Kysymys:
Miksi bipolaarinen transistori ei toimi, mutta MOSFET toimii
GMc
2020-03-11 15:00:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Viitaten kysymykseeni Arduino-ohjattu virtalähde saadaksesi lisätietoja ja testiohjelman.

Miksi piiri, jossa on transistori, ei toimi (katso alla), kun taas vastaava piiri, joka käyttää MOSFETiä, toimii?

Miksi myös silloin, kun virta katkaistaan ​​transistoripohjaisessa piirissä, Arduino kuolee välittömästi, kun taas MOSFET-pohjaisessa virtapiirissä Arduino häviää vähitellen 3-4 sekunnin kuluessa? Kun sanon sen "häipyvän", LEDit himmentyvät 3-4 sekunnin kuluessa. Se on kuin kapasitanssia, joka pitää sen käynnissä, kunnes varaus on käytetty loppuun, mutta tätä ei tapahdu transistoripohjaisessa piirissä.

Tämän piirin idea on maksimoida Arduinoa käyttävän 9 voltin akun käyttöikä. Ajatuksena on antaa ulkoisen fyysisen tapahtuman (painamalla S1) käynnistää Arduino. Sitten Arduino pitää Pin D2: n kautta virtaa päällä, kun S1 on vapautettu, kunnes se on tehnyt sen mitä tarvitsee tehdä. Lopuksi Arduino pudottaa Pin D2: n matalaan tilaan virran katkaisemiseksi.

Seuraavassa on kaksi piirikaaviota.

Ensinnäkin transistoripohjainen piiri - joka ei toimi (Arduino kuolee heti kun S1 vapautetaan - ja se kuolee välittömästi).

Transistor based Arduino power management

Toiseksi MOSFET-pohjainen piiri - joka saavuttaa halutun tuloksen, mutta Arduino "haihtuu" vähitellen, kun D2 menee LOW. Tämä on OK, mutta olisi mukavampaa, jos Arduino sammuu paljon nopeammin.

enter image description here

Tiesitkö, että T in MOSFE ** T ** tarkoittaa ** transistoria **?Jos kirjoitat "kaksisuuntainen transistori" tai "NPN-transistori", otsikko on järkevämpi.
VIRTAPAIKAN PITÄÄ TOIMITTAA.Toimiva MOSFET cct on huijaus.Katkaisu saavutetaan todennäköisesti vuotamalla diodin läpi.||Molemmissa tapauksissa perus- / porttikäytön PITÄÄ olla korkeampi kuin Vin, mutta molemmissa tapauksissa diodin toimittama pitojännite on parhaimmillaan diodipudotus ALIN VIN.||Työskennellä.Käytä PNP-transistoria tai P-kanavan mosfetiä.Kytke virta vetämällä jalusta / portti matalaksi.Pidä alhaalla, jotta se pysyy päällä.Anna vastuksen vetää korkki korkealle sammumaan.Napaisuuden korjaamiseksi saatat tarvita toisen transistorin pääkytkimen ajamiseksi.
@bimpelrekkie nyt, kun mainitsit sen, tiesin sen.Päivitän otsikon vastaavasti.Kiitos.
Katso https://www.qrp-labs.com/images/news/dayton2019/FDIM2019ConfProceedings.pdf -sivulta 11 versio, joka näyttää toimivan - vaatii kuitenkin kaksi transistoria :)
@hobbs tarkoitat, että tosiasiassa * melkein * sain sen oikein?Nyt se on hauskin asia, jonka olen kuullut ympäri vuoden!Puhu flukeista !!!!Yritän toistaa piirin.Kiitos valtavasta vinkistä!
@RussellMcMahon on erittäin oikea, oikea topologia, jota sinun tulisi etsiä piirillesi, on se, jota kutsutaan yleisesti "korkean sivukytkimen kokoonpanoksi".Mikä voidaan oletusarvoisesti vetää ylös ja sulkea arduino.Ja kytkimen painamisen jälkeen sidotaan hetkeksi kytkimellä ja sitten tapilla D2.Siihen asti, kunnes se vapautetaan takaisin ylösvedettyyn tilaansa sulkemaan kaiken.
Q1: TÄRKEÄÄ: Mikä jännite toimii nykyisessä piirissäsi, mikä on Arduino "Vin" -jännite, kun Arduino on käynnissä.|Q2: Onko Vcc = 5V?(oletettavasti kyllä).
@RussellMcMahon Yhdistin volttimittarin nastasta 3 (oikeanpuoleisin nasta katsottaessa Q1 edestä ja näen osanumerot oikein suunnattuina) maahan.Q1: n nasta 3 johtaa VIN: ään.Kun painan painiketta, jännite hyppää hetkeksi 9V: iin, sitten lyhyen ajan kuluttua (~ .5s) se laskee 5V: iin.Luulen, että tämä tapahtuu, kun Arduino nostaa D2: ta.Jännite näyttää alkavan hiipua siinä vaiheessa.Kun D2 laskee matalaksi, se on todennäköisesti 4,5 V: lla ja jatkuu hitaasti - ehkä 30 sekuntia päästäksesi <0,5 V: iin.Jos poistan akun, se häviää nopeammin.Yritän kokeilla joitain ehdotuksia noin päivässä.
@GMc - Ah Vcc = 9V - sanoit niin.:-) -> Siksi se toimii muodin jälkeen - MOSFET pudottaa ainakin Vgsth: n tai tässä tapauksessa noin 4V + Joten 9V: stä saat 5V jäljellä.||Jos käytät piirini, saat alle 0,5 V: n pudotuksen bipolaaristen transistoreiden kanssa ja vähemmän taas sopivalla MOSFETillä.
Kahdeksan vastused:
Bimpelrekkie
2020-03-11 15:21:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

