А зачем вообще нам этот транзистор?
А все дело в том что платка ESP8266 мощная внутри, но слабенькая снаружи, процитирую технические характеристики ESP8266
"Максимальный ток с пина или на пин: 12 мА (0,012А), рекомендуемый 6мА (0,006А)"
Маловато будет!!!
В самом деле 0.006А, это мало, а вот сколько жрет светодиод? Индикаторный средненький: 20мА(0,02 Ампера), а начинает светится при токе 1 мА (0,01A). Вот тебе и на! Светодиоды да же зажечь не может! Нет конечно может, но плохо это, отсюда и зависание и перезагрузки. Нужно делать все правильно, как положено.
Кстати, многие схемы просто переносятся с Ардуины, не задумываясь о том, что технические характеристики, мягко сказать, чуть разные. Ардуино то спокойно зажигает светодиод, там 40 мА на пине, и даже два сможет зажечь.
Поэтому поговорим о транзисторах и типичном забугорном представители 2N2222 ели будите ходить по вражеским, забугорным форумам да сайтам то его там много, он во всех схемах Ардуиновых и ESPшных схемах
Полное название: Кремниевый высокочастотный биполярный NPN транзистор малой мощности
Типы корпусов
2N2222 - TO 92
MMBT2222 - SOT 23
Характеристики:
Макcимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер: 40 V
Макcимально допустимое напряжение коллектор - база: 75V
Макcимально допустимое напряжение эмиттер-база : 6 V
Макcимальный постоянный ток коллектора: 0.6 A
Максимальная рассеиваемая мощность : 0.5 W
Граничная частота коэффициента передачи тока: 300 MHz
Эмиттер
База
Коллектор
SMD - для поверхностного монтажа
Обозначение MMBT2222A
(!) Внимание! Выводы относительно Тип корпуса TO-92 "перепутаны"
Итак полное название: Кремниевый высокочастотный биполярный NPN транзистор малой мощности
Кремневый
Тут все понятно большинство транзисторов изготавливается из кремния, а бывают еще германиевые
Биполярный
Би это два, полярный от слова полюс т. е. два полюса минус и плюс (не совсем плюс), минус - это электрон носитель отрицательного заряда. А плюс это..., а нету плюса, есть только место где нет электрона - дырка и это типа плюс или квазичестица.
Вот тут подробно о "дырках": "ГОСТ на то, чего нет."
Бывают еще полевые (униполярные) транзисторы от слова поле, тут управление происходит электрическим полем.
О них мы обязательно поговорим, но в следующий раз когда будем подключать мощную нагрузку. Mosfetы наше все!
Высокочастотный
Ну так смотрим на характеристики и вот:
Граничная частота коэффициента передачи тока: 300 MHz так мне кажется это много. Или мало?
Малой мощности опять смотрим на характеристики и видим:
Макcимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер: 40 V
Макcимальный постоянный ток коллектора: 0.6 A
Максимальная рассеиваемая мощность: 0.5 W
Ток не большой и рассеиваемая мощность так же не большая, сравните например с популярным IRF520 (это полевой транзистор)
Макcимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер (нет там коллектора-эмиттера, а есть сток исток ): 100 V
Максимальный ток 9,7 A
Максимальная рассеиваемая мощность : 60 W
Да разница очевидна! А вы скажите так он полевой. Ну и что? Транзистор же.
А вот с NPN термином придется повозится
NPN транзисторы более распространены в электронике, потому что являются более эффективными
Самые распространённые это рассматриваемые 2N2222 (MMBT2222) получили распространение за рубежом, у нас с советских времен это КТ315 - транзистор легенда (А альтернативы то были?), во многих старых схемах вы встретите его. Сейчас постепенно уходит и заменяется аналогами, да просто потому что есть Ali и нет нашей промышленности, в том числе и электронной. Короче зарубежные аналоги: 2SC641, 2SC634, BFP722
Я не буду тут говорить о NPN, PNP переходах в интернете полно всего этого, а у нас практика, поэтому кратко и по существу - как протекает ток
Ток через транзистор течёт, когда через базу так же протекает ток. Когда через базу ток не течет то и переход коллектор - эмиттер закрыт.
Посмотрим на рисунок
Ток через базу не течет следовательно переход коллектор - эмиттер закрыт, тока нет, усиления нет - транзистор закрыт (красный на схеме)
Через базу-эмиттер течет маленький, небольшой ток, управляющий (зеленым на схеме). Тогда через коллектор - эмиттер протекает большой ток (красным на схеме) - транзистор открыт ток течет.
Вот и весь принцип работы подали ток на базу краник транзистор открылся, не подали краник транзистор закрыт.
Но сразу вопрос, какой ток подать что бы открыть краник транзистор
На базу-эмиттер мы можем подать ток до 6 вольт (из характеристик) нас это вполне устраивает так как с пина ESP8266 снимаем не больше 3,3 вольта.
И тогда через Коллектор - Эмиттер потечет ток до 40 V при силе тока до 0.6 A Что так же нас вполне устраивает так как напряжение больше 12 вольт мы не будем использовать. А вообще иногда нужно больше и тут нужны другие транзисторы и об этом в следующих статьях.
Нарисуем схему включения с общим эмиттером.
Вот схема и такая схема абсолютно правильная она позволяет избежать перегрузки выходов ESP8266 так как в данном случае ESP будет открывать краник, а нагрузку возьмёт на себя транзистор
На выход Ардуины (R1) - от 500 Om до 4,7kOm,
На светодиод (R2):
110 Оm - для 3, 3вольта
200 Oм, 220 Om - для 5 вольт
560-1 Kom - для 12 вольт
Вот например универсальная печатная плата в формате Sprint-Layout для подключения ESP -01 (Обзор про ESP 01)
Эта плата позволяет запитать ESP-01 , а так же имеет площадки под транзистор MMBT2222A (SOT-23 для SMD)
Содержит:
Конденсаторы как фильтры по питанию
Понижающий преобразователь в 3.3 вольта AMS1117
Токоограничивающие резисторы, резисторы подтяжки (запаивать на выбор)
Транзистор MMBT2222A (SOT-23 для SMD и помните о перепутанных выводах относительно TO-92 )
Впрочем смотрите сами
Ссылка на файл: "Универсальная плата подключения ESP-01"
Фотография платы с частично запаянными транзисторами
И полностью
Плата с самодельным адаптером ESP -01 отработала в парнике управляя шаровыми кранами и сейчас в зимнем отпуске.
Похожая плата с адаптером для ESP-01 еще первой ревизии к ней подключены температурные датчики ds18b20 и реле так же в зимнем отпуске после работы в парнике.
Все это кстати управлялось Domoticzом, но об этом в следующий раз...
Продолжение следует...