Este problema fue causado por la elección del símbolo SOT-23 al crear mi PCB en KiCAD.
Como puede ver en la imagen a continuación, hay una serie de símbolos asociados con los transistores en la biblioteca predeterminada de KiCAD:
Al simular mi circuito, elegí la primera opción 'Q_NPN_BCE'. Los elementos clave aquí son las últimas tres letras que definen el pinout en KiCAD. Lo que no sabía en ese momento, pero sé ahora, es que los transistores SMD más comunes tienen un pinout 'BEC' en lugar de 'BCE' (o 'CBE', 'CEB, etc.).
Si se encuentra con un problema similar, puede verificar qué pinout es su transistor consultando la hoja de datos.
El pinout de un paquete SOT-23 se cuenta desde el primero de los dos pines en el sentido de las agujas del reloj:
Para determinar qué símbolo debe elegir en KiCAD, simplemente lea los pines en el mismo orden.
En mi caso, es Base, Emisor y Colector, o 'BEC'. Entonces, al elegir el símbolo de la biblioteca KiCAD, debo elegir la opción 'Q_NPN_BEC'.
¡Esperemos que esto pueda ayudar a alguien que tenga un problema similar en el diseño de su circuito!
Supongo que debería comenzar esto con el hecho de que definitivamente soy un principiante en lo que respecta a la electrónica y el diseño/depuración de circuitos. ¡Gracias por la ayuda!
Recientemente desarrollé una placa de circuito para usar con mi Raspberry Pi 3 A+. El propósito de la placa es aceptar varias entradas, pero también alternar algunos relés (dos de estado sólido y dos regulares). Mi problema actual es que parece que no puedo encender los relés C y D. Esperaba que alguien pudiera ayudarme a averiguar dónde me equivoqué.
Aquí hay un fragmento de mi esquema como referencia:
Esto es lo que sé hasta ahora:
Mi mejor suposición en este momento es que elegí los valores para R6 - R9 incorrectamente para la aplicación.
Hojas de datos:
Me llamó la atención que el colector y el emisor de mi transistor pueden estar invertidos. Después de revisar mi diseño y la hoja de datos, me inclino a estar de acuerdo. Aquí hay una imagen para referencia:
Esta puede ser la respuesta, ya que no veo nada más incorrecto en el esquema, y las otras pruebas que hizo apuntan a que los transistores no cambian correctamente:
Según su hoja de datos, el pin 3 del MMBT3904 es el colector y el pin 2 es el emisor; en su esquema, se han intercambiado.
Es posible que desee medir los voltajes entre el colector y tierra cuando cambia el pin para ver si los transistores se comportan como deberían y si están conectados correctamente. Los voltajes medidos deben ser de alrededor de 5 V y alrededor de 0,3 V.
Pregunta
¿Cómo es que mis relés C y D no se encienden?
Respuesta
Introducción
Leí su diseño y encontré que todo se ve bien. Más tarde miraré las hojas de datos a las que se refirió y veré si hay otras complicaciones.
Pero lo primero es lo primero, sugeriría un par de trucos para solucionar problemas, como se resume a continuación.
Parte A - Sugerencias para la solución de problemas
(1) Preparación para pruebas fuera de línea .
(a) Retire la carga de 120 V CA 1,5 A y déjela a un lado. La razón es que cuando el interruptor de relé está encendido, debe escuchar un sonido de clic y otro sonido de clic cuando el interruptor está apagado.
En otras palabras, no hay necesidad de usar la carga de corriente pesada de alto voltaje, especialmente si es un motor grande que genera picos de EMI y ruidos. Si lo desea, puede utilizar un LED en serie con un 1k como indicador de carga y estado.
(b) Tenga listo un multímetro para medir el voltaje en un rango inferior a 5V.
(c) Sería bueno si tiene un módulo de temporizador NE555 y lo configura aproximadamente a 5 Hz (Nota 1), 50% del ciclo de trabajo para usarse como señal de entrada en T1. Pero esto no es en absoluto necesario. Solo puede usar un cable de puente y conectar manualmente T1 a 0V (tierra) y 3V.
Nota 1 : la frecuencia máxima del interruptor de relé es de aproximadamente 10 Hz, es decir, no puede alternar más de 10 veces por segundo.
Parte B - Notas de diseño de relés
Consulte los Apéndices a continuación para obtener un análisis y un diseño detallados.
