Dudas montaje Arduino Mini + Leds alta intensidar

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Buenas tardes. Soy nueva en este mundillo de arduino y tengo algunas dudas.
He estado leyendo en foro e internet y he creído entender lo siguiente (basándome en el arduino uno, luego el resto habría que mirar las especificaciones técnicas):
En reposo, consume unos 60mA
Límite de tensión por Vin (alimentación externa): 7-12V
Intensidad máxima por cada pin: 20mA
Salida directa: 3,3V y 50mA

Duda:
Cuál es la diferencia entre usar en un pin de salida digital: que sea o no pwm?
El PWM es para regular el ancho de pulsos, eso lo entiendo. Pero, ¿Si conecto leds a salida digital no pwm también se encenderá, ¿no? Con el PWM se podría regular la intensidad. ¿es así? ¿Es esa la diferencia?

Arduino Uno
Según otro que he leído (no sé si en el foro o en otr lado), todo está limitado a 500mA (incluidos los 60mA que consume el arduino). Así que 500mAh – 60mAh = 440mA
Salida directa: 5V, 440mA

Salidas digitales: Pueden entregar 200mA SUMANDO todas las salidas

Como el arduino Uno es algo grande para lo que quiero hacer, he cogido el Arduino Pro Mini de 5V (¿o me propondríais otro?) he cogido este porque tengo ya uno

Ficha técnica
Pinout
Características:
Y me indica, si entiendo bien, que como máximo puede dar 150mA.

Características del montaje: Quiero conectar, en un arduino uno, 10 leds de alta intensidad de la siguiente forma:

Características led alta intensidad azul: 3.5V y 20mA
Características led alta intensidad rojo: 2.2v y 20mA

Alimentación arduino Vin (fuente externa): 12V, 500mA

Conexiones:

En la salida digital 1: Poner 5 leds de alta intensidad azul en paralelo
En la salida digital 2: Poner 5 leds de alta intensidad rojo en paralelo

En la entrada digital 1: Poner un interruptor (INT1) que controlará los leds azules
En la entrada digital 2: Poner un interruptor (INT2) que controlará los leds rojos

Si INT1 está activado (high) SIEMPRE funcionará la salida 1 (independientemente de cómo esté el resto de interruptores)
Si INT2 está activado (high), verificar si Int1 lo está:

  • Si lo está, la salida 1 estará High y la 2 estará low (siempre predomina el 1)

El esquema sería algo así:

Mis dudas son las siguientes (saber si he razonado bien o no):
Poniendo una fuente de 12V, 500mA, entiendo que el pin digital siempre va a dar 5V y máximo 150mA entre todas sus salidas digitales.
Por tanto, podría “controlar” hasta 10leds (200mA/20mA = 10leds).
Esto no sería problema ya que, en mi caso, si tengo 5 leds en “on”, consumirán máximo 100mA (5leds * 20mA = 100mA)
Sería correcto, ¿verdad?

Para calcular las resistencias, ¿estaría así correcto?
Mínimo una resistencia de 75 Ohm:

Si esto es así, me pongo a hacer el código.
¡gracias!

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Sacar 100 mA de un pin digital del microcontrolador es mala idea.
Si necesitas manejar dicha cantidad de corrinte en un solo pin, deberás utilizar un MOSFET/BJT (transistor).

Con estos, el límite de corriente máxima estaría en la placa, regulador o el mismo transistor.

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Rangos maximos absolutos:
Un solo pin no puede dar mas de 40 mA.
La suma de todos los pines no puede sobrepasar los 200 mA

Recomendado para un uso nomal:
Un solo pin 20 mA maximos continuos (pico 40 mA)
La suma < 200 mA por cuestion de disipacion.

La resistencia de un led seria: (Valim - Vled)/20mA(max) = R kohm.
Por supuesto la intensidad y la caida de tension de cada led varian segun brillo y segun color.
Para alto brillo 10 mA sobran
Tensiones de umbral (aproximadas):
ROJO: 1.8v
VERDE: 2.4v
AMARILLO: 1.7v
AZUL: 3.4v

Como te dice Lucario usa amplificacion para sobrepasar la corriente de salida

El resto lo has captado muy bien.

