¿Se puede controlar un H-Bridge usando Rasberry PI 3.3V GPIO Pin?

He diseñado este circuito para operar basado en el hecho de que cuando un transistor está en modo de saturación se comportará como un interruptor cuando se aplique un voltaje en su base. El voltaje base es mayor que el voltaje del emisor, pero el voltaje base es mayor que el voltaje del colector. Se supone que el puente H permite un camino para que un motor funcione en una dirección cuando se activa un pin gpio de 3,3 V y luego también para invertir la polaridad cuando se activa otro gpio en el segundo conjunto de interruptores. Este motor está siendo alimentado por una batería de iones de litio de 3,7V. Este circuito no funciona como debería y no estoy seguro de por qué no funciona. El circuito verde muestra la ruta del LED superior y el azul muestra la ruta del LED inferior. Usé estos LEDS para mostrar la polaridad inversa ya que no puedes simular un motor en movimiento. No estoy seguro de dónde me he equivocado en este diseño. Los dos transistores superiores están en su modo activo directo. VB es mayor que VE pero menor que VC. Con la unión VBE en polarización directa con la unión VBC en reversa. Sin embargo, los transistores inferiores que suministran el camino a tierra están saturados, ya que las uniones VBC y VBE están polarizadas hacia adelante. Creo que dado que estos dos transistores superiores están en modo activo, aún permitirían que fluya la corriente, solo la corriente que es proporcional a la corriente base. ¿Hay alguna razón por la que estoy pasando por alto que está causando que esto no funcione como se esperaba? Estoy tratando de usar estos interruptores para proporcionar energía a una carga en ambas polaridades. Sería bueno tener todos estos transistores saturados, ya que el modo activo limitará un poco la potencia de esta carga. Intenté usar un divisor de voltaje y enviar el voltaje dividido al nodo del colector y esto todavía no hace que el circuito funcione como pensaría que lo haría. Cualquier ayuda o sugerencias serán apreciadas.Intento de puente H

Probé esta implementación con transistores pnp y parece que tampoco puedo hacer que funcione de esta manera. ¿Es esta la implementación correcta?ingrese la descripción de la imagen aquí

Mi tercer intento agregando transistores desplegables

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El problema está en los transistores NPN del lado alto. Cuando el transistor comienza a conducir, su voltaje de emisor aumentará hasta que Vbe sea lo suficientemente pequeño como para que el transistor deje de conducir. Efectivamente, no puede producir un voltaje en el emisor superior al voltaje de salida GPIO menos 0,7 V (Vbe). Necesita un transistor PNP, un MOSFET P o algún tipo de IC.
Esto no funcionará. ¿Cuál es su motor DC R de bobina?
La hoja de datos de la carga es un actuador lineal está aquí s3.amazonaws.com/actuonix/Actuonix+L12+Datasheet.pdf
El actuador lineal se quedará sin batería. Simplemente estoy tratando de usar Raspberry Pi GPIO para establecer una ruta para la corriente. El GPIO es capaz de encender un transistor, así que no veo por qué no es posible que cambie dos transistores. ¿Podría explicar el problema con esto entonces, porque no entiendo por qué no funciona?
Pedí DCR porque Rb depende de esto, ya que Ic/Ib=10 es ideal. ¿Quiso decir la parte nominal de 6 V con una corriente de parada de 0,46 A?
Estoy usando la parte nominal de 6v, lo siento, debería haber especificado eso
Todavía no me han dicho DCR o Imax

Respuestas (3)

Probé con LT-spice para obtener un circuito principal . Empecé con dos transistores NPN para pasar de 3V3 a 6Voltios. Luego agregué una etapa push-pull:

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(Los suministros Pulse simulan pines GPIO 3V3)

La ventaja es que se evita un corto de VCC directo a tierra.
Como se mencionó, MOSFET tiene Ron más bajo.

(Ahora es cerca de la 1 AM aquí, espero no haber cometido errores)

Este circuito funcionó perfectamente. No me di cuenta de que podía permitir que la batería encendiera los transistores y luego usar el gpio para facilitar el camino a tierra. Gracias por la ayuda, es muy apreciada.

