Conducir un relé de enclavamiento de 3 V con una MCU lógica de 1,8 V no funciona

Tengo un dispositivo alimentado por batería con una MCU de base 8051 que funciona con una celda de moneda de 3v (con un convertidor CC/CC de hasta ~2,1v). Estoy intentando conducir un relé de enganche de doble bobina de 3v usando dos pines GPIO de la MCU con el siguiente esquema:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Sin embargo, cuando se está quedando sin batería, lo anterior no funciona. Funciona cuando se apaga el depurador, que suministra 3,3 V, sin el convertidor CC/CC.

Las piezas en cuestión son:

¿Hay algo inherentemente malo con el diseño? ¿Se me escapa algo? ¿Algo más que pueda probar?

¿Quizás hay una mejor manera de controlar este (u otro) relé desde un dispositivo alimentado por batería?

¡Gracias de antemano!

¿Qué pila de monedas? CR2032 o algo más grande? Posiblemente no haya suficiente corriente disponible para las bobinas del relé. La hoja de datos implica 200 mA (3 V a 15 ohmios).
En el caso de que no funcione (funciona con batería), cuando el pin de salida es alto (voltaje de compuerta presente), ¿cuál es el voltaje en el pin de compuerta y el pin de drenaje de los FET?
Roger Rowland probablemente tenga la respuesta. Si la celda tipo botón es CR2032, examine la página 2 de la hoja de datos: El voltaje cae a 2,8 voltios con una carga de 100 ohmios. Espere un voltaje de batería mucho más bajo ya que su carga es de 15 ohmios. data.energizer.com/PDFs/cr2032.pdf
De hecho, es un CR2032... No tengo herramientas lo suficientemente precisas para la medición. Tal vez pueda hacer que un amigo me ayude el domingo.

Respuestas (1)

Varias cosas:

  1. ¿Realmente necesita hacer 2.1 V para hacer funcionar el micro desde la celda de moneda de 3 V? Hay muchos micros que funcionarán bien con el rango completo de voltaje que producirá una celda de moneda de "3V" durante su vida útil. Un convertidor parece derrochador e innecesario.

  2. ¿Realmente esperas que una "célula de moneda" maneje un relé? A menos que estos sean relés diminutos muy especiales, diminutos, extra pequeños y de baja potencia, eso no va a suceder. Tan pronto como intenta activar un relé, el voltaje de la celda de moneda colapsa, lo que probablemente restablece la CPU.

Como dice que sus relés se están bloqueando, solo necesita un pulso de energía por un corto tiempo. Una posibilidad es colocar un condensador grande en la celda tipo botón. Esto mantendría el voltaje el tiempo suficiente para que un relé se enganche en el estado opuesto, que es de 10 ms según la hoja de datos que proporcionó. Sin embargo, eso aún causará un drenaje significativo de corriente en la batería para recargar la tapa después de que se dispare el relé. Eso disminuirá la vida útil de la celda tipo botón. Están pensados ​​para un drenaje continuo de µA y, como máximo, unos pocos mA pulsados.

Una mejor opción para la batería es cargar un capacitor a un voltaje más alto con anticipación y luego descargarlo a través del relé. A continuación, puede controlar la fuente de alimentación conmutada que carga la tapa para drenar lentamente la energía de la celda tipo botón.

Sin embargo, no importa lo que haga, la física básica limita cuántas veces una sola celda de moneda puede activar el relé. Se necesita una cantidad finita de energía para activar el relé, y hay una cantidad finita (y pequeña) de energía en una celda tipo moneda. Incluso con una eficiencia de conversión teórica del 100 %, esa celda tipo moneda no durará mucho.

1. De acuerdo con la documentación de TI, el regulador de voltaje de la MCU no es muy eficiente y sugieren sus propios convertidores para una mayor duración de la batería. 2. No espero mucho ya que apenas estoy comenzando a ingresar al mundo de la electrónica y, prácticamente, no tengo idea de lo que estoy haciendo. ¿Tendría más sentido un CR123A? Por cierto, un diseño anterior en el que el relé se usó incorrectamente (la pata común del relé estaba conectada a GND y los transistores a cada extremo de la bobina) tenía el GPIO disparando un transistor PNP que estaba conectado a un transistor NPN que alimentaba el mismo relé , que funcionó.
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