Verwendung des NPN-Transistors als Schalter

Bevor ich meine Frage stelle, sollte ich sagen, dass ich sehr neu in der Arbeit mit Elektronik bin und möglicherweise nicht genau weiß, wie ich mein Problem beschreiben soll.

Ich versuche, einen Pin an meinem msp430-Mikrocontroller zu verwenden, den ich als Ersatz für einen Druckknopf an einem Gerät habe. Der msp430 ist 3,3 V und das Gerät, das ich schalte, ist 5 Volt. Ich hatte den Eindruck, ich könnte einen 2n3904-Transistor anstelle des Knopfes verwenden, indem ich Strom anlege, indem ich den Stift am msp430 einschalte, der den Strom vom Kollektor zum Emmiter fließen lässt, und hoffentlich den Knopf "drückt".

Dies ist mein aktuelles Setup

Durch Einschalten des Pins wird die Schaltung jedoch nicht aktiviert. Wenn ich den Jumper für die integrierte LED anschließe, kann ich überprüfen, ob der Pin funktioniert. Wenn ich die 5 V vom Kollektor mit einem Draht an die Basis anschließe, kann ich den Transistor aktivieren.

Welche anderen Informationen fehlen mir, um dieses Problem zu lösen? Danke im Voraus

BEARBEITEN: Nachdem ich die Kommentare gelesen hatte, konnte ich durch Hinzufügen eines 4,6-k-Widerstands zwischen der Basis und dem E / A-Pin und Verbinden meiner 3-V-Masse und 5-V-Masse den Transistor ohne erkennbare Probleme steuern. Danke!

transistors

— Streuner
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Siehe Elektronik.stackexchange.com/a/91899/2191

— RedGrittyBrick

WENN Sie die 5 V an die Basis angeschlossen haben, während sie an den MSP430 ... uC-Pin angeschlossen war, haben Sie möglicherweise die uC beschädigt. Wenn Sie 5 V korrekt an die Transistorbasis anschließen, kann der Transistor beschädigt oder zerstört werden. Der Vbe-Übergang arbeitet normalerweise bei etwa 0,6 bis 0,8 V. Die tatsächliche Spannung wird vom Transistor "eingestellt" und basiert auf dem Strom, der über (normalerweise) einen Widerstand geliefert wird. Wie Ricardo sagt, sollte der 10k-Widerstand ungefähr richtig sein. Wenn dies nicht funktioniert, kann der uC-Stift (oder mehr) beschädigt werden.

— Russell McMahon

Ich bezweifle, dass der Mikrocontroller-Pin beschädigt ist. Der Kurzschlussstrom für einen einzelnen MSP430-Ausgangspin sieht ungefähr 45 mA aus, und ich glaube nicht, dass dies den Mikrocontroller oder den Transistor verletzen würde. Da der Controller ein 3,3-V-Teil ist, beträgt die Verlustleistung etwa 100 mW, die Basis-Emitter-Verlustleistung etwa 40 mW.

— Joe Hass

Die folgenden Antworten scheinen davon auszugehen, dass Sie einen Low-Side-Schalter verwenden möchten. Ist dies der Fall? Wie ist die Taste, die Sie ersetzen möchten, verkabelt? Verbindet es Vcc (5V) mit dem Stromkreis, den es ansteuert oder erdet?

— alexan_e

Ich hoffe, Sie können verstehen, wie verwirrend Ihr Schaltplan ist. Wenn 5 V an den Kollektor angeschlossen sind, ohne zu zeigen, dass er von einem Pullup-Widerstand oder dem Pull-Down-Knopf stammt, den Sie überschreiben möchten, können wir das Problem nicht besser verstehen, um zu helfen. Bitte nehmen Sie beim nächsten Mal alle relevanten Komponenten in den Schaltplan auf.

— alexan_e

Antworten:

Es sieht so aus, als ob Sie einen Strombegrenzungswiderstand zwischen Ihrem Ausgangspin und der Transistorbasis benötigen (vorausgesetzt, Sie haben ihn der Kürze halber nicht absichtlich weggelassen). Wenn Sie den Ausgangspin ohne Widerstand auf HIGH setzen, entsteht ein Kurzschluss nach Masse. Dies kann den Stift beschädigen, falls dies noch nicht geschehen ist.

Ich würde vermuten, dass ein 10K-Widerstand dies tun würde. Das benutze ich mit meinen ATmegas und ATminis. Überprüfen Sie jedoch Ihr MCU-Datenblatt auf geeignete Werte.