Referencias
(2) MMBT3904 40V NPN Transistor de pequeña señal (Ic abs max 200mA) - Diodos
(3) 1N4148WS Propósito general (si 300mA continua) Diodo de conmutación rápida - SMC
(4) Hoja de datos del relé SRD 03/05/06/09/12/24/48VDC - Single
(5) ¿Cómo utilizar un relé JD-Vcc? - tlfong01, EE SE 2020jun13
(6) Transistor como interruptor - Tutoriales de electrónica
Apéndices
Apéndice A - Relé, especificaciones de muestra de optoacoplador
Apéndice C: el diseño del OP con LED de estado adicionales
Apéndice D: análisis de la parte del diseño del controlador del interruptor de relé del OP (es decir, sin la sección de entrada frontal optoaislada)
Apéndice E - 2N3904 NPN BJT Hoja de datos Lectura simplificada Parte 1 de 2
Apéndice F - 2N3904 NPN BJT Hoja de datos Lectura simplificada Parte 2 de 2
Introducción
A los novatos a menudo les resultaba difícil entender las hojas de datos de los dispositivos semiconductores. Hay muchas razones, incluyendo las siguientes.
(1) No linealidad
Tome el dispositivo semiconductor más simple, el diodo, como ejemplo. Permítanme explicar primero qué se entiende por linealidad. Si la relación de dos variables, digamos la variable independiente x y la variable dependiente y, y
y = 3x.
Entonces decimos que la relación entre y y x es lineal. Para la relación lineal y = kx, la gráfica de y frente a x es una línea recta con pendiente k.
Ahora, si y = x², o y = x³, etc., entonces decimos que z y z tienen una relación no lineal, y la gráfica de y contra x es una curva.
El 2N3904 se puede simplificar en exceso como dos diodos pegados, y la relación actual I vs voltaje V tampoco es lineal, como se muestra a continuación:
Ecuación de diodo ideal - Libretests
(2)Ahora que sabemos cuál es el significado de no linealidad usando la ecuación del diodo IV. Usemos otro ejemplo, 2N3904 hFE vs Ic, 25C como otro ejemplo, a la izquierda del siguiente gráfico:
En la vida real, las cosas son un poco más complicadas: si la temperatura aumenta, digamos a +125C, la curva hFE vs Ic se desplaza un poco hacia arriba y hacia abajo para -55C.
Entonces vemos que si superponemos tres curvas hFE vs Ic (rosa, verde, azul) en el mismo gráfico, tenemos una variable dependiente hFE vs dos variables independientes Ic y temperatura.
De manera similar, la hoja de datos 2N3904 tiene otros gráficos de una variable dependiente frente a dos variables independientes.
Apéndice G - Cálculo de los valores de la resistencia de polarización del circuito de relé del OP
Ha llegado el momento de responder a la pregunta del OP: cómo calcular los valores de las resistencias de polarización.
Comencemos con 2N3904, que se utiliza para controlar el interruptor de relé Songle. Aprendimos de la tabla de histéresis experimental que el interruptor del relé comienza a encenderse aproximadamente a 35 mA y completamente a alrededor de 70 mA, por lo que decidimos esto primero.
(1) 2N3904 Hielo (sat) para encender el relé Songle ~ 70 mA
(2) Leemos que 2N3904 Ic max = 200 mA, por lo que debería ser seguro controlar el relé Songle a 70 mA.
(3) Ahora sabemos que para Ic < 100mA, el hFE > 30. Entonces si
Ic/Ib = 30 => Ib = Ic / 30 = 100mA / 30 ~= 3mA
(4) Ahora, si asumimos que el optoacoplador Ice(sat) = 0,2 V, podemos calcular el valor de la resistencia de polarización Rb mediante la siguiente ecuación:
Rb = Vrb / Ib
= (Vcc - Vce(sat) del optoacoplador - Vce(sat) de 2N3904))/ Ib
= (5V - 0,2V - 0,2V) / 3mA
= 4,6 V / 3 mA
= 4600 / 3
= 1k5
Por lo tanto, usar Rb = 1k5 debería ser suficiente para impulsar 2N3904 a 70 mA para impulsar el interruptor de relé Songle. Sin embargo, para dar un margen seguro, está bien usar Rb más pequeño, digamos 470R, 330R, o incluso el valor de OP de 220R.
Notas:
(a) Este es el proyecto de diseño inicial. No he corregido mis siempre dudosos cálculos.
(b) Yo solo soy un amistoso aficionado. No hay garantía de que nada no se derrita ni explote.
fin de respuesta
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