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2.15 Zwei Arten von Transistoren: NPN und PNP

In dieser Lektion erkunden wir zwei Typen von Transistoren: den S8050 (NPN) und den S8550 (PNP). Transistoren werden häufig als elektronische Schalter verwendet, und wir werden sehen, wie beide Typen verwendet werden können, um eine LED mit einem Knopf zu steuern.

• NPN (S8050): Dieser Transistortyp lässt Strom vom Kollektor zum Emitter fließen, wenn ein hohes Signal an die Basis angelegt wird.

• PNP (S8550): Bei PNP-Transistoren fließt der Strom vom Emitter zum Kollektor, wenn ein niedriges Signal an die Basis angelegt wird.

Obwohl beide Transistoren ähnliche Zwecke erfüllen, verhalten sie sich gegenüber der Signalsteuerung genau entgegengesetzt. Lassen Sie uns diese Transistoren verwenden, um eine LED basierend auf der Eingabe eines Knopfes zu steuern.

Was Sie benötigen

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen, hier ist der Link:

Name	ARTIKEL IN DIESEM KIT	LINK
Newton Lab Kit	450+	Newton Lab Kit

Sie können sie auch einzeln über die unten stehenden Links kaufen.

SN	KOMPONENTE	MENGE	LINK
1	Raspberry Pi Pico 2	1	KAUFEN
2	Micro USB Kabel	1
3	Steckbrett	1	KAUFEN
4	Jumperkabel	Mehrere	KAUFEN
5	Widerstand	3(220Ω, 1KΩ, 10KΩ)	KAUFEN
6	LED	1	KAUFEN
7	Taster	1	KAUFEN
8	Transistor	1(S8050/S8550)	KAUFEN

Verdrahtung des NPN (S8050) Transistors

In diesem Schaltkreis führt das Drücken des Knopfes dazu, dass ein hohes Signal an den GP14-Pin gesendet wird. Wenn GP15 ein hohes Signal ausgibt, leitet der NPN-Transistor und ermöglicht den Stromfluss durch die LED, was sie zum Leuchten bringt.

Verdrahtung des PNP (S8550) Transistors

Im Schaltkreis für den PNP-Transistor beginnt der Knopf mit einem niedrigen Signal an GP14 und wechselt zu hoch, wenn er gedrückt wird. Wenn GP15 ein niedriges Signal ausgibt, leitet der PNP-Transistor und ermöglicht den Stromfluss, was die LED zum Leuchten bringt.

Schreiben des Codes

Bemerkung

• Sie können die Datei 2.15_transistor.ino aus newton-lab-kit/arduino/2.15_transistor öffnen.

• Oder kopieren Sie diesen Code in Arduino IDE.

• Wählen Sie das Raspberry Pi Pico 2 Board und den richtigen Port, dann klicken Sie auf „Upload“.

// Define the pins
const int buttonPin = 14;  // Button connected to GP14
const int transistorPin = 15;  // Transistor base connected to GP15

int buttonState = 0;  // Variable to hold the button state

void setup() {
  pinMode(buttonPin, INPUT);
  pinMode(transistorPin, OUTPUT);
}

void loop() {
  // Read the state of the button
  buttonState = digitalRead(buttonPin);

  // control the transistor
  digitalWrite(transistorPin, buttonState);

  delay(10);  // Small delay for debouncing
}

Ergebnisse

• Für den NPN-Transistor (S8050):

  Wenn Sie den Knopf drücken, sollte die LED leuchten. Wenn Sie den Knopf loslassen, sollte die LED erlöschen.

• Für den PNP-Transistor (S8550):

  Wenn Sie den Knopf drücken, sollte die LED erlöschen. Wenn Sie den Knopf loslassen, sollte die LED leuchten.

Verständnis des Codes

1. Lesen des Knopfzustands:

   Liest den aktuellen Zustand des Knopfes.

   buttonState = digitalRead(buttonPin);
   

2. Steuerung des Transistors:

   • Für den NPN-Transistor: Wenn der Knopf gedrückt ist (buttonState ist HIGH), wird der Transistor eingeschaltet, was den Stromfluss und das Leuchten der LED ermöglicht.

   • Für den PNP-Transistor: Wenn der Knopf gedrückt ist (buttonState ist HIGH), wird der Transistor ausgeschaltet (LOW), und wenn der Knopf nicht gedrückt ist, wird der Transistor eingeschaltet.

   digitalWrite(transistorPin, buttonState);
   

Weiterführende Experimente

• Steuerung größerer Lasten:

  Verwenden Sie Transistoren, um Geräte zu steuern, die mehr Strom benötigen, als der Pico direkt bereitstellen kann, wie z.B. Motoren oder Relais.

• Transistor als Verstärker:

  Erforschen Sie, wie Transistoren zur Verstärkung von Signalen verwendet werden können.

• Experiment mit Darlington-Paar:

  Verwenden Sie zwei Transistoren, um ein Darlington-Paar für eine höhere Stromverstärkung zu erstellen.

Fazit

In dieser Lektion haben Sie gelernt, wie man sowohl NPN- als auch PNP-Transistoren verwendet, um eine LED mit einem Raspberry Pi Pico und einem Knopf zu steuern. Das Verständnis der Unterschiede zwischen NPN- und PNP-Transistoren ist entscheidend für die Gestaltung von Schaltungen, die Schaltung oder Verstärkung erfordern.