Dieses Problem wurde durch die Wahl des SOT-23-Symbols beim Erstellen meiner Leiterplatte in KiCAD verursacht.
Wie Sie im Bild unten sehen können, gibt es eine Reihe von Symbolen, die mit Transistoren in der KiCAD-Standardbibliothek verknüpft sind:
Als ich meine Schaltung verspottete, wählte ich die erste Option 'Q_NPN_BCE'. Die Schlüsselelemente hier sind die letzten drei Buchstaben, die die Pinbelegung in KiCAD definieren. Was ich damals nicht wusste, aber jetzt weiß, ist, dass die meisten gängigen SMD-Transistoren eine „BEC“ -Pinbelegung anstelle von „BCE“ (oder „CBE“, „CEB usw.) haben.
Wenn Sie auf ein ähnliches Problem stoßen, können Sie anhand des Datenblatts überprüfen, welche Pinbelegung Ihr Transistor hat.
Die Pinbelegung eines SOT-23-Gehäuses wird vom ersten der beiden Pins im Uhrzeigersinn gezählt:
Um zu bestimmen, welches Symbol Sie in KiCAD auswählen sollten, lesen Sie einfach die Stifte in derselben Reihenfolge aus.
In meinem Fall ist es Base, Emitter & Collector oder 'BEC'. Wenn ich also das Symbol aus der KiCAD-Bibliothek auswähle, sollte ich die Option ‚Q_NPN_BEC‘ wählen.
Hoffentlich kann dies jemandem helfen, der ein ähnliches Problem in seinem Schaltungsdesign hat!
Ich denke, ich sollte dies mit der Tatsache voranstellen, dass ich definitiv ein Anfänger bin, wenn es um Elektronik und Schaltungsdesign / Debugging geht. Danke für die Hilfe!
Ich habe kürzlich eine Platine für die Verwendung mit meinem Raspberry Pi 3 A+ entwickelt. Der Zweck der Platine besteht darin, verschiedene Eingaben zu akzeptieren, aber auch einige Relais umzuschalten (zwei Festkörper und zwei reguläre). Mein aktuelles Problem ist, dass ich die Relais C und D nicht einschalten kann. Ich hatte gehofft, jemand könnte mir helfen, herauszufinden, wo ich falsch gelaufen bin.
Hier ist ein Ausschnitt meines Schemas als Referenz:
Das ist, was ich bisher weiß:
Meine derzeit beste Vermutung ist, dass ich die Werte für R6 - R9 für die Anwendung falsch gewählt habe.
Datenblätter:
Ich wurde darauf aufmerksam gemacht, dass der Kollektor und der Emitter meines Transistors Flip-Flops sein können. Nachdem ich mein Design und das Datenblatt überprüft habe, bin ich geneigt zuzustimmen. Hier ist ein Bild als Referenz:
Dies könnte die Antwort sein, da ich im Schaltplan nichts anderes falsch sehe und die anderen Tests, die Sie durchgeführt haben, darauf hinweisen, dass die Transistoren nicht richtig schalten:
Laut Datenblatt ist Pin 3 des MMBT3904 der Kollektor und Pin 2 der Emitter; In Ihrem Schaltplan wurden sie vertauscht.
Möglicherweise möchten Sie die Spannungen zwischen Kollektor und Masse messen, wenn Sie den Pin umschalten, um zu sehen, ob sich die Transistoren so verhalten, wie sie sollten, und richtig angeschlossen sind. Die gemessenen Spannungen sollten etwa 5 V und etwa 0,3 V betragen.
Frage
Warum schalten meine Relais C und D nicht ein?
Antworten
Einführung
Ich habe Ihren Entwurf gelesen und fand alles gut aussehend. Ich werde mir später die Datenblätter ansehen, auf die Sie verwiesen haben, und sehen, ob es andere Komplikationen gibt.
Aber zuerst würde ich ein paar Tricks zur Fehlerbehebung vorschlagen, wie unten zusammengefasst.
Teil A – Vorschläge zur Fehlerbehebung
(1) Vorbereitung für Offline -Tests.
(a) Entfernen Sie die 120-VAC-1,5-A-Last und legen Sie sie beiseite. Der Grund dafür ist, dass Sie ein Klickgeräusch hören sollten, wenn der Relaisschalter eingeschaltet ist, und ein weiteres Klickgeräusch, wenn der Schalter ausgeschaltet ist.
Mit anderen Worten, es besteht keine Notwendigkeit, die Hochspannungs- und Starkstromlast zu verwenden, insbesondere wenn es sich um einen großen Motor handelt, der EMI-Spitzen und Geräusche erzeugt. Wenn Sie möchten, können Sie eine LED in Reihe mit einem 1k als Last- und Statusanzeige verwenden.
(b) Halten Sie Ihr Multimeter bereit, um Spannungen in einem Bereich von weniger als 5 V zu messen.
(c) Es wäre schön, wenn Sie ein NE555-Timer-Modul hätten und es auf sehr grob auf 5 Hz (Anmerkung 1) einstellen, 50% Tastverhältnis, das als Eingangssignal bei T1 verwendet werden soll. Aber das ist überhaupt nicht nötig. Sie können einfach ein Überbrückungskabel verwenden und T1 von Hand mit 0 V (Masse) und 3 V verbinden.
Hinweis 1 - Die maximale Frequenz des Relaisschalters beträgt ungefähr 10 Hz, dh es kann nicht mehr als 10 Mal pro Sekunde umgeschaltet werden.
