Transistor mit niedriger Spannung und Strom schalten

Ja; Im besten Fall beträgt der hFe eines BJT ungefähr 100, was bedeutet, dass Ihre 0,017 mA zu 1,7 mA werden, was nicht ausreicht, um die Relaisspule mit Strom zu versorgen.

Es gibt noch ein weiteres Problem: Der Strom aus einem Arduino reicht nicht aus, um die Spule eines Relais anzutreiben, da die typische Spezifikation 25 mA pro Pin-Ausgang beträgt und typische Relais 35-100 mA Strom für ihre Spulen verbrauchen.

Ich bezweifle jedoch Ihre Annahme: Was sind die "0,2 V", die Sie für den Schalter benötigen? Was denkst du, bedeutet das? Woher kommt diese Zahl? Insbesondere wenn der Schalter geöffnet ist, beträgt die Spannungslücke über dem Schalter ziemlich genau VCC, da der Schalterwiderstand nahezu unendlich ist. Wenn der Schalter geschlossen ist, ist die Spannung über dem Schalter nahe Null, da der Schalter einen Widerstand nahe Null hat.

Es gibt verschiedene Lösungen für das Kernproblem, "wie man einen Mikrocontroller mit einem Knopf einschaltet und ihn dann eingeschaltet lässt, bis er fertig ist". Sie können einen Low-Side-N-Kanal-MOSFET verwenden, um die Relaisspule einzuschalten. Es würde ein Pulldown am MOSFET-Gate geben, und der Schalter würde es auf VCC hochziehen. Der digitale Ausgang der MCU würde ebenfalls mit diesem MOSFET-Gate verbunden, mit einem Strombegrenzungswiderstand, der niedriger als der Pulldown ist, aber hoch genug, um den Schalter nicht zu stören, wenn er niedrig ist. Ich würde 10 kOhm für den Pulldown und 1 kOhm für den digitalen Pin-Widerstand vorschlagen, und der Schalter geht direkt vom MOSFET-Gate zu VCC. Beachten Sie, dass die MCU in der Lage sein muss, das MOSFET-Gate sowohl hoch als auch niedrig zu ziehen, sodass eine Diode in diesem Fall nicht funktionieren würde.

Wenn Sie genauer sagen können, was die Anforderung "0,2 V" tatsächlich bedeutet und woher sie tatsächlich kommt, wäre das auch nützlich. Fast alle Spannungsangaben haben mit Isolationswerten zu tun, und 0,2 V liegen nicht in deren Bereich. Andere Werte stammen von Lichtbogenlücken, und diese sind normalerweise ebenfalls 16 V oder höher. Abgesehen davon ist der wichtigste Faktor für Schalter die Menge des unterbrochenen Stroms, und die wird normalerweise in mindestens Dutzenden von Milliampere angegeben.

Denken Sie darüber nach: Ist der Grund, warum Sie 0,2 V Differenz "zwischen Schaltern" benötigen, dass Sie einen ADC verwenden möchten, um herauszufinden, welcher von vielen Schaltern zum Starten der MCU verwendet wurde? Wenn dies der Fall ist, wird für 5 V eine Differenz von 0,2 V mit einem Verhältnis von Widerständen anstelle von absoluten Werten erreicht. Ein 24-Ohm-Widerstand und ein 1-Ohm-Widerstand teilen 5 V in 4,8 V und 0,2 V, genau wie ein 24-kOhm-Widerstand und ein 1-kOhm-Widerstand 5 V in 4,8 V und 0,2 V teilen, allerdings mit unterschiedlichen Stromstärken!

Es gibt eine Menge Fehler mit Ihrer Schaltung, die andere Leute erwähnt haben. Ich werde diese Probleme nicht durchgehen, sondern Ihnen stattdessen eine Alternative präsentieren.

Wenn du das sagst:

Ich entwerfe eine Schaltung, die eine Kombination aus Schaltern und Widerständen verwendet, damit ein Mikrocontroller anhand der gelesenen Spannung erkennen kann, welcher Schalter gedrückt wurde, und eine schalterspezifische Aktion ausführt.

Es hört sich so an, als würden Sie versuchen, eine Widerstandsleiterschaltung zu implementierenso dass ein Pin des ADC verschiedene Tastendrücke durch die resultierende Spannung bestimmen kann. An dieser Idee ist nichts auszusetzen, aber Sie haben sie nicht in den Schaltplan aufgenommen. Die einzige Leitung, die zu Ihrem ADC führt, ist die von der Schaltfläche "Schalten Sie die MCU ein", was sinnlos ist, da die MCU weiß, dass diese Taste gedrückt wurde, da sie bereits eingeschaltet ist. Wenn Sie versuchen, diese Taste zu verwenden, um die MCU anfänglich einzuschalten, sowie einen Schalter, um eine Aktion auszuführen, sobald die MCU eingeschaltet ist, ist das eine andere Geschichte. Ich denke jedoch nicht, dass dies eine gute Idee wäre, wenn Sie diesen Schalter als Teil einer Widerstandsleiter einbeziehen. Wie von anderen Personen erwähnt, ist der Transistor stromgesteuert und wird nicht stark genug angesteuert, um sich vollständig einzuschalten. Das Hinzufügen weiterer Tasten, die unterschiedliche Spannungspegel erzeugen, wird dieses Problem nur noch komplizierter machen.