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Cuál es la diferencia entre usar en un pin de salida digital: que sea o no pwm?
El PWM es para regular el ancho de pulsos, eso lo entiendo. Pero, ¿Si conecto leds a salida digital no pwm también se encenderá, ¿no? Con el PWM se podría regular la intensidad. ¿es así? ¿Es esa la diferencia?

Si correcto, lo expresas bien. Un pin digital NO PWM o PWM entrega máximo 40mA y sumados no podemos superar 200mA (ojo con esto).
Asi que hay que usar drivers (transitores o ICs) cuando tenemos mucha carga asi no calentamos al arduino y su regulador.

En la salida digital 1: Poner 5 leds de alta intensidad azul en paralelo
En la salida digital 2: Poner 5 leds de alta intensidad rojo en paralelo

Como ya dije, usas un transistor como el 2N7000 (mosfet) y no le consumes casi nada al pin y comandas tranquilamente los 60mA. también puedes usar cualquier transitor NPN o PNP con su resistencia de Base claro.
Ahora que leo el resto de tu consulta debo hacer aclaraciones El 2n7000 entrega un máximo de 200mA asi que podría ser candidato aún pero... ya deja se gustarme como opción. Habría que usar un transistor MOSFET algo mayor como un IRF520 por ejemplo.

Respecto de las Resistencias esta bien aunque 75 ohms no vas a encontrar (creo), si encontrarás 68 o 82 ohms.
Otro criterio sería una sola resistencia para todos los leds Menos problemas de cableado pero respetando la disipación de ésta.
R = (5-3.5)/100mA=15 ohms pero Pd = I^2*R = (0.1^2)*15=0.15W
Es tentador pensar que algo de 250mW funcionará. Mi experiencia dice que compres algo de 500mW o incluso 1W.
En modo continuo l

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Muchas gracias por vuestra ayuda y todas las respuestas.
He estado mirando el tema del transistor y creo que he entendido algo la etapa de amplificación.
He cogido este transistor NPN para hacer los cálculos (más que nada porque tengo uno por aquí que me han dado)

Transistor: BC338-25
Ficha técnica: Link
Características del transistor:
NPN
Vce(sat)=0.7V
Vbe=1.2V
Hfe=100
Máximo: Vce=25V e Ic=800mA

Esquema montaje:

Cálculo Rb y Rcarga

Malla 1:
Vpin = RbIb + Vbe
Vpin – Vbe = RbIb
5V-1.2V = Rb*Ib

Malla 2:
Vcc = RcaggaIcarga + Vce(sat)
5V = RcargaIcarga + 0.7
4.3V = Rcarga*Icarga

Constante:
Icarga = HfeIb = 100Ib

Si quiero poner 5 leds de 20mA (voy a hacer las cuentas con 17mA para no llevarlo “a tope): 517mA = 85mA = Icarga
85mA = 100Ib
Ib=0.85mA

Por tanto:
5V-1.2V = RbIb
5V-1.2V = Rb0.85mA
Rb=447 Ohm à Cogería la más cercana inferior a ese valor.
La más cercana que tengo ahora es de 3K3... Es muy pequeña, ¿verdad?
He hecho malla para calcular la potencia disipada y con 3K3 daría 2,38w...

Duda 1:
Así sería correcto, ¿verdad?

Duda 2:
Surbyte tengo una duda de lo que me has puesto.
La opción de usar una resistencia para los 5 grupos de led también es buena opción. Pero, no entiendo este punto que me comentas:

surbyte:
Otro criterio sería una sola resistencia para todos los leds Menos problemas de cableado pero respetando la disipación de ésta.
R = (5-3.5)/100mA=15 ohms pero Pd = I^2*R = (0.1^2)*15=0.15W
Es tentador pensar que algo de 250mW funcionará. Mi experiencia dice que compres algo de 500mW o incluso 1W.
En modo continuo l

¿Cómo se calcula para que la potencia de algo más de 500mW o 1W?
Si los leds consumen (si o si) 20mA cada uno, la suma de los 5 en paralelo siempre va a ser 100mA
Pd = I^2 * R
1 = (0.1^2)*R
R=100 Ohm

Pero, si cojo 100 Ohm, me sale que Ib=0.038A e Ic=3.8A
¡Eso es mucho para la intensidad del colector! Si ya sé que, por tema de leds, va a pasar 100mA… ¿no? Se me quemarán los leds… ¿?

