Interruptor electrónico con voltaje negativo y positivo

Quiero usar un microcontrolador para enviar datos a través de un max232 que convertirá las señales de 0v/5v en señales de -12/+12v. El problema con este IC es que cuando no hay señal, envía una señal de +12v que no quiero. Quiero poder controlar exactamente cuándo enviar una señal. Entonces, me gustaría usar un transistor (o algo más) para hacer un interruptor electrónico y conectar un pin adicional de mi microcontrolador para abrir y cerrar el interruptor cuando lo necesite. He hecho un diagrama para que tenga más sentido. Este diagrama es una idea que tuve, pero no sé cómo hacer que funcione, leí la hoja de datos del transistor 2n2222 y parece que la corriente negativa no pasará.ingrese la descripción de la imagen aquí

Aquí está el esquema simplificado: básicamente, envía los datos al receptor cuando y solo cuando el interruptor está encendido, el resto del tiempo, el interruptor está apagado y no hay tránsito de datos. Solo estoy buscando un equivalente electrónico de ese interruptor que pueda controlar con un microcontrolador.

esquema simplificado

Parece que está tratando de usar Q1 para conectar la salida del MAX232 a tierra (menos la caída de los transistores) cuando desea que la salida sea baja en lugar de 12V. ¿Es eso correcto?
sí, eso es lo que estoy tratando de hacer, creo que esto debería funcionar cuando la salida de max232 es +12v, pero cuando es -12v, habrá un problema.
¿Está trabajando con un circuito existente que usa un MAX232, o puede cambiar parte del circuito o la señal que impulsa sus entradas de transmisión? Editar: ¿y qué tipo de velocidad de datos se está utilizando?
Puedo cambiar el circuito sin problema. En realidad, mi objetivo es poder convertir datos de un puerto microtroller que da 0v/5v a -12/0v/+12v. En cuanto a la tasa de datos, no sería más de 12000 bits/segundo. Pero en promedio la mitad de eso.
Cuando dices "0v", ¿realmente estás diciendo "alta impedancia" o realmente quisiste llevar la salida a tierra?
Me refiero a que no hay señal. No necesito el 0v en la transferencia de mis datos, solo necesito el +12 y -12v, y nada el resto del tiempo.

Respuestas (4)

Así es como lo haría (bueno, no me gustan los relevos, pero es una preferencia personal...).

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La señal superior es el +12/-12 procedente del MAX232. La señal inferior es una señal de +3.3/0V que proviene directamente de la MCU para habilitar el "interruptor".

Cuando la señal de habilitación es alta (3,3 V), hace que la compuerta FET del canal P sea baja. Entonces, si la señal MAX232 es alta, pasará (porque la puerta mosfet ve un voltaje positivo). Si la señal del MAX 232 es baja (-12V), la puerta no se dispara, pero la señal seguirá pasando, debido al diodo del cuerpo (habrá una ligera caída de tensión, pero no de grandes consecuencias en estos niveles).

Cuando la señal de habilitación es baja y la señal MAX232 es alta, la salida es de alta impedancia.

Hay una gran restricción: la señal MAX232 siempre debe ser alta (+12 V) cuando deshabilita el interruptor . De lo contrario, si es negativo (-12V), el diodo del cuerpo hará que la señal pase de todos modos. Pero esto se puede asegurar fácilmente en el firmware.

Nota: el circuito se actualizó. En el circuito anterior, estaba usando BJT NPN en la parte inferior. Me di cuenta de que el voltaje negativo podría haber sido destructivo para el transistor, por lo que habría sido necesario un diodo adicional para protegerlo. Entonces, en realidad, lo cambié a un NFET, porque entonces no hay necesidad de tal diodo, y también se puede evitar la resistencia base. Así que ahora son solo tres componentes. E incluso puede obtener Nfet y Pfet en un solo paquete, por lo que serían dos componentes.

En lugar de mosfet, ¿no debería funcionar mejor un PNP (no olvide agregar otra resistencia para la limitación de corriente Q1)? Hice un circuito similar pero usando un PNP la caída de voltaje es mejor.
@Antonio Puede funcionar si coloca el diodo de salida a entrada usted mismo. Porque un PNP no tiene un diodo de cuerpo.
"@dim", pero el diodo del cuerpo conducirá siempre, cuando la fuente sea negativa. ...¿O no?
@Antonio Sí, por eso puse la advertencia. Si la fuente es negativa (MAX232 emite -12 V), la desactivación no tiene efecto. Por lo tanto, debe asegurarse de que la salida MAX232 esté en un nivel alto cuando esté deshabilitada.
Gracias dim por tu ayuda, me gusta tu esquema, pero no entiendo todo. Tengo dos preguntas. El software que usas parece un simulador, ¿lo has probado? ¿funciona? También quiero asegurarme de que el receptor debe estar conectado al pin de salida de M1 y a tierra.
Sí, lo simulé en LTspice, solo para asegurarme. Esta herramienta es gratuita, puedes conseguirla. Y sí, el receptor debe estar entre el cable que se aleja de la imagen y tierra.
esto es realmente genial, lo probé con un programa de simulación y todo está bien, muchas gracias. Una última pregunta, solo por curiosidad, ¿hay alguna forma de bloquear la señal incluso cuando es de -12v?
@smitchel Por supuesto, siempre hay una manera. Pero también es siempre un compromiso. Tendría que poner otro mosfet en serie con el canal P, para bloquear el otro lado. Este tendría que ser un fet de canal N, y necesitaría otro circuito de conducción. En general, tendrías que agregar más o menos la simetría de este circuito. Más componentes, más caros, más área de PCB y no realmente necesarios.
está bien, lo tengo, aseguraré mi software para que siempre permanezca en +12v cuando esté inactivo. Muchas gracias por tu tremenda ayuda, me ayuda mucho, y además hoy he aprendido algo.