Teil B – Konstruktionshinweise für Relais
Bitte beachten Sie die nachstehenden Anhänge für eine detaillierte Analyse und Auslegung.
Verweise
(2) MMBT3904 40-V-NPN-Kleinsignaltransistor (Ic abs max. 200 mA) – Dioden
(3) 1N4148WS Allzweck (bei 300 mA Dauerstrom)Schnellschaltdiode – SMC
(4) SRD 03/05/06/09/12/24/48VDC Relais Datenblatt – Songle
(5) Wie verwende ich ein JD-Vcc-Relais? - tfong01, EE SE 2020jun13
(6) Transistor als Schalter - Elektronik-Tutorials
Anhänge
Anhang A – Musterspezifikationen für Relais, Optokoppler
Anhang C - Das OP-Design mit zusätzlichen Status-LEDs
Anhang D – Analyse des Teils des Designs des Relaisschaltertreibers des OP (d. h. ohne den vorderen optoisolierten Eingangsabschnitt)
Anhang E - 2N3904 NPN BJT Datenblatt Lesen leicht gemacht Teil 1 von 2
Anhang F - 2N3904 NPN BJT Datenblatt Lesen leicht gemacht Teil 2 von 2
Einführung
Für Neulinge waren die Datenblätter von Halbleitergeräten oft schwer verständlich. Es gibt viele Gründe, einschließlich der folgenden.
(1) Nichtlinearität
Nehmen Sie als Beispiel das einfachste Halbleiterbauelement, die Diode. Lassen Sie mich zunächst erklären, was mit Linearität gemeint ist. Wenn die Beziehung zweier Variablen, sagen wir unabhängige Variable x und abhängige Variable y, und
y = 3x.
Dann sagen wir, die Beziehung zwischen y und x ist linear. Für die lineare Beziehung y = kx ist das Diagramm von y gegen x eine gerade Linie mit einem Gradienten k.
Wenn nun y = x² oder y = x³ usw., dann sagen wir, dass z und z eine nichtlineare Beziehung haben, und die Auftragung von y gegen x ist eine Kurve.
Der 2N3904 kann als zwei zusammengeklebte Dioden zu stark vereinfacht werden, und die Beziehung zwischen Strom I und Spannung V ist ebenfalls nicht linear, wie unten gezeigt:
Ideale Diodengleichung - Libretests
(2)Nun, da wir wissen, was die Bedeutung von Nichtlinearität unter Verwendung der Dioden-IV-Gleichung ist. Lassen Sie uns ein weiteres Beispiel verwenden, 2N3904 hFE vs. Ic, 25C als weiteres Beispiel, links in der folgenden Grafik:
Im wirklichen Leben sind die Dinge etwas komplizierter: Wenn die Temperatur steigt, sagen wir auf +125 ° C, wird die hFE vs Ic-Kurve ein wenig nach oben und für -55 ° C nach unten verschoben.
Wir sehen also, dass wir, wenn wir drei hFE vs. Ic-Kurven (rosa, grün, blau) auf demselben Diagramm überlagern, eine abhängige Variable hFE vs. zwei unabhängige Variablen Ic und Temperatur haben.
In ähnlicher Weise enthält das Datenblatt 2N3904 andere Diagramme einer abhängigen Variablen im Vergleich zu zwei unabhängigen Variablen.
Anhang G - Berechnung der Vorspannungswiderstandswerte der Relaisschaltung des OP
Es ist an der Zeit, die Frage des OP zu beantworten: Wie werden die Werte der Vorspannungswiderstände berechnet?
Beginnen wir mit 2N3904, das zur Ansteuerung des Songle-Relaisschalters verwendet wird. Wir haben aus dem experimentellen Hysteresediagramm gelernt, dass der Relaisschalter ungefähr bei 35 mA und vollständig bei etwa 70 mA zu schalten beginnt, also entscheiden wir dies als erstes
(1) 2N3904 Eis (sat) zum vollständigen Einschalten des Songle-Relais ~ 70 mA
(2) Wir haben gelesen, dass 2N3904 Ic max = 200 mA ist, also sollte es sicher sein, das Songle-Relais mit 70 mA zu betreiben.
(3) Jetzt wissen wir, dass für Ic < 100 mA die hFE > 30 ist. Also, wenn
Ic/Ib = 30 => Ib = Ic / 30 = 100mA / 30 ~= 3mA
(4) Wenn wir nun annehmen, dass Ice(sat) des Optokopplers = 0,2 V ist, dann können wir den Wert des Vorspannungswiderstands Rb durch die folgende Gleichung berechnen:
Rb = Vrb / Ib
= (Vcc – Vce(sat) des Optokopplers – Vce(sat) des 2N3904))/ Ib
= (5 V - 0,2 V - 0,2 V) / 3 mA
= 4,6 V / 3 mA
= 4600 / 3
= 1k5
Die Verwendung von Rb = 1k5 sollte also ausreichen, um 2N3904 auf 70 mA zu treiben, um den Songle-Relaisschalter anzusteuern. Um jedoch einen gewissen Sicherheitsspielraum zu haben, ist es in Ordnung, kleinere Rb zu verwenden, z. B. 470R, 330R oder sogar den OP-Wert von 220R.
Anmerkungen:
(a) Dies ist der ursprüngliche Entwurfsentwurf. Ich habe meine immer zwielichtigen Berechnungen nicht Korrektur gelesen.
(b) Ich bin nur ein freundlicher Bastler. Keine Garantie, nein, nichts schmilzt oder explodiert.
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Tom Jensen
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