He mirado según la Resistencia de 82Ohm que pensaba utilizar, pone esto:
Resistencia Carbón 82ohm 1/4W
Así que entiendo que eso puede soportar hasta 0.25w... no??
Por cada "línea" (cojo 17mA para no cargar a tope):
P = R * I^2 = 82 * (17mA^2) = 82 * (0.017^2) = 0.024w
Sí serviría, ¿verdad?
¡Qué lío!

Duda 3:

En cuanto al montaje, he puesto en las resistencias Pull-Up y Pull-down ese valor porque después de ver unos cuantos, siempre los veo con 4K7. ¿Existe algún motivo por el que sea ese valor?

¡Muchísimas gracias!

(voy a echar un ojo al tema del Mosfet, por ver otra opción)

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Rb=447 Ohm à Cogería la más cercana inferior a ese valor.
La más cercana que tengo ahora es de 3K3... Es muy pequeña, ¿verdad?
He hecho malla para calcular la potencia disipada y con 3K3 daría 2,38w

3k3 es 3300 ohms y es muy grande comparada con 447 o su aproximado 470 ohms, tendras que salir a comprarla.

Si los leds consumen (si o si) 20mA cada uno, la suma de los 5 en paralelo siempre va a ser 100mA

Pd = I^2 * R
1 = (0.1^2)*R
R=100 Ohm
Pero, si cojo 100 Ohm, me sale que Ib=0.038A e Ic=3.8A
¡Eso es mucho para la intensidad del colector! Si ya sé que, por tema de leds, va a pasar 100mA… ¿no? Se me quemarán los leds… ¿?

y yo que puse justamente 100mA

R = (5-3.5)/100mA=15 ohms pero Pd = I^2*R = (0.1^2)*15=0.15W

Y la potencia disipada es IIR o I^2*R y da 150mW o sea menor a 250mW 1/4 W pero me ha sucedido que calientan, por eso el resto del comentario de optar por 1/2W.
Y R no es 100 en tu cálculo, si quieres que circulen 20mA x 5 o sea 100mA. El calculo se hace para determinar la Resistencia no fijar la resistencia y ver que corriente.
Y no pasa nada con poner los leds a 20mA ya que soportan incluso mas que eso.

Versión con leds y Resistencias individuales
Si vuelves al criterio individual de R x cada led esto

He mirado según la Resistencia de 82 Ohm que pensaba utilizar, pone esto:
Resistencia Carbón 82ohm 1/4W
Así que entiendo que eso puede soportar hasta 0.25w... no??
Por cada "línea" (cojo 17mA para no cargar a tope):
P = R * I^2 = 82 * (17mA^2) = 82 * (0.017^2) = 0.024w
Sí serviría, ¿verdad?
¡Qué lío!

Ningún lío. tranquilo.
Resistencias de 82 ohms 1/4 W o sea 250mW.
Pero repito es el caso invididual y acá no puse ningún pero porque sabía que no habría problemas.
Puedes usaralas sin restricciones.

DUDA 3 Respuesta

En cuanto al montaje, he puesto en las resistencias Pull-Up y Pull-down ese valor porque después de ver unos cuantos, siempre los veo con 4K7. ¿Existe algún motivo por el que sea ese valor?

4k7 es muy usado porque mira la cuenta simple para sistemas de 5V
5V/4k7 que corriente te da? algo mas de 1mA es un compromiso aceptable.
tambien se usa 10k, mi preferido, pero a veces hay que sentarse a analizarlo bien.

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Hola.

Yo hubiera probado ésto:

Suerte

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Muchas gracias a los dos.
Estoy echadno un ojo a vuestras opiniones y ver cómo puedo remodelar el asunto.
gracias.