Es ist ein weit verbreiteter Fehler zu glauben, dass der Basis-Emitter-Übergang bereits eine Art Strombegrenzungseigenschaft aufweist, dies ist jedoch nicht der Fall. Es hat eine sehr niedrige Impedanz. Ich stelle es mir normalerweise als einfachen Draht vor. Das hilft mir, solche Fehler zu vermeiden. Gleiches gilt für den Kollektor-Emitter-Übergang.

Ihr Kollektor-Emitter-Pfad hat übrigens keinen Strombegrenzungswiderstand oder keine Strombelastung. Achtung!

— Ricardo
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Danke für die Antwort. Ich sollte hinzufügen, dass vor der Taste, mit der ich eine Schnittstelle herstellen möchte, ein 4,6-k-Widerstand auf der Kollektorseite vorhanden ist. Da ich nicht viele Widerstände zur Verfügung habe, gibt es eine Reihe von Widerständen, die ich verwenden kann. Derzeit rette ich nur Teile von ein paar Leiterplatten, die ich herumliegen habe. Vielen Dank!

— Strayermm

Ich denke, Sie könnten alle Widerstände von 1K bis 10K verwenden, aber Sie sollten das Datenblatt lesen, um sicherzugehen. Suchen Sie nach dem maximalen Strom, den ein Ausgangspin liefern kann, und berechnen Sie dann den Widerstand mit V = Ri, sodass der Strom nicht mehr als die Hälfte dieses Werts beträgt. Das liegt daran, dass Maximalwerte normalerweise ZU VIEL sind.

— Ricardo

Hier ist ein Link zu einem Datenblatt , aber ich bin nicht sicher, ob es für Ihre MCU gilt.

— Ricardo

Nun, deine MCU ist WEG über meinem Kopf. Ich bin besser mit den ATmega328 und ATtiny85 von AVR vertraut, die normalerweise bis zu 20 mA pro Ausgang und insgesamt 100 mA pro MCU liefern können. Ihre scheinen weniger als das zu beschaffen, also würde ich Widerstände ab 5K verwenden. Warten Sie jedoch besser auf die Anleitung erfahrener Benutzer.

— Ricardo

Mit MSP430 hatte ich Erfolg mit einem 10K Ohm Widerstand. Alles in diesem Stadion sollte wahrscheinlich funktionieren.

— Maus am

Ihr Stromkreis funktioniert nur als Low-Side-Schalter, was bedeutet, dass er wie an die Erdungsseite der Last angeschlossen werden sollte

Low-Side-NPN-Schalter

Wenn ich das richtig verstehe, möchten Sie einen High-Side-Schalter (verbunden mit der Vcc-Seite der Last) herstellen. In diesem Fall benötigen Sie ein PNP, das als verwendet wird

High Side PNP mit NPN-Übersetzer

(Ich habe den Schaltplan für eine ähnliche Frage erstellt, also stört die 9-V-Versorgung nicht, es ist das gleiche für 5-V)

Bitte lesen Sie meine Antwort auf Arduino, NPN und Common Kathode RGBs .

— alexan_e
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Kann ich wissen, worum es bei R3 geht?

— Xmen

@ xmenW.K. Die Kollektor-Basis-Kapazität von Q2 kann das Schalten verlangsamen, wenn Q3 ausgeschaltet wird, so dass R3 das Ausschalten beschleunigen kann, indem die Basis hochgezogen wird. Der andere Grund besteht darin, Leckströme von Q2 abzulassen, die den Transistor einschalten können. Es werden auch Rauschsignale umgeleitet, die den Transistor ebenfalls einschalten können.

— alexan_e

Neben einem von Ricardo erwähnten Strombegrenzungswiderstand sollten Sie auch sicherstellen, dass sowohl beim 3,3-V-MSP430 als auch beim 5-V-Gerät die Erdung angeschlossen ist. Dadurch entspricht 0 V für den MSP430 dem Potential von 0 V für das 5 V-Gerät.

Ich habe dieses Wochenende gerade ein Projekt abgeschlossen, bei dem ich mit einem MSP430 G2553 die Strom- und Funktionstasten einer billigen Kamera mit Transistoren gesteuert habe, und hatte genau das gleiche Problem. Ich musste Strombegrenzungswiderstände hinzufügen und sicherstellen, dass die Emitter und Kollektoren der Transistoren korrekt mit den Tasten verdrahtet waren. Bevor ich die Widerstände hinzufügte, schien es, als würde mein Netzschalter / Transistor funktionieren, aber ich hatte wirklich einen Kurzschluss durch den Transistor und die Kamera las das Hoch am Pin des MSP430 direkt.

Als Referenz meine Frage von vor ein paar Tagen.

— Mouseas
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