Controlar un solenoide con salida GPIO de Raspbery Pi usando un transistor

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Estoy tratando de controlar un solenoide usando los pines GPIO de RasPi 2. Dado que el solenoide necesita más energía de la que puede proporcionar RasPi, estoy usando una batería de 9V para proporcionar la energía.

Comencé con solo cablear el circuito y comprobar si funciona conectando y desconectando la salida 3v3 a la placa.

Primero, aquí está el cableado que estoy usando actualmente:

Eldiodoatravésdelasentradasdesolenoideesundiododeretornoestándar,ylaresistenciaesunaresistenciade1kOhm.

Aparentemente,lospinesdesalidaRasPiGPIOproducen3.3Vconunconsumomáximode16mA.

Elinductorrepresentamisolidez,queobtuvede Amazon . Por lo que puedo decir, requiere 12V / 1A para funcionar, pero conectando la batería de 9V directamente (saltando el transistor) funciona bastante bien. Incluso la salida RasPi 5V proporciona una activación débil.

Sin embargo, al atravesar el transistor, el solenoide no se activa correctamente. Me he dado cuenta de que cuando el pasador de la base está activado, se "mantendrá" en la posición final si se lo presiona manualmente, pero no se empujará hacia allí solo. No hace esto si el pin de la base no está conectado.

Intenté usar un transistor NPN BC547, luego me di cuenta de que la corriente de salida no era suficiente, así que cambié a un BC639 (que debería tener una salida de corriente de hasta 1-1.5A), pero eso tampoco ayudó. / p>

Mi pregunta es, ¿qué transistor debo usar? ¿Estoy haciendo algo mal? He visto a otras personas usar un TP120, que parece tener una corriente de salida aún mayor.

Ya que estoy configurando un circuito con 24 de estos, me gustaría estar seguro antes de ordenar otro lote de transistores.

    
pregunta mirceapricop

3 respuestas

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Usted tiene el solenoide conectado entre el emisor del transistor y la conexión a tierra. En esta configuración, la tensión máxima a través del solenoide se limitará a la tensión de salida de la MCU menos la caída de V BE del transistor, que es de aproximadamente 0.65 V. Una salida de 3.3V MCU le dará a lo sumo, aproximadamente 2.6 V a través del solenoide.

Cualquier corriente de carga significativa causará una caída de voltaje adicional a través de la resistencia base. Por ejemplo, si el transistor tiene una beta de 100, y atrae 260 mA a través del transistor, tendrá una corriente base de 260 mA / 100 = 2.6 mA y una caída de voltaje de 2.6 mA × 1000 Ω = 2.6 V a través de la resistencia de base, dejándote sin voltaje de salida en absoluto!

En su caso, el solenoide tiene una resistencia de CC de aproximadamente 12, por lo que se está moviendo

$$ \ frac {2.6 V} {\ frac {1000 \ Omega} {100} + 12 \ Omega} = 118 mA $$

a través del solenoide, aproximadamente 1/10 de lo que necesita.

Debe conectar el solenoide (y su diodo) entre la fuente de alimentación positiva y el colector del transistor. Conecte el emisor directamente a tierra. Esto le proporciona la tensión de alimentación completa a través del solenoide, menos la V CE (SAT) del transistor, que debe ser de unos pocos cientos de mV.

    
respondido por el Dave Tweed
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Pruebe este MOSFET a nivel lógico

Eso evita que tenga que lidiar con los problemas de ganancia actuales (Beta / hFE) si la ganancia es demasiado pequeña. (es decir, si la corriente base es de 16 mA y la hFE es de 25, la corriente del colector solo será de 0,4 a.) (Si solo está manejando 100 mA o algo así, solo siga adelante y use el BJT).

Si coloca una resistencia de 200 ohmios entre el GPIO y el pin de la puerta, limitará la corriente a 16 mA máx durante el cambio. Eso no debería ser un problema a menos que intentes cambiar muy rápido (lo que causará mucho calentamiento debido a la lentitud con que cambias el MOSFET).

Tenga cuidado al manipular el MOSFET, especialmente durante el tiempo seco. La puerta es muy sensible a la descarga electrostática. ¡No uses esos impresionantes pijamas de lana que tienes mientras trabajas!

    
respondido por el Daniel
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Algunos problemas.

Las baterías de 9V no son tan fuertes. Un solenoide de 1A lo drenará rápidamente.

Un solenoide de 12V puede dispararse a 9V, pero ya es del 75% del voltaje objetivo. Cualquier menor y no disparará.

Un solenoide necesita menos corriente y un voltaje más bajo para mantener un estado que para disparar.

Un solenoide bajo carga será peor.

Una resistencia de 1k ohm, con una fuente de 3.3 V y una caída de 0.7V Vbe en el transistor tiene solo 2.6 mA de corriente. El transistor será débil. Necesita una resistencia de 162 ohmios para el total de 16 mA. Como tal, el Hielo no será la corriente total que desea.

La caída del VCE, incluso a plena potencia, puede hacer que el solenoide no reciba suficiente voltaje para activarse. Estás reduciendo el voltaje de 9V incluso más bajo. Combinado con una batería más débil, lo que hace que el voltaje sea más cercano a 8V, lo más probable.

    
respondido por el Passerby

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