Ich bin auch verwirrt über Ihre Notwendigkeit eines 0,2-V-Differentials, es sei denn, Sie beziehen sich auf die Spannungspegel, die in den ADC eingespeist werden sollen. Aber das beweist weiter, dass Sie diesen "Einschalten" -Knopf aus diesem Durcheinander heraushalten sollten. Ein weiteres Problem neben Ihrer Platzierung des Relais und dem Versuch, es vom MCU-Pin anzusteuern, ist Ihre Verwendung des Relais insgesamt. Es scheint, als würden Sie dies tun, um Strom zu sparen, indem Sie die MCU ausschalten, es sei denn, sie muss etwas tun. Aber Relais verbrauchen ständig ziemlich viel Strom, nur um die Spule aktiviert zu halten.

Schau dir mal diese Schaltung an:

Wenn sie gedrückt wird, legt die Taste SW1 VCC an das Gate des FET-Transistors. Dadurch wird der FET "eingeschaltet" und die MCU mit Masse verbunden. Sobald die MCU eingeschaltet ist, kann sie PINx als hohen Ausgang aktivieren, der das Transistorgate hoch und glücklich hält. Der Widerstand R2 ist da, um das Gate niedrig zu halten, wenn es niedrig sein soll, und R1 schützt den MCU-Pin während der Zeit, in der es niedrig ist und die Taste gedrückt wird. Der Kondensator C1 sollte helfen, den Schalter zu entprellen, damit der Transistor nicht schnell ein- und ausgeschaltet wird. Der Transistor sollte ein Logikpegel-Gate (Gate-zu-Source-Spannungsschwelle von weniger als VCC) haben, um einen ordnungsgemäßen Betrieb sicherzustellen.

Ihre anderen Schalter und Widerstände können dann für andere Zwecke, die Sie für sie haben, in einen ADC-Kanal eingespeist werden.

Wenn die MCU fertig ist, kann sie PINx senken. Sobald sich der Kondensator C1 entladen hat, schaltet der Transistor ab und trennt die MCU von Masse.

Warum mit einem bipolaren und Relais stören. Wie wäre es mit einem Pch, der vom + 5-V-Eingang an den Vdd-Versorgungsstift (Arduino) angeschlossen ist? Verwenden Sie einen Schalter, um das Gate von 5 V (aus) auf gnd (ein) zu treiben. Das Gate-Signal kann mit einem 5-V-Logikgerät (z. B. D-Typ-Flip-Flop) zwischengespeichert oder umgeschaltet werden. Wählen Sie den PFET so, dass sein Vt -1 bis -1,5 V und ein Rds-on (100 mOhm oder weniger) beträgt, der unter der maximalen Strombelastung des Arduino nicht stark abfällt.

Es gibt ein großes Problem mit Ihrer Schaltung: Sie haben das Relais in Reihe mit dem Emitter, was bedeutet, dass das Relais nur die Spannung an der Basis erhalten kann, abzüglich des BE-Abfalls von etwa 0,6 V des Transistors.

Für das, was Sie versuchen, müssen Sie das Relais in den Kollektorkreis des Transistors stecken und einen zweiten Transistor verwenden, der vom Arduino angesteuert wird, um es nach der Aktivierung eingeschaltet zu halten. Wenn Sie wirklich mit so niedrigen Messströmen arbeiten müssen, dann sollte Ihr vorhandener Transistor durch einen Darlington ersetzt werden.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Schauen Sie sich meine Schaltung an, die für Sie geeignet sein könnte:

^{https://www.circuitlab.com/circuit/dsyqc8/uc-switching-by-bjt/}

Die BJTs Q1 und Q2 bilden einen elektronischen Schalter. Wenn SW1 gedrückt wird, erhält der Mikrocontroller +Vcc und um den uC eingeschaltet zu halten, sollte der HOLD-uC-Ausgang hoch gemacht werden. Dies funktioniert auch bei sehr niedriger Eingangsspannung.

Hier poste ich die Arbeitsschaltung (selbst konstruiert mit MSP430G2553 mit internem Oszillator und verwendeter 2XAA EVEREADY-Zelle. Wenn ich die Spannung des R8 unter 0,8 verringert und wieder auf 0,9 oder Vcc erhöht habe, friert der Controller ein, dann setze ich den Controller zurück, auch wenn Sie ihn verwenden können Watchdog-Timer, um dieses Problem zu vermeiden)

https://www.circuitlab.com/circuit/u9j7dk/uc-switch-by-bjt-1_1/

Stellen Sie den Pot (R8) ein, um die an den Basisanschluss von Q1 angelegte Spannung zu ändern (Der Schalter würde sogar bei 0,9 V bis Vcc einschalten). Ich habe nicht mit dem HOLD-uC-Signal getestet, es könnte funktionieren, da die zum Einschalten erforderliche Mindestspannung 0,9 V beträgt (Ausgang vom uC ca. 3 V und Abfall über D2 wäre 0,7).