Módulo de encendido/apagado de 30-50 mA con GPIO similar a Arduino de 3,3 V

En mi proyecto Arduino 3.3V tengo un problema al apagar un módulo GPS.

Cuando "duerme" con un comando, consume 2 mA, lo cual es demasiado para mi proyecto. Según tengo entendido, tengo que construir un FET de lado alto para encender/apagar el módulo.

¿ Tengo que usar un transistor BC212B (PNP)? ¿Por qué la corriente es negativa?

Leí este problema para un interruptor lateral alto:

"En ese caso, sería imposible apagar el interruptor porque VB (conexión al pin de control) siempre sería menor que VE".

Dado que LiPo es 3.3V-4.2V y que yo sepa, los pines de la pluma son ~ 3.3V, esto es un problema. ¿Bien? Entonces, ¿necesito un MOSFET o un NPN como BC546 ?

Probé dos diagramas, ¿son correctos?

Interruptor lateral bajo (creo que no recomendado)

ingrese la descripción de la imagen aquí

Interruptor lateral alto (¿recomendado pero inutilizable?)

Interruptor lateral alto ACTUALIZADO con todas las conexiones

Mi configuración Feather 32u4 (máx. 10 mA por pin) 3.3V

El módulo GPS necesita 20-25ma (supongamos que 30mA) pero en el futuro puede que necesite usar un módulo más hambriento ~50mA.

Quiero un nivel de potencia bajo como este tipo.

Mi idea es alimentar el transistor (BC549) desde una batería lipo de 3.3V - 4.2V y controlar el transistor con un pin de salida del Feather.

Si entendí lo básico de los transistores, cuanto más corriente en la base, más corriente en la salida (dispositivo). Tengo que suministrar 0,1 mA para tener 50 mA en la salida del transistor (en el peor de los casos: frío), ¿verdad?

En las especificaciones BC557B PNP, los números son positivos.

Preguntas:

  1. ¿Puedo encender/apagar mi módulo GPS con un transistor?

  2. Que resistencia a base para bajo consumo para escenario 30mA y escenario 50mA? ¿3,3 K (30 mA) y 1,1 K (50 mA)?

  3. Leí que tengo pérdidas con un transistor de 0.2V (¿o 0.6V?), entonces cuando mi batería suba a 3.4 voltios mi módulo será problemático? Creo que necesita 3,3 voltios, no estoy seguro de 3V.

ACTUALIZACIÓN: agregó todos los componentes

¿Seguramente algunos pines del módulo GPS que ha mostrado en circuito abierto estarán cableados, incluidos TX, RX, entre otros? Los pines conectados pueden proporcionar rutas de corriente que desconciertan sus intentos de apagado y realmente podrían interferir con las partes internas del módulo GPS. Realmente debe mostrar un esquema completo.
Sí, TX/RX están conectados a Feather (izquierda), también un LIS3DH a I2C y Vo + GND de pluma (izquierda)
@glen_geek actualizado con todos los dispositivos/conexiones.
El esquema de GPS Featherwing muestra un MOSfet de canal P integrado. Su puerta se tira a tierra con una resistencia. Así que el GPS está alimentado por defecto. Se puede acceder a la puerta del MOSfet para tirar alto por su Feather 32U4 (que desactivará el GPS). ¿Por qué no estás usando esta función para cortar la energía del GPS Featherwing ?
Gracias por leer el esquema. ¿Hablas del pin EN del GPS? Ya lo hice pero tengo +2mA. Por eso quiero “cortar” la línea de alguna manera. Solo le dejo una linea a la bateria (7μA)
¿Por qué cree que su interruptor de lado alto externo propuesto eliminará la energía con más éxito que el ENABLE incorporado? Esos 2 mA son corrientes que fluyen desde algún otro pin, probablemente desde Feather 32U4 I/O hacia GPS Featherwing . Es posible que pueda reducir esos 2 mA a casi cero programando todos los pines de E/S a 0 lógico. Uno o más pueden estar tirando a 1 lógico... de ahí los 2 mA. Otra opción es establecer I/O en estado Z alto antes de desactivar el GPS.
@glen_geek gracias por el aviso! Así que tengo que deshabilitar serial y probar Z-state (no sé qué es esto). Intentaré la parada en serie y los pines TX / RX a la salida y la lógica 0. También intentaré eliminar físicamente los pines TX / RX después de que el gps duerma para verificar el flujo de corriente.

Respuestas (2)

Olvídese de dormir 300uA con esta pluma, el cargador de batería y los chips reguladores de voltaje consumen alrededor de 1 mA cada uno sin hacer nada...

Ejecute el GPS desde el mismo suministro que MCU y su circuito PNP (con resistencia de extracción adicional a la base) funcionará.

Gracias por el comentario. Estoy a 0.3mA (300uA) solo con pluma. Al conectar el GPS (después de dormir) soy +2ma (2.6mA con acelerómetro LIS3DH). Creo que mi cargador de batería está roto. Tal vez esta es la razón. :) ¿El cargador de batería consume cuando no hay VBUS presente?
"Ejecute el GPS desde el mismo suministro que MCU y su circuito PNP (con resistencia de extracción adicional a la base) funcionará". Este es el segundo esquema, ¿verdad #1? Yo tenía una idea diferente. Ejecute el GPS no desde la batería sino desde 3Vo de Feather, por lo que el problema de "En ese caso, sería imposible apagar el interruptor porque VB (conectando al pin de control) siempre sería menor que VE". será eliminado. ¿Bien? #2
KRG acabas de poner mi sugerencia en diferentes palabras....
¡gracias! En mi opinión, el "mismo suministro" era la batería, pero obviamente te referías después del regulador.
Listo, pero la resistencia de 3.3K es incorrecta. Incluso 680R está mal: no hay suficiente corriente en el emisor. Funciona con 330R. Necesidad de comprobarlo a largo plazo.

Con respecto a la pregunta sobre el transistor BJT PNP como un interruptor de encendido / apagado del lado alto, el transistor debe estar polarizado para operar en la región de saturación cuando está "encendido" y en la región de corte cuando está "apagado".

En cada hoja de datos respectiva a continuación, busque la sección Collector-Emitter Saturation Voltage. Tenga en cuenta que para los tres dispositivos, la relación entre la corriente del colector y la corriente base es de aproximadamente 20. También la caída de voltaje más alta y en el peor de los casos, Vce = 0,6 voltios. La corriente base debe ser suficiente para llevar el transistor a la saturación en el consumo máximo de corriente de la carga, por lo que reduciría la resistencia base para aumentar la corriente base según sea necesario. El patrón de diseño es similar para un mosfet, aunque la carga de la puerta enciende el dispositivo con poca corriente de entrada y la caída de voltaje de la fuente de drenaje reemplazaría el voltaje del colector-emisor para un estado "ENCENDIDO" saturado.

https://www.onsemi.com/pub/Collateral/BC556B-D.PDF

https://www.onsemi.com/pub/Collateral/BC212B-D.PDF

https://diotec.com/tl_files/diotec/files/pdf/datasheets/bc546.pdf

Módulo de encendido/apagado de 30-50 mA con GPIO similar a Arduino de 3,3 V
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