Почему выход с переключением на транзистор такой низкий?

Question

Почему выход с переключением на транзистор такой низкий?

voltage

Нужна помощь! Я использую Arduino Nano и транзистор общего назначения npn (2n2222a) для подачи сигнала 12 В на слаботочную нагрузку 12 В постоянного тока в автомобиле. Код Arudino настроен на импульс D2 при загрузке / запуске в течение 5 секунд. Настройка выходного сигнала PWM была равна 255 (с момента перехода на digitalWrite). Однако коммутируемый выходной сигнал составляет всего 4,5 В (ожидается, что он будет близок к 12 В). Что я делаю не так? Подача напряжения 12 В + непосредственно на черный ящик работает. Цель состоит в том, чтобы имитировать временное нажатие кнопки в автомобиле, чтобы включить автоматическую функцию.

@handyguy, 👍0

Обсуждение

черный ящик повышает напряжение на эмиттере ... что, в свою очередь, повышает базовое напряжение, необходимое для включения транзистора ... нано не может обеспечить это напряжение .... подключите эмиттер к GND ... поместите черный ящик на коллектор .... он был забит до смерти здесь и во многих местах ... проведите исследование управления двигателем, соленоидом или лампой с помощью arduinp, @jsotola

Я провел исследование и нашел эту схему (4-я схема, эмиттерный повторитель), которая выглядела близкой к моему желаемому приложению: https://www.electronics-tutorials.ws/blog/relay-switch-circuit.html#:~: text=PNP%20Relay%20Switch%20Circuit.%20%20PNP%20транзистор%20цепь%20более%20отрицательна%20чем%20эта%20на%20%20эмиттер., @handyguy

проблема с вашей схемой в том, что D2 не поднимается до 12 В, @jsotola

Какой ток требуется для вашего черного ящика с питанием 12 В?, @Avon97

не большой ток - он подает сигнал на блок управления авто, имитирующий короткое нажатие кнопки - несколько миллиампер в предположении., @handyguy

На вашей схеме показан усилитель с **общим коллектором**: он усиливает ток, а не напряжение., @Dmitry Grigoryev

5 ответов

Лучший ответ:

▲ 3

2N2222 - это устройство NPN. Пропуская всю связанную с этим физику, это означает, что (в вашем приложении) он будет поглощать ток как переключатель с низкой стороны, но не будет источником тока как переключатель с высокой стороны.

Если вам нужен переключатель высокого уровня, вам следует найти PNP-транзистор. В этом случае ваш наноконтакт будет пропускать ток от базовой клеммы транзистора.

Я бы порекомендовал вам придерживаться модели 2N2222, но внести два изменения:

Подключите свой "черный ящик" между положительной клеммой (+) вашего источника питания 12 В и клеммой коллектора 2N2222.
Уменьшите размер вашего базового резистора с 10 Ком до 1 Ком

20 окт 20, @Seamus

Заземленная сторона черного ящика недоступна. Цепь черного ящика (блока управления) должна подавать +12 В для имитации нажатия переключателя., @handyguy

спасибо, у меня под рукой были только npn транзисторы, вот и попробовал., @handyguy

проверил корзину запчастей, у меня также есть p-ch mosfet и nte184/185., @handyguy

@Seamus: Транзистор NPN вполне может быть источником тока в качестве переключателя высокой стороны. Вот что он делает - это эмиттерный повторитель. Чего он не может сделать, так это обеспечить напряжение на эмиттере выше, чем базовое напряжение., @JRE

Нет, Симус, мне не нужен "чат". Я трачу большую часть своего времени на обмен стеками электротехники. Утверждение «но не источник тока в качестве переключателя верхнего плеча» неверно. Как показывает исходный вопрос, 2N2222 попытается передать весь ток, доступный от источника 12 В, в черный ящик. Если бы черный ящик был коротким замыканием на землю, 2N2222 быстро бы сгорел от попытки пропустить много ампер тока от автомобильного аккумулятора. Вот вам и "отсутствие источника тока"., @JRE

При использовании черный ящик не будет потреблять много тока (есть комментарий, в котором говорится, что ему нужно всего несколько миллиампер). эмиттер., @JRE

Уже написал ответ., @JRE

А NPN-транзистор **будет** выдавать ток, как показано в вопросе. Или ты не пробовал?, @JRE

Я попробовал свою оригинальную схему в машине, но она не обеспечивает достаточного напряжения? сигнализировать блоку управления о переключении состояний. Прямая линия +12 В пост. тока к блоку управления переключает состояние., @handyguy

@handyguy: Правильно - схема, которую вы нарисовали в своем вопросе, не будет работать. Коллектор должен подключаться к терминалу «neg/gnd/-» вашего черного ящика, а эмиттер должен подключаться к точке GND на вашем Arduino. Означает ли это, что это работает для вас сейчас?, @Seamus

У меня нет доступа к земле на черном ящике. У меня есть доступ только к сигнальному проводу к блоку управления, для которого требовался сигнал +12 В постоянного тока., @handyguy

