Controla 12 solenoides con una raspberry pi

De la hoja de datos , el TIP120 tiene una ganancia de corriente mínima de 1000 (probablemente un poco más que esto a 1.4A, vea la figura 1). Esto significa que para una corriente de solenoide de 1,4 A a través del pin del colector, el Raspberry Pi debe suministrar al menos 1,4 mA al pin base. Sin embargo, para este tipo de aplicación de conmutación, el transistor debe encenderse "fuertemente", y esto se hace poniendo más corriente de base en el transistor, quizás cuatro veces el mínimo de 1,4 mA o 5,6 mA.

La corriente de salida máxima de Raspberry Pi en todos los pines GPIO es de 50 mA (consulte esta pregunta y sus enlaces), con un máximo de 16 mA por pin. Esto significa que con el transistor TIP120 solo podrá alimentar un máximo de 8 solenoides simultáneamente. Si esto es aceptable (y está imponiendo este límite en el software), entonces el siguiente circuito debería ser suficiente. Creo que esto es más o menos lo que está sugiriendo, pero el LED se ha movido para minimizar el consumo de corriente requerido por la Raspberry Pi.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Las resistencias se calculan de la siguiente manera. De acuerdo con la figura 2 de la hoja de datos, V_BE (sat) = 1,6 V o más o menos a una corriente de colector de 1,4 A. Esto quiere decir que, cuando esté encendido, la base del transistor estará en 1.6V. Cuando está encendido, el pin Raspberry Pi está a 3,3 V, por lo que necesitamos una resistencia base R1 que proporcione los 5,6 mA de corriente necesarios, dado que hay 3,3 V-1,6 V = 1,7 V a través de él. Usando la ley de Ohm, R=V/I = 1.7/0.0056 = 300 ohmios.

El voltaje en el colector del transistor cuando se enciende es de aproximadamente 0,8 V (figura 2 de la hoja de datos, figura V_CE (sat)). Suponiendo que caigan un par de voltios en el LED, esto significa que una resistencia de 1 Kohm para R2 proporciona alrededor de 9 mA a través del LED, un valor adecuado para la mayoría de los LED, pero consulte la hoja de datos de su LED en particular.

El diodo flyback conectado a través del solenoide podría ser fácilmente un 1N4004 como se sugiere, pero un diodo de tipo Schottky rápido, como se ilustra, es marginalmente preferible.

Dado que el voltaje entre el colector y el emisor del transistor es de aproximadamente 0,8 V, y la corriente es de aproximadamente 1,4 A, el transistor disipa aproximadamente 0,8 V * 1,4 A = 1,12 vatios de potencia como calor cuando se enciende. Aunque la hoja de datos enumera 2 W como la disipación de energía máxima (cuando el dispositivo está a una temperatura ambiente de 25 °C), es probable que el dispositivo se caliente, 100 °C o más. Aconsejaría poner un pequeño disipador de calor en cada transistor.

Si desea hacer funcionar las 12 válvulas de solenoide simultáneamente, deberá usar un transistor diferente, y un tipo MOSFET es probablemente la mejor opción. Hay MUCHOS disponibles, pero algo como NXP PSMN017-30PL ( http://www.farnell.com/datasheets/1596019.pdf ) o PSMN022-30PL funcionaría muy bien. Podría reemplazar el TIP120 en el circuito a continuación sin ninguna otra modificación al circuito, y no necesitaría un disipador de calor.

me parece bien Es posible que los transistores utilizados como interruptor de alimentación no sean los mejores: su ganancia de corriente continua significa que su R-Pi tendrá que generar MUCHA corriente base en cada transistor (y con 12, eso es mucho más de lo que su R-PI puede o debería apagado al mismo tiempo), especialmente si desea la mejor caída de voltaje (la más baja) sobre el transistor. Le sugiero que obtenga un MOSFET con un voltaje de encendido muy bajo (umbral VGS de 1-2V)

Puede usar un paquete de baterías Li-Po de 3 celdas, con la capacidad de amperios por hora que necesite para la duración aproximada de la operación. Si consume constantemente 1,4 A, entonces un paquete de baterías de 5 amperios por hora lo suministrará durante ~ 3 horas hasta 11 V cuando las cosas probablemente dejen de funcionar, para dispositivos de 12 V. Obviamente, si solo tiene los solenoides activados en promedio el 10% del tiempo, obtendrá ~30 horas de carga de la batería.

Le sugiero que coloque una resistencia de potencia de 5 vatios (tal vez 8 ohmios, para 1,4 A a 12 V) solo en caso de cortocircuitos, pero una que no debería limitar su dispositivo durante el funcionamiento normal. ¡Sin embargo, supongo que debería jugar con estos valores!