En ole vakuuttunut siitä, että tämä on tyylikkäin piiri / menetelmä haluamasi saavuttamiseksi (Arduinon käynnistäminen / sammuttaminen). Lisätietoja alla.

Mutta joka tapauksessa, arvaukseni on, että pääpiirien ero piireissä on se, että NPN-transistori tarvitsee (pienen) kantavirran johtaakseen. Kyseinen perusvirta voi virrata vain, kun C1 (22 nF) ladataan. Koska C1: llä on hyvin pieni arvo, lataaminen kestää vain hetken, eikä enää ole perusvirtaa, Q1 sammuu, Arduino pysähtyy, koska sillä ei ole syöttöjännitettä.

MOSFET ei tarvitse virtaa, se tarvitsee vain voltage. MOSFETin portti on eristetty, joten virta ei voi virrata. Ainoa tapa, jolla C1 voi ladata, on D1: n leakage current: n kautta. Vau, se on pelottavaa, luottaen diodin vuotovirtaan! Yksikään kokenut piirisuunnittelija ei tekisi niin vapaaehtoisesti.

Kaiken kaikkiaan piirisi hiipii minut ulos, en koskaan tekisi näin. Mitä tekisin sitten? Ensinnäkin joidenkin piirien antaminen päälle / pois päältä omasta virtalähteestään on aina vähän pelottavaa eikä sitä todellakaan tarvita. Olen tehnyt projektin, jossa Arduino toimii kahdella AA-paristolla sarjaan ja on jatkuvasti kytketty akkuun. Nuo AA-paristot kestävät yli vuoden.

Tätä varten poistin jännitteen säätimen sirun Arduino-kortilta (jättäen sen paikalleen ja voisin myös toimia 3,3 V: n syöttötapilla). Sitten ohjelmoin Arduinon siten, että se menee suurimman osan ajasta sleep-tilaan . Lepotilassa se kuluttaa hyvin vähän virtaa.

Ehdotan, että löydät samanlaisia ​​paristokäyttöisiä Arduino-projekteja ja näet, miten he tekevät sen, ja tee sitten sama.

