Tengo un motor pequeño que funciona a 3,3 V a 50 mA (lo siento, no tengo documentación) y una radio Xbee que emite 1 mW.
Me gustaría permitir que la salida de pines de E/S digital en el Xbee impulse el motor, aunque actualmente es demasiado débil. He pensado en estas dos soluciones, aunque necesito ayuda con cualquiera de ellas.
La documentación de Xbee dice que la salida de 1 mW es "seleccionable por software". Tengo XCTU que he estado usando para que los Xbee hablen. ¿Hay alguna opción en XCTU para cambiar la salida de Xbee a> 1 mW?
Diseña un amplificador. Pensé que tal vez usar un circuito amplificador simple podría funcionar. Simplemente no estoy seguro de cómo amplificar la señal de 1 mW correctamente.
Lo más probable es que esté confundiendo la potencia de salida de RF con las salidas digitales, como señala Chris. En cualquier caso, es poco probable que las salidas puedan generar/disminuir 50 mA (generalmente <20 mA). Sin embargo, su capacidad actual debe mencionarse en la hoja de datos.
EDITAR: verifiqué la hoja de datos que confirma la potencia de transmisión de 1 mW (es decir, comunicaciones de RF), pero no puedo encontrar un valor actual de sumidero/fuente para los pines digitales. Entonces, sin especificaciones que seguir, no tiene más remedio que asumir que no son capaces (editar, como señala Steven, se menciona una condición de prueba de 2 mA para las salidas máximas bajas / mínimas altas, por lo que es probable que esta cifra sea la fuente nominal /sink rating)
EDIT 2: acabo de encontrar esta versión 2010 de la hoja de datos de xBee (creo que describe el mismo hardware) que tiene la información necesaria agregada: dicen:
Las capacidades combinadas de fuente y sumidero del módulo están limitadas a 120 mA para todos los pines del módulo. Los pines 11 y 15 del módulo pueden generar/disminuir un máximo de 2 mA; los pines 9, 6 y 13 pueden generar/hundir un máximo de 16 mA; todos los demás pines pueden generar/hundir un máximo de 8 mA.
Ahí lo tiene, ninguno de los IO puede manejar 50 mA.
Esto significa que necesitará un transistor simple para manejar la corriente. Algo como esto debería hacer:
El NPN puede ser prácticamente cualquier transistor de "propósito general", y el diodo también se puede cambiar por una parte similar. Si usa una de las E/S de baja corriente (pines 11 o 15), tendrá que aumentar la resistencia base a 1,5 kΩ.
Transistores adecuados:
Como se mencionó, el BC337 o BC817 es un transistor de propósito general excelente, económico y de alta ganancia. Para encontrar más, eche un vistazo a un sitio como Farnell y use la búsqueda paramétrica muy útil. Para la entrada de búsqueda paramétrica, sabemos que necesitamos un transistor NPN capaz de 50 mA y 3,3 V (prácticamente cualquier cosa)
El único problema posible es la ganancia, dado que los pines xBee son de baja corriente, cuanto mayor sea la ganancia, mejor (podemos usar una resistencia base de mayor valor y ahorrar energía). Entonces, si seleccionamos NPN y luego ordenamos los resultados por hFE (ganancia actual), obtenemos algunas páginas de Darlington en la parte superior, luego en la página 9 comenzamos a ver bipolares estándar con ganancias de ~800.
Por ejemplo el 2SD2114KS tiene una ganancia mínima de 820, por lo que para obtener 50mA necesitamos 50mA/820=61uA. Si usamos 200uA para estar "seguros", podemos tener una resistencia base de (3.3V - 0.7V) / 200uA = 13K.
En realidad, esto es un poco exagerado y un BC337-40 o similar con una ganancia mínima de 250 estaría bien (por ejemplo, con una resistencia de 5k en la base)
Un MOSFET de nivel lógico adecuado también hará el trabajo según la respuesta de Stevens, solo debe asegurarse de que el voltaje de umbral de la puerta (Vth) sea lo suficientemente bajo como para permitir que la señal de su unidad encienda el MOSFET adecuadamente.
Un posible problema si desea usar un orificio pasante es que no hay una buena selección de MOSFET de nivel lógico decente en, por ejemplo, paquetes TO-92. Si volvemos a aplicar la búsqueda paramétrica, necesitamos la misma clasificación de corriente/voltaje, pero ahora necesitamos buscar una pieza con un umbral de voltaje muy por debajo de 3,3 V.
Digo bien abajo ya que Vth solo indica cuando la parte comienza a encenderse, y solo pasara unos uA a este nivel. Para obtener la historia completa, generalmente necesitamos mirar los gráficos de voltaje de puerta versus corriente de fuente de drenaje.
Por lo tanto, buscamos: canal N, corriente de drenaje continua > 100 mA, voltaje de fuente de drenaje > 5 V (para cubrir los 3,3 V) y voltaje de umbral Vgs típico de < 1 V. Hay miles de resultados , pero aún debemos verificar la hoja de datos solo para asegurarnos de que el MOSFET esté lo suficientemente encendido a 3.3V.
Algo así como el NTS4001N tiene un Vth máximo de 1,5 V y, según el gráfico (ver a continuación), pasará ~130 mA a un Vth de 2,25 V. Tiene una corriente de pulso de 800mA que debería manejar la sobretensión de arranque del motor.
Oli es un buen tipo y tal, ¡pero un BJT para cambiar un motor es tan 2011! :-)
Especialmente dado que algunas de las salidas del XBee pueden conducir solo una pequeña corriente (2 mA), un FET puede ser una mejor opción como interruptor. A diferencia de un BJT, que está controlado por corriente, un MOSFET está controlado por un voltaje en la puerta.
Dado que está trabajando con bajo voltaje, necesitará un FET lógico, que puede cambiar a niveles de entrada bajos. El BSS806N tiene una resistencia de encendido inferior a 57 mΩ y puede cambiar varios amperios con solo 2 V de voltaje de puerta. La baja resistencia significa que el dispositivo no se calentará ni siquiera a 1 A.
Necesita el diodo sobre el motor, al igual que con el BJT para proteger el transistor contra EMF. Se prefiere un diodo Schottky, un BAT54 funcionará bien.
chris stratton