Cambiar el transistor con un bajo voltaje y corriente

Sí; En el mejor de los casos, la hFe de un BJT será de aproximadamente 100, lo que significa que sus 0,017 mA se convertirán en 1,7 mA, lo que no es suficiente para alimentar la bobina del relé.

También hay otro problema: la corriente que sale de un Arduino no será suficiente para impulsar la bobina de un relé, ya que la especificación típica es de 25 mA por pin, y los relés típicos usan 35-100 mA de corriente para sus bobinas.

Sin embargo, cuestiono su suposición: ¿cuál es el "0.2V" que necesita para el interruptor? ¿Qué crees que significa eso? ¿De dónde viene este número? Específicamente, cuando el interruptor está abierto, la brecha de voltaje a través del interruptor será más o menos VCC, ya que la resistencia del interruptor será casi infinita. Cuando el interruptor está cerrado, el voltaje a través del interruptor será cercano a cero, ya que el interruptor tendrá una resistencia cercana a cero.

Hay varias soluciones al problema central de "cómo encender un microcontrolador con un botón y luego mantenerlo encendido hasta que esté listo". Puede usar un MOSFET de canal N de lado bajo para encender la bobina del relé. Habría un menú desplegable en la puerta MOSFET, y el interruptor lo subiría a VCC. La salida digital de la MCU también se conectaría a esta compuerta MOSFET, con una resistencia limitadora de corriente que es más baja que la desplegable, pero lo suficientemente alta como para no interferir con el interruptor cuando está baja. Sugeriría 10 kOhm para el pull-down y 1 kOhm para la resistencia de pin digital, y el interruptor va directamente de la puerta MOSFET a VCC. Tenga en cuenta que la MCU debe poder tirar de la puerta MOSFET tanto hacia arriba como hacia abajo, por lo que un diodo no funcionaría en ese caso.

Si puede ser más específico sobre lo que realmente significa el requisito de "0.2V" y de dónde proviene, eso también sería útil. Casi todas las especificaciones de voltaje tienen que ver con las clasificaciones de aislamiento, y 0,2 V no está dentro del rango de esas. Otras clasificaciones provienen de espacios de arco, y también son típicamente de 16 V o más. Aparte de eso, el principal factor importante para los interruptores es la cantidad de corriente interrumpida, y eso generalmente se clasifica en al menos docenas de miliamperios.

Pensando en ello: ¿Es la razón por la que necesita un diferencial de 0.2V "entre interruptores" que desea usar un ADC para averiguar cuál de los muchos interruptores se usó para iniciar la MCU? Si es así, para 5 V, se logra un diferencial de 0,2 V con una relación de resistencias, en lugar de valores absolutos. Una resistencia de 24 ohmios y una resistencia de 1 ohmio dividirán 5 V en 4,8 V y 0,2 V, al igual que una resistencia de 24 kOhm y una resistencia de 1 kOhm dividirán 5 V en 4,8 V y 0,2 V, ¡aunque con diferentes cantidades de corriente a través de ellas!

Hay muchos problemas con su circuito que otras personas han mencionado. No voy a repasar esos problemas, sino que les presentaré una alternativa.

Cuando dices esto:

Estoy diseñando un circuito que utilizará una combinación de interruptores y resistencias para permitir que un microcontrolador identifique qué interruptor se presionó en función de la lectura de voltaje y realice una acción específica del interruptor.

Parece que está tratando de implementar un circuito de escalera resistivopara que un pin del ADC pueda determinar diferentes pulsaciones de botón por el voltaje resultante. Esta idea no tiene nada de malo, pero no la has incluido en el esquema. La única línea que va a su ADC es la del botón "encender la MCU", lo cual no tiene sentido ya que la MCU sabrá que se presionó este botón porque ya está encendido. Si está tratando de usar este botón para encender inicialmente la MCU, así como un interruptor para realizar una acción una vez que la MCU está encendida, esa es una historia diferente. Sin embargo, no creo que sea una buena idea si incluye este interruptor como parte de una escalera resistiva. Como lo mencionaron otras personas, el transistor está impulsado por corriente y no está siendo impulsado lo suficientemente fuerte como para encenderse por completo. Agregar más botones que generarán diferentes niveles de voltaje solo complicará aún más este problema.

