підключення навантаженнячерез резистор.
Найпростіший і, напевно, найчастіше використовуваний спосіб, якщо йдеться про світлодіоди.

Резистор потрібен для того, щоб обмежити струм, що протікає, через ніжку мікроконтролера до допустимих 20мА. Його називають баластним або гасить. Приблизно розрахувати величину резистора можна знаючи опір навантаження Rн.

Rгасить =(5v / 0.02A) - Rн = 250 - Rн

Як видно, навіть у найгіршому випадку, коли опір навантаження дорівнює нулю досить 250 Ом для того, щоб струм не перевищив 20мА. А значить, якщо не хочеться чогось там рахувати — ставте 300 Омі Ви захистите порт від перевантаження. Перевага способу очевидна - простота.

1.2 Підключення навантаженняза допомогою біполярного транзистора.
Якщо так сталося, що Ваше навантаження споживає більше 20мА, то, ясна річ, резистор тут не допоможе. Потрібно якось збільшити (читай посилити) струм. Що застосовують посилення сигналу? Правильно. Транзистор!

Для посилення зручніше застосовувати n-p-nтранзистор, включений за схемою ОЕ. При такому способі можна підключати навантаження з більшою напругою живлення, ніж живлення мікроконтролера. Резистор з урахуванням – обмежувальний. Може змінюватись у широких межах (1-10 кОм), у будь-якому випадку транзистор працюватиме в режимі насичення. Транзистор може бути будь-яким n-p-nтранзистор. Коефіцієнт посилення практично не має значення. Вибирається транзистор струмом колектора (потрібний нам струм) і напругою колектор-емітер (напруга яким запитується навантаження). Ще має значення розсіювана потужність - щоб не перегрівся.

З поширених і легко доступних можна заюзати BC546, BC547, BC548, BC549 з будь-якими літерами (100мА), та й той-таки КТ315 зійде (це у когось зі старих запасів залишилися).
- Даташит на біполярний транзистор BC547

1.3 Підключення навантаженняза допомогою польового транзистора.
Ну, а якщо струм нашого навантаження лежить у межах десятка ампер? Біполярний транзистор застосувати не вийде, оскільки струми управління таким транзистором великі і швидше за все перевищать 20мА. Виходом може служити або складовий транзистор (читати нижче) або польовий транзистор (він же МОП, він MOSFET). Польовий транзистор просто чудова штука, оскільки він керується не струмом, а потенціалом на затворі. Це уможливлює мікроскопічним струмом на затворі керувати великими струмами навантаження.

Для нас підійде будь-який n-канальний польовий транзистор. Вибираємо, як і біполярний, по струму, напрузі і потужності, що розсіюється.

При включенні польового транзистора необхідно врахувати низку моментів:
— оскільки затвор фактично є конденсатором, то в моменти перемикання транзистора через нього течуть великі струми (короткочасно). Для того щоб обмежити ці струми в затвор ставиться резистор, що обмежує.
- транзистор управляється малими струмами і якщо вихід мікроконтролера, до якого підключений затвор, опиниться у високоімпедансному Z-стані, полівик почне відкриватися-закриватися непередбачено, виловлюючи перешкоди. Для усунення такої поведінки ніжку мікроконтролера потрібно притиснути до землі резистором близько 10кОм.
У польового транзистора і натомість всіх його позитивних якостей є недолік. Платою за управління малим струмом є повільність транзистора. ШИМ, звичайно, він потягне, але на перевищення допустимої частоти він відповість Вам перегріванням.

1.4 Підключення навантаженняза допомогою складеного транзистора Дарлінгтона.
Альтернативою застосування польового транзистора при сильноточному навантаженні є застосування складеного транзистора Дарлінгтон. Зовні це такий же транзистор, як скажімо, біполярний, але всередині для управління потужним вихідним транзистором використовується попередня підсилювальна схема. Це дозволяє малими струмами керувати потужним навантаженням. Застосування транзистора Дарлінгтона негаразд цікаве, як застосування складання таких транзисторів. Є така чудова мікросхема, як ULN2003. У її складі аж 7 транзисторів Дарлінгтона, причому кожен можна навантажити струмом до 500мА, причому їх можна включати паралельно збільшення струму.

Мікросхема дуже легко підключається до мікроконтролера (просто ніжка до ніжки) має зручне розведення (вхід навпроти виходу) і не вимагає додаткової обв'язки. В результаті такої вдалої конструкції ULN2003 широко використовується у радіоаматорській практиці. Відповідно дістати її не складе труднощів.
- Даташит на складання Дарлінгтонів ULN2003

Якщо Вам потрібно керувати пристроями змінного струму (найчастіше 220v), то все складніше, але не на багато.

2.1 Підключення навантаженняза допомогою реле.
Найпростішим і, мабуть, найнадійнішим є підключення за допомогою реле. Котушка реле, сама собою, є сильноточним навантаженням, тому безпосередньо до мікроконтролера її не ввімкнеш. Реле можна підключити через транзистор польовий або біполярний або через тугіше ULN2003, якщо потрібно кілька каналів.