Katso kommenttini OP: n vastauksesta.Hänen alkuperäinen CCT toimii vain fluke MOSFET ja ei voi työskennellä kaksisuuntainen.MOSFET-sammutus johtuu todennäköisesti diodin käänteisestä vuotamisesta !!!
@RussellMcMahon * MOSFET-virrankatkaisu johtuu todennäköisesti diodin käänteisestä vuotamisesta !!!
Olemme samaa mieltä :-).En näe kuinka FET koskaan kytkeytyy päälle.Sen Vgsth on vähintään 4 volttia, mutta sillä ei ole ilmeistä tapaa koskaan olla puolueellinen eteenpäin.Epäilen, että mitä hän tekee ja CCT eroavat toisistaan.||Minulla ei ole ongelmia itsestään poistuvien kopioiden kanssa ja olen käyttänyt niitä eri aikoina.Jos ATMega oli ainoa kohteesi, lepotila on riittävän tehokas.Muut piirit voivat olla vähemmän joustavia.Tiedän, että tiedät sen.Kahden transistorin piiri on yleensä kätevin, joten kytkin on korkealla puolella ja reagoi korkealle päälle- ja korkealla pitosignaalille.Toinen transistori on korkealla laukaistuna ja vetää kytkinportin / pohjan matalalle.
@RussellMcMahon NMOS ei koskaan kytkeydy kokonaan päälle, kun kytkin on suljettu, portin tyhjennys on oikosulussa, joten NMOS: sta tulee "NMOS-diodi", mikä tarkoittaa, että se putoaa hieman enemmän kuin \ $ V_ {kynnys} \ $.Voit myös pitää sitä lähteen seuraajana, jossa portti on syöttöjännitteellä.Kytkimen avautumisen jälkeen 22 nF pitää yllä tätä tilannetta (Vgd = 0), mutta D1 lataa sen välittömästi.Voisin olla tyytyväinen itsestään sammuttavaan piiriin, joka käyttää PMOS: ää.NMOS: n avulla sinun on vaihdettava maata, joka vaatii ongelmia.
Olen kanssanne samaa mieltä siitä, että se ei ole tyylikkäin ratkaisu (se ei toimi niin kuin haluan), mutta minulle on hieman oppimiskäyrä - tästä siis kysymykseni.Kiitos @russellmcmahon: stä ja muista vastauksista.Kokeilen edelleen ja toivottavasti en tapa tai pilaa viattomia Arduinoja matkan varrella!
@GMc Se ei ole, että se ei ole "tyylikkäin" - se on erinomainen ensimmäisenä yrityksenä selvittää se itse, mutta on väärä riittävällä tavalla, mikä todennäköisesti saa sen epäonnistumaan odottamattomasti.|| Q!Mitä MOSFETia käytät - oletettavasti ei se, jota näytät, koska sen ei pitäisi toimia ollenkaan.||K @: Kun virta kytketään päälle, mikä on Arduino Vin -tapin jännite?- oletko todella tyytyväinen siihen?
@RussellMcMahon Kiitos "moraalivauhdista" :-).Pakkauksen etiketissä lukee "IRF540N".Sitten seuraavalla rivillä on "I", sitten jonkinlainen funky symboli, sitten "R" (luultavasti jonkinlainen yrityksen logo), jota seuraa "P752P".Viimeisellä rivillä lukee "IKWY".Lisäisin kuvan, mutta en ole varma, miten se tehdään kommenttiin.
@GMc Olen (edelleen) yllättynyt siitä, että se toimii ollenkaan.Yllä oleva Q @ (pitäisi olla Q2 :-)) kysymys on edelleen erittäin kiinnostava.Q1 (mosfet tai bipolaarinen) toimii "emitterin seuraajana".MOSFETin tapauksessa Vds-pudotus on noin Vgsth - kytkentäjännite.IRF540: n PITÄÄ olla noin 3 tai 4 V!- Arduinolle jätetään vain noin 1 tai 2 volttia!||Katso vastauksestani piiri, jonka pitäisi toimia hyvin.
pjc50
2020-03-11 15:21:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Transistori edellyttää, että jalustalla on korkeampi jännite kuin emitterin, jotta se kytketään päälle. Kuitenkin, kun painikkeen virta katoaa, voit nähdä, että ainoa jalustalle syötetty jännite tulee emitteristä! (Arduinon ja sen diodin kautta, mutta silti: se vain takaa, että perusjännite on pienempi kuin lähettimen jännite).

