Raspberry Pi Intercom, ¿cambiar usando transistor o relé?

Si desea simplemente reemplazar los interruptores con algo conectado a un RPI u otro microcontrolador, entonces la forma más directa es usar un relé controlado por un transistor, con la compuerta/base controlada por un microcontrolador.

Lo que está viendo es "remoto" para el intercomunicador del edificio (ubicado en otro lugar de su edificio), el altavoz funciona como un micrófono y lo más probable es que la amplificación se realice en la estación base.

La idea es que un relé coincida casi idealmente con las características de contacto de un interruptor y proporcione un aislamiento simple (evite dañar el intercomunicador del edificio o electrocutarse). y no requiere que usted acople terrenos o se ocupe de la electricidad del edificio. Por supuesto, existen otras soluciones, pero primero debe tener cuidado de comprender las señales que pasan por su intercomunicador.

El esquema básico se muestra a continuación, pero hay innumerables variaciones. Ciertos componentes adicionales pueden ser necesarios dependiendo del relé elegido. Deberá proporcionar un voltaje para controlar el relé (dependiendo del relé, puede ser del suministro de RPI), pero está aislado del circuito de intercomunicación. Conecte los cables del relé a los mismos terminales de tornillo en su foto, puede dejar los botones en su lugar y conectados.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

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Para ampliar el esquema anterior en función de sus preguntas. Hay algunas cosas que suceden simultáneamente en este esquema.

El lado activo del relé (lado derecho en el diagrama) funciona exactamente como un interruptor normal, está completamente aislado del lado de control del circuito y está conectado en su lugar (o en paralelo) al interruptor en el circuito existente.

En lugar de un botón pulsador, el relé se activa pasando corriente a través del lado de control electromagnético del relé. Cuando la corriente fluye a través de esta sección, cierra o abre magnéticamente el interruptor (hay muchos tipos diferentes de relés disponibles, incluidos los que alternan el estado en lugar de mantenerlo).

La bobina electromagnética es efectivamente un inductor (por eso se muestra como tal en el diagrama). Una advertencia con las cargas inductivas es que tienden a resistir los cambios en el flujo de corriente . Usando la ecuación característica$V_i = \frac{dI_i}{dt}$es fácil ver cómo una corriente decreciente (apagando la corriente al control del relé) hará que aparezca un voltaje en los terminales del relé (en la dirección opuesta al flujo de corriente). Este pico negativo puede dañar los dispositivos de estado sólido. Por lo tanto, es una solución común usar un diodo de "retorno" (D1) para acortar esta fem inducida.

Los relés son dispositivos electromecánicos, y la bobina utilizada para controlar el interruptor requiere una cantidad moderada de corriente para "atraer" el interruptor y "mantener" el interruptor una vez que se enciende (el primero es más grande que el segundo). Dependiendo del relé, estos valores generalmente estarán cerca del límite o por encima de la corriente máxima que puede proporcionar un pin GPIO en un microcontrolador o RPI, también probablemente requerirá un voltaje de control más alto que el suministro del pin GPIO. El transistor se utiliza como interruptor para encender y apagar el relé. Puede manejar la corriente más alta utilizada para controlar el relé, y en la configuración que se muestra arriba, puede usar la lógica de 3,3 V o 5 V para encender y apagar fácilmente el transistor.

El modo de operación de un transistor depende de la relación entre la corriente de base y la corriente de colector. La resistencia se elige de modo que la corriente que fluye a través de la base ponga el transistor en saturación (totalmente encendido). 1k es un valor representativo, normalmente se utilizan valores de 300-1k dependiendo de la corriente de carga.