Переваги такого способу великий струм, що комутується (залежить від обраного реле), гальванічна розв'язка. Недоліки: обмежена швидкість/частота включення та механічне зношування деталей.
Щось рекомендувати для застосування не має сенсу — багато реле, вибирайте за потрібними параметрами і ціною.

2.2 Підключення навантаженняза допомогою симистора (тріаку).
Якщо потрібно керувати потужним навантаженням змінного струму, а особливо якщо потрібно керувати потужністю, що видається на навантаження (димери), то Вам просто не обійтися без застосування симістора (або тріаку). Симистор відкривається коротким імпульсом струму через електрод, що управляє (причому як для негативної, так і для позитивної напівхвилі напруги). Закривається симистор сам, у момент відсутності напруги у ньому (при переході напруги через нуль). Ось тут починаються складнощі. Мікроконтролер повинен контролювати момент переходу через нуль напруги і в певний момент подавати імпульс для відкриття симістора - це постійна зайнятість контролера. Ще одна складність - це відсутність гальванічної розв'язки у симістора. Доводиться робити її на окремих елементах ускладнюючи схему.

Хоча сучасні симістори управляються досить малим струмом і їх можна підключити безпосередньо (через обмежувальний резистор) до мікроконтролера, з міркувань безпеки доводиться їх включати через оптичні прилади, що розв'язують. Причому це стосується як ланцюгів управління симістором, а й ланцюгів контролю нуля.

Досить неоднозначний спосіб підключення навантаження. Так як з одного боку, вимагає активної участі мікроконтролера і щодо складного схемотехнічного рішення. З іншого боку, дозволяє дуже гнучко маніпулювати навантаженням. Ще один недолік застосування симісторів - велика кількість цифрового шуму, створюваного при їх роботі - потрібні ланцюги придушення.

Симистори досить широко використовуються, а в деяких областях просто незамінні, тому дістати їх не становить якихось проблем. Дуже часто в радіоаматорстві застосовують симістори типу BT138.

Часом настає такий момент, коли користувач хоче керувати потужним пристроєм за допомогою . Ми всі знаємо, що Arduino може видати кожному зі своїх виходів 20 мА (максимум 40 мА). Добре, але що робити, коли ми хочемо керувати, наприклад, двигуном постійного струму.

У цьому випадку ми можемо використовувати, наприклад, біполярний транзистор, якщо струм не занадто великий, міст L293D або транзистор MOSFET.

Що таке MOSFET?

У нашому проекті ми будемо використовувати транзистор MOSFET STP16NF06L, який має канал N-типу.

MOSFET - польовий транзистор, що має 3 ніжки: витік (S), затвор (G) і стік (D). Струм протікає між витоком і стоком, так званим каналом. Величина струму, що протікає, залежить від керуючого напруги, що подається на затвор - виток.

MOSFET-транзистори є швидкодіючими порівняно з біполярними транзисторами, оскільки процеси, що відбуваються в них, є суто електростатичними. Основним фактором, що впливає на час перемикання, є наявність ємності затвора.

Підключення MOSFET до Arduino

Затвор (G) MOSFET транзистор повинен бути підключений до Arduino. Загалом можна сказати, що витік (S) повинен бути підключений до мінуса нашої схеми, а стік (D) приєднаний до мінуса нашого об'єкта, яким ми збираємося керувати (наприклад, лампочка, двигун). Крім цього, варто підключити резистор між затвором (G) і витоком (S). Це дасть нам впевненість у тому, що на затворі буде низький рівень у той момент, коли від Arduino не буде сигналу, що управляє.

Більше того, якщо у нас сталося пошкодження кабелю, у нас буде впевненість у тому, що на затворі не буде невизначеного стану, який може спричинити включення та вимкнення керованого об'єкта.

У нашому випадку для керування ми використовуватимемо двигун постійного струму. Наша схема призначена для збільшення та зменшення швидкості обертання двигуна.

Підключаємо все, як показано нижче. Крім того, ви можете підключити зовнішнє джерело живлення, незабуваючи маси блоку живлення та Arduino з'єднати один з одним.

Транзистор – повсюдний та важливий компонент у сучасній мікроелектроніці. Його призначення просте: він дозволяє за допомогою слабкого сигналу керувати набагато сильнішим.

Зокрема, його можна використовувати як керовану «заслінку»: відсутністю сигналу на «воротах» блокувати перебіг струму, подачею - дозволяти. Іншими словами: це кнопка, яка натискається не пальцем, а подачею напруги. У цифровій електроніці таке застосування є найбільш поширеним.

Транзистори випускаються в різних корпусах: той самий транзистор може зовні виглядати зовсім по-різному. У прототипуванні найчастіше зустрічаються корпуси:

TO-92 – компактний, для невеликих навантажень

TO-220AB - масивний тепло, що добре розсіює, для великих навантажень

Позначення на схемах також варіюється в залежності від типу транзистора та стандарту позначень, який використовувався при складанні. Але незалежно від варіації, його символ залишається пізнаваним.