Querrás crear un circuito más como el segundo. conecte las bases de Q5 a Q3 y Q1 a Q4. y esas bases correspondientes a los pines del gpio. (Nota: este enfoque no funcionará usando solo interruptores a menos que coloque una resistencia desplegable después del interruptor).

Otra nota importante es que si desea utilizar un voltaje de batería superior a 3,3 V (3,7 V lo está presionando), deberá colocar un convertidor de nivel entre las entradas del hbridge y los pines gpio.

Por resistencia desplegable, ¿quiere decir que colocaría una resistencia antes de la carga, o una resistencia antes de la base como tengo en los circuitos anteriores?
Pensé que el propósito de usar un transistor como interruptor era poder usar una corriente / voltaje más pequeño para impulsar uno más alto, como la batería. ¿Por qué estos 3,7 voltios son un problema? La resistencia de 1k que va a la base proporciona un limitador de corriente para evitar dañar el transistor, y tengo entendido que cuando la corriente enciende el transistor, el emisor y el colector se cortocircuitan y permiten que la batería de 3.7 V alimente la carga. El pnps en la parte superior estaría saturado ya que VE > VB < VC
Si desea un interruptor de bajo voltaje, use un FET RdsON bajo. Si desea usar un transistor, permita Vce (sat) en Ic / Ib = 10 o 10% de hFE
la razón por la que tiene que nivelar la conversión del voltaje es por el transistor pnp. porque de lo contrario, en una salida alta de los pines gpio (3.3V) todavía tendrá un VEB positivo en los transistores pnp (3.7V-3.3V = 0.4V). querría el pull down entre el interruptor y la resistencia base.
No estoy seguro de lo que hay allí. Hablan de "un microcontrolador incorporado opcional". Pero si solo hay un motor, también necesitará diodos de retorno.
Así que conecté las bases del pnp al npn como sugeriste. También coloqué una resistencia desplegable que va a tierra justo antes de las bases. El circuito aún no funciona según lo previsto. Incluso cambié el voltaje de la batería a 3.3V
coloque el pull down justo antes de la resistencia que conduce a la base. Además, ¿qué valores está utilizando para las resistencias desplegable y base?
Subí el circuito que usé. Agradezco la ayuda que me han estado brindando. Ha pasado un tiempo desde que he usado transistores. Usé 1k para las resistencias base y 500 para el pull down, también experimenté usando 2k para el pull down. Ningún método funcionó
¿Eres capaz de hacer que el circuito funcione con LED?
El circuito que subí está simulando esto con LEDS y cuando lo ejecuto en multisim no enciende los leds
bueno, una cosa del esquema que puedo ver es que un LED solo se encenderá si solo 1 interruptor está encendido y el otro está apagado. si están los dos encendidos el led no se enciende. y si los dos estan apagados el led no enciende
Experimenté moviendo los interruptores, solo tomé la captura de pantalla cuando ambos estaban conectados. El circuito en realidad encenderá el LED inferior cuando ambos interruptores estén abiertos y apagará el LED inferior cuando el interruptor 1 esté conectado. Cuando el interruptor 1 está desconectado y el interruptor 2 está conectado, el LED inferior se enciende. Sin embargo, ninguna acción encenderá el LED superior.
Los LED son fáciles, 300 mA provocan una caída de Rb. No hay necesidad de pulldown.

Cómo alimentar un interruptor de alimentación BJT

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Elija un transistor de alta ganancia y baja Vce (sat) > corriente de carga.

Para empujar y tirar, necesita el complemento en el lado de la batería sin cruce (disparo directo), es decir, cortocircuito, luego agregue diodos de abrazadera. Debido a que se necesitan grandes corrientes y los MOSFET Vce (sat) funcionan mejor con Ron bajo.
¿Se puede controlar un H-Bridge usando Rasberry PI 3.3V GPIO Pin?
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