Bipolaaritransistorit vaativat jatkuvaa virtaa. Heti kun heiltä puuttuu virta tukiaseman kautta, ne sammuvat.

MOSFET-tapauksessa transistoria pidetään kiinni sen omasta kapasitanssista. Ei todellakaan ole mitään keinoa vetää matalalle muuten kuin vuotamalla takaisin diodin läpi. Virta ei virtaa portista joko viemäriin tai lähteeseen.

Transistorin lähestymistapa voidaan todennäköisesti saada toimimaan vaihtamalla se PMOS: ksi, joka vaatii pitämistä alhaalla, jotta se kytketään päälle.

Muokkaa: Falstad-simulointi, jossa Arduino on korvattu langalla, mikä osoittaa, että se käynnistyy ensin (pulssi C1: n läpi) ja sammuu sitten hyvin hitaasti vuotona diodin läpi. Falstad ei simuloi kondensaattorivuotoja, mikä voi myös olla merkitystä.

Katso kommenttini OP: n vastauksesta.Hänen alkuperäinen CCT toimii vain fluke MOSFET ja ei voi työskennellä kaksisuuntainen.MOSFET-sammutus johtuu todennäköisesti diodin käänteisestä vuotamisesta !!!
Russell McMahon
2020-03-12 06:56:04 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Alla oleva piiri tekee mitä haluat.
Suora korvaaminen sopivilla MOSFET-laitteilla toimii myös.
Komponenttien arvot ovat oikein kuvan osoittamalla tavalla, mutta niitä voidaan muuttaa tulosten optimoimiseksi.

Monet muut pienet kaksisuuntaiset transistorit tekevät mitä haluat, mutta ne, jotka olen osoittanut (erityisesti BC327-40), sopivat paremmin tehtävään kuin monet. "-40" -liite tarkoittaa, että sillä on suuri virranvahvistus ja BC327 / BC337: llä on suurempi virrankäsittelykapasiteetti ja matalampi Vsat (vähimmäisvirta Vce: llä) kuin useimmilla muilla pienillä bipolaarisilla transistoreilla. Vähemmän tavallisesta eKr. Jälkiliitteestä huolimatta ne ovat laajalti saatavilla kansainvälisesti.

BC327-40 käsittelee 100 mA: ta ja sen jännitehäviö on ehkä 0,3 V.
Sopivasti matala Rdson MOSFET tuottaa minimaalisen jännitehäviön samassa roolissa.

Positiivinen tulo kohdissa D2 tai D1 käynnistää tai pitää piirin päällä.
Q1 päälle kytkemällä päälle Q2.

Tarvittaessa sammutusviive voidaan lisätä lisäämällä kondensaattori Q1-alustasta maahan. MOSFET tässä paikassa sallii paljon suuremman R1-arvon, mikä tekee sammutusviiveestä pidemmän tietylle C1: lle.

schematic

simuloi tätä virtapiiriä - Kaavio luotu käyttämällä CircuitLab

Tässä on MOSFET-versio.
R1 & R2: ta bipolaarisessa piirissä ei tarvita.
R4 ja C1 asettavat sammutusaikavakion - noin 0,1 sekuntia kuvan osoittamalla tavalla, joten sammutusajat ovat 0,1 - muutama kymmenesosaa sekunnista FET: n mukaan (alempi Vgsth = pidempi sammutusaika). Voidaan käyttää suuria MOSFET-laitteita - olen jättänyt vakiopiirien oletusarvot paikoilleen, mutta niillä on paljon suuremmat virta- ja jännitekapasiteetit kuin tarvitaan, suurempi Rdson kuin tarpeen ja Vgsth on kunnossa 5 V: lle ja ei tarpeeksi matala 3 V3 -käyttöön.

schematic

simuloi tätä virtapiiriä

Olen äänestänyt tämän vastauksen niin, että se toivottavasti pysyy myös huipulla.Tämä piiri toimi myös erittäin hyvin.Testasin kuitenkin toistaiseksi vain BiPolar-transistoriversiota.
@GMc "Painike", johon viittaat muualla, on S1 ja minun "Käynnistä" -tuloni.
Dmitry Grigoryev
2020-03-13 00:47:24 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ensimmäinen kaavasi ei toimi, koska se yrittää vetää itsensä suosta omilla hiuksillaan.