@handyguy: Хорошо, это достаточно легко исправить. Я буду рад пересмотреть свой ответ, если вы его рассмотрите - дайте мне знать, если вы не возражаете., @Seamus

я не против, спасибо, @handyguy

@handyguy: я не ясно выразился; мои извинения, но я хотел знать, если вы все еще **заинтересованы** в исправленном ответе. Если вы уже перешли к решению, возможно, нет смысла пересматривать этот ответ. OTOH, если вы все еще не решили, как действовать дальше, я буду рад внести изменения., @Seamus

спасибо, но больше не нужно., @handyguy

▲ 2

То, о чем я думал, - это использование оптосоединителя

Подключите контактный выход Arduino к контакту 1 через резистор 330 Ом, контакт 2 к заземлению Arduino, подключите контакт 4 к Vcc 12 В и, наконец, подключите контакт 3 к нагрузке черного ящика.

Попробуйте эту конфигурацию

Поскольку черному ящику требуется всего несколько миллиампер, как вы сказали Может быть, транзистор не насыщен, поскольку базовый ток должен проходить через оптосоединители нагрузки черного ящика, у которых нет базового тока, вместо этого они используют фотоны

Вот принципиальная схема

Источник питания 5 В выглядит как вывод D2 Arduino, а лампа - это нагрузка черного ящика. Это пример 4N35

20 окт 20, @Avon97

Оптопара выглядит как хорошая идея. Деталь дешевая и маленькая. Если он может переключать 12 В постоянного тока за несколько мА, это выглядит как самое простое решение., @handyguy

▲ 0

Вы можете использовать реле, если хотите

Relay module

Предполагая, что вам нужно только включать и выключать черный ящик

Подробнее см. здесь

https://howtomechatronics.com/tutorials/arduino/control-high-voltage-devices-arduino-relay-tutorial/

20 окт 20, @Night Shade

Спасибо за идею; однако перед подачей импульса необходима программируемая задержка, поэтому используется Arduino., @handyguy

@handyguy Ваше Arduino может управлять реле, реле работает немного как транзистор, но оно подключено к 2 цепям, ваша низковольтная схема Arduino будет переключать реле, как выключатель света, который пропускает 12 В по второй цепи., @Oylex

@handyguy Зависит от задержки, которую вы упомянули, если задержка довольно велика в миллисекундах, я уверен, что реле может обрабатывать ее, как импульс 500 мс, вы ничего не сказали о длительности импульса, поэтому я подумал об этой идее., @Night Shade

около 250 мс для нажатия кнопки, @handyguy

лучше попробуй с реле думаю сработает, @Avon97

▲ 1

итак, я выбрал схему с 2 транзисторами на стороне высокого напряжения, так как у меня был необходимый pnp-транзистор. Работает отлично, спасибо всем за вашу помощь. Трассировка (5 В / div) показывает сигнал Arduino на уровне 5 В и выход схемы на уровне 12 В - идеально!

20 окт 20, @handyguy

@*JRE* · Accepted Answer · 2020-10-20 08:13-00:00

Проблема в том, что вы используете NPN-транзистор в качестве переключателя высокого уровня.

Напряжение на эмиттере транзистора всегда будет примерно на 0,7 В ниже напряжения на базе. "Высокий" выходной сигнал от Arduino составляет 5 В. Излучатель будет находиться на уровне около 4,3 В.

Взгляните на страницу Википедии "подписчик эмитента". Повторитель эмиттера также называют общей коллекторной схемой. Это объясняет "проблему" более подробно. Это проблема только в той мере, в какой она не является правильным решением для вашей задачи.

Вам нужно использовать схему "общего излучателя".

Такое использование обычно называют "переключателем низкого уровня".

Это будет выглядеть примерно так:

schematic

Если вашему черному ящику действительно нужно, чтобы его вход был увеличен до 12 В, тогда вы могли бы сделать что-то вроде этого:

schematic

Значения резисторов и номера деталей транзисторов являются заполнителями. Значения резисторов, которые вам понадобятся, зависят от используемых вами транзисторов. Выбор транзистора будет зависеть от того, сколько тока вам нужно подать в черный ящик.

Я вижу в комментарии, что вашему черному ящику требуется всего несколько миллиампер. В этом случае показанные транзисторы должны работать просто отлично. Значения резисторов могут быть немного завышены, но я думаю, что с ними все будет в порядке.

Пара дополнительных моментов:

Arduino имеет ШИМ-выходы, а не PCM.
Выходное напряжение вашего черного ящика будет пульсировать, если вы используете любое значение ШИМ ниже 255. Вашему черному ящику, вероятно, это не понравится, и ваш вольтметр не будет показывать правильное напряжение.

Вы должны использовать D2 в качестве цифрового выхода, а не PWM. Просто включите или выключите его, а не возитесь с рабочим циклом ШИМ. Используйте "digitalWrite" вместо "analogWrite" на выводе D2.