Solenoide de conducción bidireccional utilizando el puente H y la frambuesa pi

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Quiero conducir un viejo solenoide de timbre del teléfono de manera bidireccional (20 Hz) usando los pines GPIO de la Raspberry Pi. Soy nuevo en electrónica, pero pensé que un diseño de H-bridge funcionaría para hacer esto:

Elsolenoidees500\$\Omega\$,nosélainductancia.ParalostransistoresplaneousarBC548C's.UsarélospinesGPIOparaproporcionarlaseñalde20Hz.Mispreguntassonlassiguientes:

  • Encircuitosunidireccionalesequivalentes,hevistodiodosderetornoatravésdelsolenoide.¿Necesitousaresto?Enmicaso,dondequieroconducirelsolenoideenambasdirecciones,untelevisorcomo enlace ?
  • ¿Necesito usar optoaisladores o equivalentes para proteger el RPi?
  • ¿Asumí correctamente que necesito conectar la tierra RPi a la tierra eléctrica del solenoide?
  • ¿Se necesitan resistencias desplegables? Si es así, ¿cuál sería un buen valor de resistencia? 50k?

Y, en general, ¿funcionará este diseño o hay mejores alternativas?

Actualización:

He rediseñado según lo sugerido con MOSFET de canal P y canal N. También agregué 2 transistores NPN tipo 2N2222 (¿traductores de nivel?), Que pueden conmutar con 3.3v y trabajar con el RPi.

Tal como lo entiendo ahora, cuando los GPIO son 0, las resistencias de pull-up mantienen apagados los MOSFET de canal P (Q1, Q2) y los MOSFET de canal N (Q3, Q4). Cuando GPIO 1 se cambia a alto, las puertas de Q1 y Q3 se ponen a tierra y, por lo tanto, Q1 se enciende y Q3 se apaga, lo que permite que la corriente fluya de izquierda a derecha a través del solenoide. GPIO1 bajo y GPIO2 alto para invertir.

Ahora, no estoy seguro de qué MOSFET elegir. He pasado horas buscando en catálogos en línea y ya casi no puedo ver el bosque a través de los árboles. En cualquier caso, encontré BSS84AKW para el canal P y NX7002AKW para el canal N.

(Por favor, busque la hoja de datos en Google. No puedo publicar más de 1 enlace todavía)

¿Son estas las partes correctas para el trabajo? Los he seleccionado principalmente debido al bajo voltaje de umbral de Vgs, ya que trabajo con voltajes de nivel lógico. ¿Entonces también es posible, con estos u otros MOSFET, operar esto sin los transistores Q5, Q6, o solo funciona si el voltaje GPIO es igual al voltaje del variador? (aquí 3.3V vs 5V)

    
pregunta xyzzyqed

2 respuestas

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Creo que es importante mencionar que, como está el circuito, no funcionará en otras palabras, su idea básica no está bien: -

  • Cuando el transistor inferior se enciende, el voltaje de la base a tierra será de aproximadamente 0.7V y el transistor superior asociado no se activará casi en absoluto, tal vez podría pasar un par de mA.
  • Si se resuelve el problema anterior, los transistores superiores podrían ver 3.3V en sus bases y esto significa que el voltaje del emisor será de 2.6V para cualquier corriente decente en la carga.

Ambos de estos son detonadores razonables, así que vaya por la ruta sensata y use mosfets de canal P para los dispositivos superiores y mosfets de canal N para los dispositivos inferiores. No voy a trabajar esto porque la pregunta ha sido marcada aceptada. Alternativamente, compre un IC H bridge como el DRV8803

    
respondido por el Andy aka
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La idea básica está bien, aunque la implementación no lo está. Necesita diodos en cada uno de los transistores (de cátodo a colector) en lugar de los televisores. Necesita resistencias en serie con cada una de las bases, y si el GPIO solo emite 3.3 V, querría un traductor de nivel de 5V. Es posible que esté mejor utilizando los MOSFET de canal P para los dispositivos principales y los FET de canal N en el lado bajo. Luego, los diodos del cuerpo en los FET se encargarán de la corriente inductiva. (Utilice FET de nivel lógico).

No necesita optoaisladores, pero el aislamiento puede ser una buena idea, ya que protegerá sus GPIO en caso de problemas durante la depuración. Su velocidad de conmutación (20Hz) es lo suficientemente baja como para que no necesite un disco súper rápido.

Sin el aislamiento y los suministros separados, deberá conectar los dos motivos.

Si usa FETs, las resistencias desplegables de gran valor desde la puerta hasta la fuente no son una mala idea. Si usa optoacopladores según el tipo, es posible que necesite circuitos adicionales para conectarse correctamente con los FET o los bipolares.

    
respondido por el John D

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