NPN edellyttää, että sen perusjännite on korkeampi kuin emitterijännite johtamiseksi.Arduino saa kuitenkin virtansa saman NPN: n lähettimen kautta, joten se ei selvästikään pysty tuottamaan VCC: tä suurempaa pinjännitettä, joten NPN sulkeutuu ja Arduino sammuu.

Fredled
2020-03-12 00:30:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

En ymmärrä C1: n tarkoitusta.IMO voi aiheuttaa haalistumista.MOSFETS voi pysyä päällä hyvin pienellä virralla. Liitä portti GND: hen vastuksella, joka on välillä 22-100 khoms. Myös teoriassa C1: n pitäisi kytkeä arduino päälle, kun Vcc käynnistetään.

Kondensaattorin idea oli tarjota hieman kytkimen debouncing.Myös mielestäni ehdotat pienen ikkunan antamista Arduinon käynnistää ja nostaa D2.Yritän vastusta huomenna.
GMc Jos haluat purkaa, sinun on liitettävä C1 GND: hen, ei Vcc: hen.
Michael Fratus
2020-03-12 11:39:45 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Sekä mosfet- että bipolaaripiireissä lähtö (mosfetin lähde ja bipolaarinen emitteri) on aina pienempi kuin ohjausjännite.Koska arduinon ulostulotappi ei koskaan pääse syöttöjännitteeseen, heti kun päästät kytkimen irti, kytketty syöttöjännite laskee ja laskee edelleen.PNP: n käyttö välttää tämän ongelman.

AndyC
2020-03-12 15:53:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

BJT-piirissä kytkentätransistorin tulisi olla PNP ja toinen NPN-transistori antamaan käyttövirran sille.

Alla oleva piirini on huomattavan samanlainen kuin Russel julkaisi ja se on testattu Arduino UNO: lla. Se kytkee 12 voltin syöttöesisäätimen.

Painike syöttää virtaa NPN-transistoriin, joka puolestaan ​​syöttää virtaa PNP-transistoriin, joka virtaa Arduinoon. Kondensaattoria tarvitaan UNO: n kanssa, koska UNO: n käynnistyminen ja ON_PIN-arvon asettaminen kestää kauan. 5k6-vastuksen kautta purkautuva kondensaattori pitää NPN: n pohjan virtana, kunnes ON_PIN ottaa vallan.

Vasemmanpuoleinen piiri ja diodit mahdollistavat uusien painonappipainallusten tunnistamisen, jotta voit antaa koodille muita toimintoja tai, kuten minä teen, käyttää sitä keskeytyksenä.

Olen käyttänyt tämän piirin muunnoksia paristoilla IR- ja WiFi-kaukosäätimien käyttämiseen muilla MCU: illa, esim. Adafruit ItsyBitsy. Kun piiri on pois päältä, vuotovirta on alle 1 mikrovahvistin, joka tekee paristoja viime kuukausina latausten välillä. Piiriarvot on säädettävä muille syöttöjännitteille.

Arduino AutoPower circuit

enter image description here

Edellä on ratkaisu alkuperäiseen ongelmasi, mutta vastauksena joihinkin kysymyksiisi:

BJT-piirissä se kytkeytyy päälle, kun painiketta painetaan, koska virta voi virrata transistorin pohjaan lähteestä, joka on korkeammalla jännitteellä kuin transistorin emitteri. Se ei kuitenkaan toimi, kun CPU-lähdön D2 pitäisi ottaa haltuunsa, koska transistorin kääntämiseksi tukiasemaan on oltava noin 0,6 volttia korkeampi kuin emitteri. Lähtötappi ei voi koskaan toimittaa enemmän kuin CPU: n Vin, mutta Vin tarjoaa transistorin emitteri. Tämä on noidankehä ja virta ei voi koskaan virrata transistorin pohjaan, koska kantajännite ei koskaan nouse tarpeeksi korkeaksi. Lisää diodin lähtöjännitteen 0,6 voltin pudotus ja tilanne pahenee. Siksi vaihdan PNP: tä. Jos emitteri on kytketty syöttöön, sinun on vain kytkettävä jalusta maahan vastuksen kautta sen käynnistämiseksi.