También estoy confundido acerca de su necesidad de un diferencial de 0.2V a menos que se refiera a los niveles de voltaje que se alimentarán al ADC. Pero eso prueba aún más que debe mantener este botón de "encendido" fuera de ese lío. Otro problema además de la ubicación del relé y tratar de conducirlo desde el pin MCU es el uso del relé en conjunto. Parece que está haciendo esto para ahorrar energía al mantener la MCU apagada a menos que necesite hacer algo. Pero los relés consumen constantemente bastante corriente solo para mantener la bobina activada.

Echa un vistazo a este circuito:

Cuando se presiona, el botón SW1 pondrá VCC en la puerta del transistor FET. Esto "encenderá" el FET, conectando la MCU a tierra. Una vez que la MCU está encendida, puede habilitar PINx como una salida alta que mantendrá la puerta del transistor alta y feliz. La resistencia R2 está allí para mantener la compuerta baja cuando se supone que debe estar baja, y R1 protegerá el pin MCU durante el tiempo que esté bajo y se presione el botón. El capacitor C1 debería ayudar a que el interruptor rebote para que el transistor no se encienda y apague rápidamente. El transistor debe tener una puerta de nivel lógico (umbral de voltaje de puerta a fuente de menos de VCC) para garantizar un funcionamiento adecuado.

Sus otros interruptores y resistencias pueden luego alimentarse a un canal ADC para cualquier otro propósito que tenga para ellos.

Cuando la MCU está lista, puede reducir el PINx. Una vez que el capacitor C1 se haya descargado, el transistor se apagará, desconectando la MCU de tierra.

¿Por qué molestarse con un bipolar y un relé? ¿Qué tal usar un Pch conectado desde la entrada de +5V al pin de suministro Vdd (arduino)? Use un interruptor para conducir la puerta de 5V (apagado) a tierra (encendido). La señal de la puerta se puede bloquear o alternar con un dispositivo lógico de 5 V (p. ej., flip flop tipo D). Elija el PFET de modo que su Vt sea de -1 a -1.5V y un Rds-on (100 mohms o menos) que no caiga mucho bajo la carga de corriente máxima del arduino.

Hay un gran problema con su circuito: tiene el relé en serie con el emisor, lo que significa que el relé solo puede obtener cualquier voltaje en la base, menos la caída BE de 0.6V o más del transistor.

Para lo que está tratando de hacer, debe colocar el relé en el circuito colector del transistor y usar un segundo transistor impulsado por Arduino para mantenerlo encendido una vez activado. Si realmente necesita operar con corrientes de detección tan bajas, entonces su transistor existente debe ser reemplazado por un Darlington.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Mira mi circuito, puede ser adecuado para ti:

^{https://www.circuitlab.com/circuit/dsyqc8/uc-switching-by-bjt/}

Los BJT Q1 y Q2 forman un interruptor electrónico. Cuando se presiona SW1, el microcontrolador obtendrá +Vcc y para mantener el uC alimentado, la salida HOLD uC debe estar alta. Esto funciona incluso con un voltaje de entrada muy bajo.

aquí publico el circuito de trabajo (construí yo mismo usando MSP430G2553 con oscilador interno y usé 2XAA EVEREADY cell. Cuando reduje el voltaje del R8 por debajo de 0.8 y nuevamente aumenté a 0.9 o Vcc, el controlador se congela, luego restablecí el controlador incluso usted puede usar temporizador de vigilancia para evitar este problema)

https://www.circuitlab.com/circuit/u9j7dk/uc-switch-by-bjt-1_1/

Ajuste el potenciómetro (R8) para cambiar el voltaje aplicado a la terminal base de Q1 (el interruptor se encendería incluso a 0,9 V a Vcc). No he probado con la señal HOLD uC, podría funcionar porque el voltaje mínimo requerido para encender el interruptor es de 0,9 V (la salida del uC es de aproximadamente 3 V y la caída en D2 sería o.7)