Transistor como interruptor en un entorno de voltaje variable

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Estoy usando un arduino pro mini de 3.3v para hacer un "bot de jardín" con energía solar. Todo lo que hace el robot es usar un sensor de humedad capacitivo (que puede aceptar un voltaje de suministro entre 3 y 20v) y activar un solenoide si es necesario. Este proyecto utiliza un circuito de administración de LiPo solar que suministra energía al arduino desde la batería (un LiPo de 3.7V, que puede variar realísticamente entre 3.4V y 4.2V) o, si hay un excedente, directamente desde el panel solar ( 5-6V, dependiendo de las condiciones).

Una cosa que es fundamental aquí es poder ponerlo todo en un sueño lo más profundo posible cuando no se están revisando las cosas. Al dormir, toda la cosa come unos 300uA. El sensor, cuando está energizado, come unos 7 mA. Dado que esta es una cantidad relativamente grande, me gustaría desactivar el sensor cuando no esté en uso.

Soy un novato en transistores, así que he estado siguiendo varios tutoriales sobre esto. Estoy usando un BJT para controlar el suministro de corriente al sensor, siguiendo este diseño:

muestra el transistor como circuito de conmutación

El problema es que Rb es una función tanto de la tensión de base como de la tensión del colector, y ese valor puede fluctuar dependiendo de las condiciones de energía. No puedo usar un riel de arduino regulado porque estaría a un máximo de 3.3 V, y cuando el transistor retire su .7v, me quedo con menos del 3.3V mínimo del sensor. ¿Hay alguna forma de hacer que esto funcione sin involucrar algún tipo de transformador elevador? No es un gran problema hacer eso, pero termina siendo más componentes y más consumo de energía cuando el sensor está encendido.

    
pregunta kolosy

1 respuesta

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Su pregunta suena CASI clara, pero no es 100% segura de cuál es el problema percibido.

Parece que está diciendo que el sensor funcionará directamente desde el suministro mínimo de Arduino, pero que agregar un transistor en serie puede reducir el sensor a un nivel inferior al permitido.

Un transistor bipolar activo puede tener un voltaje de saturación cuando está encendido de aproximadamente 0,1 V sin demasiado esfuerzo. Más unidad de base (es decir, más corriente de base) generalmente dará un voltaje más bajo. Una beta (ganancia de corriente si 10, es decir, Ic / Ib = 10, por lo general le dará una Vce sensiblemente baja, ya que es probable que obtenga en la mayoría de las aplicaciones. No dice que la corriente del sensor de flujo es muy alta, pero es poco probable que sea alta. Posiblemente < 1 mA, es poco probable que sea > 10 mA. Cualquier NPN de jellybean de alta ganancia de corriente debería funcionar razonablemente bien. Yo prefiero el BC337-40 (o SMD equivalente BC817-40) en este tipo de aplicación, pero muchos transistores estarán bien.

El Von más bajo es probable que se logre con un MOSFET. Puede obtener Rdson más bajo o mucho más bajo o mucho más bajo que 0,1 Ohm si lo desea. Por ejemplo, 10 mA de carga y Rdson = 100 miliOhm luego Vds = I x R = 10 mA x 0.1 Ohm = 1 milli Volt !!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Eso debería ser lo suficientemente bajo :-).

Si decidió usar un transistor bipolar y decidió usar un Beta (ganancia de corriente) de 10 (será mucho más grande en la práctica) da (para Iload = 10 mA. Ibase = Ib / min Beta = 10/10 = 1 mA. Rb = V / i = (Vdrive - Vbe) / 1 mA = (3.3-0.7) / 0.001 < = 26k.
Rb = 22K funcionará bien.

Ioff estará cerca de cero.

    
respondido por el Russell McMahon

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