Podría investigar la posibilidad de apagar el chip MAX232 con un transistor PNP en la línea de suministro positiva. Habrá un breve retraso mientras se descargan los capacitores del duplicador de voltaje.

gracias, en realidad es una buena idea, pero los datos son sensibles a los retrasos, no puedo permitirme esperar el tiempo de descarga. La corriente debe detenerse cuando yo lo necesite. Tampoco puedo esperar a que los capicitores se carguen cuando necesito enviar mis datos.
¿Qué tipo de conexión RS232 no puede tolerar el estado de espera y se ejecuta a 12k?
En realidad, no estoy usando el protocolo rs232, solo uso el chip para amplificar la señal para tener +/- 12v y no quiero transmitir datos cuando no los necesito.

No está claro cuál es su objetivo. Suponiendo que es para colocar más de 1 dispositivo RS232 en una línea de comunicación, se supone que necesita tres estados de salida en lugar de conducir la salida a 0V. Además, se supone que tiene una señal de control adicional para hacer esto. Como pasar de solo 2 estados (0V y 5V) a 3 estados (0V, 12V y -12V) es imposible sin información adicional. Teniendo en cuenta todo esto, le sugiero que utilice un relé de enclavamiento de doble bobina similar al G5AK-234P . Solo la necesidad de controlar 1 de las 2 bobinas momentáneamente es una gran ventaja para este tipo de relé. Impulse momentáneamente 1 bobina para poner el MAX232 en línea, y momentáneamente impulse la otra bobina para desconectarlo. En condiciones normales, el relé conservará el estado actual incluso durante un ciclo de encendido.

Sin embargo, si la suposición hecha aquí (colocar varios dispositivos RS232 en un solo bus) es cierta, se sugiere cambiar a la alternativa RS485 . En el enlace anterior se indica:

Se pueden conectar múltiples receptores a una red de este tipo en una configuración lineal de múltiples puntos.

Lo que permite conectar varios dispositivos serie a 1 bus sin necesidad de hardware de arbitraje adicional.

añadido más tarde...

Alternativamente, podría considerar los relés de estado sólido . La especificación y las aplicaciones deben analizarse mucho más de cerca al considerar los relés de estado sólido en lugar de los relés mecánicos normales. Rápidamente encontré este , pero dejaré que usted investigue y tome la decisión final si esto funcionará para usted.

Hola, gracias por tus aportes. Entiendo que no está muy claro, rehice un esquema simplificado. Básicamente, envía los datos al receptor cuando y solo cuando el interruptor está encendido, el resto del tiempo, el interruptor está apagado y no hay tránsito de datos. El problema es que tendré que hacer esa operación en cuestión de µs, de ahí la necesidad de un equivalente electrónico de ese interruptor.
¿Qué pasa con los relés de estado sólido? ¡Solución en 1 dispositivo!
No sé cómo funciona esto, lo estoy investigando, pero parece demasiado grande para mi placa, estaba buscando un diseño o componente pequeño.
¿En realidad? Creo que el que señalé es de 4,58 mm por 6,4 mm. Sin embargo, ¡no verifiqué las características eléctricas! Te lo dejo a ti. Independientemente, muchas veces un OEM fabricará varios dispositivos físicamente similares con diferentes características eléctricas.
De hecho, el que señalaste no es grande en absoluto, simplemente no vi el enlace al principio. Gracias. Todavía estoy seguro de cómo operarlo, pero lo investigaré para ver si eso podría funcionar, aunque el precio del componente no es barato.

Si entendí bien, no quieres +12V cuando la señal de entrada es baja, ¿verdad? Pero AFAIK max232 actúa como un inversor, entonces si la entrada (controlador) es 0, la salida es +12v y cuando la entrada es +5V, la salida del max232 es -12V. Tal vez podría agregar un inversor antes del max232.

Por el contrario, si necesita una especie de "habilitación", puede evaluar usar MC1488 (o 75188) en lugar de max232.

Interruptor electrónico con voltaje negativo y positivo
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