FET: n vastaus on samanlainen, mutta kuten muut ovat sanoneet, FET: n portin tarvitsema virta on pieni, ja FET: n portilla oleva varaus pitää sitä kiinni, kunnes se vuotaa pois. Piirissä ei ole mekanismia portin aktiiviseen purkamiseen, kun D2-lähtö vedetään matalaksi, ja siksi se ei sammu D2-ohjauksessa.

Sanot: "Oletettavasti tämä johtuu 100uF-kondensaattorista". Kondensaattori latautuu melkein välittömästi painikkeesta ja purkautuu nopeudella, jota 5k6-vastus ohjaa. Muiden levyjen (ItsyBitsy ja Feather) kanssa en tarvinnut kondensaattoria, mutta UNO: n kanssa. Aloitusaika, jonka näin, oli noin 1,5 sekuntia.

Piirini toinen piirre, josta pidän, on se, että vaikka se käynnistetään täällä olevalla painikkeella, se voidaan kaktisesti laukaista millä tahansa anturilla, joka voi tuottaa tarpeeksi virtaa kytkemään BC547: n alustan, esim. oven kytkin, lämpötila- tai valoanturi, joka ylittää kynnyksen jne.

Kiitos tästä, olen testannut sen ja se toimii hyvin.Pidän ajatuksesta painikkeen syötöstä.Vaikka et vastannut kysymykseeni, olen valinnut vastauksesi oikeaan lisäominaisuuden vuoksi, se toimii ja niin, että se ponnahtaa ylös, jotta muut voivat hyötyä siitä.Kiitos taas.
Voi, ja yksi hyvä ominaisuus on, että tämä piiri toimii parhaiten painikkeella.Arduino näyttää tarvitsevan noin 3/4 sekuntia "käynnistykseen".Toisin sanoen, painikkeen painamisen välillä on noin 3/4 sekunnin viive ja Arduino voi tuoda virranohjauslinjan (nasta 12 yläpuolella ja nasta 2 projektissani) HIGH pitämään virtaa päällä.Yllä oleva piiri sallii hetkellisen painikkeen painamisen (reilusti alle 3/4 sekuntia) ja pitää virran tarpeeksi kauan, jotta Arduino käynnistyy ja käynnistää D12: n (tai D2 minun tapauksessani).Oletettavasti tämä johtuu 100uF-kondensaattorista.
Hei, kiitos ystävällisistä kommenteistasi.Olet oikeassa, en vastannut tarkalleen kysymyksiin, vaan annoin vain ratkaisun alkuperäiseen ongelmasi.Joten, jotta levy olisi suora, katso edelliset muutokset.
Eduardo1992
2020-03-13 02:23:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Käytä PNP-transistoria ja käännä logiikkasi käänteiseksi.

enter image description here

enter image description here

Kun rakennin tämän piirin (kaksi kertaa), huomasin, että sain vain noin 1-2 volttia Vinin ja Gnd: n välillä, kun suljet SW1: n.Q1 kuumeni hyvin nopeasti ja alkoi lopulta tupakoida (noin 3-4 sekunnin kuluttua).Tarkastin piirit kolminkertaisesti ennen virran käyttämistä ja uskon, että olen noudattanut kaaviota oikein.
@GMc Se on hyvin samanlainen kuin minun ja muut piirit.Vaihda R1 sanomaan 10k, poista R2 ja lisää 1k sarjaan kytkimen kanssa.Taikasavua syntyy Q1: ssä soveltamalla täyttä Vcc: tä maajännitteeseen sen risteyksessä, kun kytkin on kiinni.
-1


Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 4.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...