Біполярні транзистори

Біполярні транзистори (BJT, Bipolar Junction Transistors) мають три контакти:

Колектор (collector) - на нього подається висока напруга, якою хочеться керувати

База (base) – через неї подається невеликий струмщоб розблокувати великий; база заземляється, щоб заблокувати його

Еміттер (emitter) – через нього проходить струм з колектора та бази, коли транзистор «відкритий»

Основною характеристикою біполярного транзистора є показник h feтакож відомий як gain. Він відображає у скільки разів більший струм по ділянці колектор-емітер здатний пропустити транзистор по відношенню до струму база-емітер.

Наприклад, якщо h fe= 100 і через базу проходить 0.1 мА, то транзистор пропустить через себе як максимум 10 мА. Якщо в цьому випадку на ділянці з великим струмом знаходиться компонент, який споживає, наприклад 8 мА, йому буде надано 8 мА, а транзистор залишиться «запас». Якщо є компонент, який споживає 20 мА, йому будуть надані тільки максимальні 10 мА.

Також у документації до кожного транзистора вказані максимально допустимі напруги та струми на контактах. Перевищення цих величин веде до надмірного нагрівання та скорочення служби, а сильне перевищення може призвести до руйнування.

NPN та PNP

Описаний вище транзистор це так званий NPN-транзистор. Називається він так через те, що складається з трьох шарів кремнію, з'єднаних у порядку: Negative-Positive-Negative. Де negative - це сплав кремнію, що має надлишок негативних переносників заряду (n-doped), а positive - з надлишком позитивних (p-doped).

NPN більш ефективні та поширені в промисловості.

PNP-транзистори при позначенні відрізняються напрямом стрілки. Стрілка завжди вказує від P до N. PNP-транзистори відрізняються «перевернутою» поведінкою: струм не блокується, коли база заземлена і блокується, коли через неї йде струм.

Польові транзистори

Польові транзистори (FET, Field Effect Transistor) мають те саме призначення, але відрізняються внутрішнім пристроєм. Приватним видом цих компонентів є транзистори MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor). Вони дозволяють оперувати набагато більшими потужностями за тих же розмірів. А керування самою «заслінкою» здійснюється виключно за допомогою напруги: Струм через затвор, на відміну від біполярних транзисторів, не йде.

Польові транзистори мають три контакти:

Сток (drain) - на нього подається висока напруга, якою хочеться керувати

Затвор (gate) - на нього подається напруга, щоб дозволити перебіг струму; затвор заземлюється, щоб заблокувати струм.

Виток (source) – через нього проходить струм зі стоку, коли транзистор «відкритий»

N-Channel та P-Channel

За аналогією з біполярними транзисторами, польові відрізняються полярністю. Вище описано N-Channel транзистор. Вони найпоширеніші.

P-Channel при позначенні відрізняється напрямком стрілки і, знову ж таки, має «перевернуту» поведінку.

Підключення транзисторів для керування потужними компонентами

Типовим завданням мікроконтролера є включення та вимкнення певного компонента схеми. Сам мікроконтролер зазвичай має скромні характеристики щодо потужності, що витримується. Так Ардуїно, при видаваних на контакт 5 витримує струм в 40 мА. Потужні мотори або надяскраві світлодіоди можуть споживати сотні міліамперів. При підключенні таких навантажень чіп може швидко вийти з ладу. Крім того, для працездатності деяких компонентів потрібна напруга більша, ніж 5 В, а Ардуїно з вихідного контакту (digital output pin) більше 5 В не може видати в принципі.

Зате його з легкістю вистачить для керування транзистором, який у свою чергу керуватиме великим струмом. Допустимо, нам потрібно підключити довгу світлодіодну стрічку, яка вимагає 12 В і при цьому споживає 100 мА:

Тепер при встановленні виходу в логічну одиницю (high), що надходять на базу 5, відкриють транзистор і через стрічку потече струм - вона буде світитися. При встановленні виходу в логічний нуль (low) база буде заземлена через мікроконтролер, а перебіг струму заблоковано.

Зверніть увагу на струмообмежуючий резистор R. Він необхідний, щоб при подачі напруги, що управляє, не утворилося коротке замикання за маршрутом мікроконтролер - транзистор - земля. Головне - не перевищити допустимий струм через контакт Ардуїно в 40 мА, тому потрібно використовувати резистор номіналом не менше:

тут U d- це падіння напруги на самому транзисторі. Воно залежить від матеріалу з якого він виготовлений і зазвичай становить 0,3 - 0,6 В.

Але не обов'язково тримати струм на межі допустимого. Необхідно лише, щоб показник gain транзистора дозволив керувати необхідним струмом. У нашому випадку – це 100 мА. Допустимо для використовуваного транзистора h fe= 100, тоді нам буде достатньо керуючого струму 1 мА

Нам підійде резистор номіналом від 118 Ом до 4.7 кОм. Для стійкої роботи з одного боку та невеликого навантаження на чіп з іншого, 2.2 кОм – гарний вибір.

Якщо замість біполярного транзистора використовувати польовий, можна уникнути резистора:

це пов'язано з тим, що затвор у таких транзисторах керується виключно напругою: струм на ділянці мікроконтролера - затвора - джерело відсутнє. А завдяки своїм високим характеристикам схема із використанням MOSFET дозволяє керувати дуже потужними компонентами.