Bagaimana cara memilih sakelar?

10

Tampaknya ada sekitar 4 rasa utama dari transistor, dan kemudian ada versi NPN / PNP. Ada juga relay, SCR, dan TRIACs.

Ketika saya membutuhkan sakelar yang dikendalikan mikrokontroler, aturan praktis apa yang harus memandu saya dalam memilih? Apakah ada beberapa yang umum yang orang suka pakai untuk digunakan ketika tidak ada spesifikasi kinerja tinggi tertentu?

Saya ingin mempelajari aturan umum sehingga saya tidak berakhir dengan googling 37 varian dari pertanyaan yang sama.

Sebagai contoh konkret, aplikasi yang saya pilih untuk saat ini melibatkan mengemudikan 5 V, 160 mA (rata-rata 80 mA pada siklus tugas 50%), bel 3,1 kHz dengan output dari MCU 3.3V yang dapat menenggelamkan 8 mA atau sumber 4 mA.

transistors switches mosfet Doug McClean
sumber
Saya tidak akan menggunakan Triacs untuk mengganti tegangan rendah
mbx
1
Apakah Anda memiliki tautan ke lembar data piezo? (160 mA itu sepertinya sangat banyak )
stevenvh
@stevenvh Ya, sepertinya terlalu banyak bagi saya juga. Tetapi dikatakan 5V, 30 ohm (~ = 165 mA), dan maks 80 mA saat ini. Karena itu juga mengatakan 50% siklus kerja, dan karena 80 hampir setengah dari apa yang diberikan 30 ohm, itulah yang saya pikirkan? Saya mungkin salah membaca, saya belum pernah memainkannya sebelumnya. soberton.com/NewFiles/Product%20PDFs/GT-0950RP3.pdf
Doug McClean
@ Doug - Dikatakan resistensi gelung ; itu sama sekali bukan piezo, melainkan sesuatu seperti pembicara. Saya menduga ini, tetapi Anda tampak sangat positif dalam menyebutkan piezo.
stevenvh
@ Doug - Jangan lupa untuk menempatkan dioda paralel dengan buzzer (katoda pada Vcc) untuk melindungi transistor penggerak.
stevenvh

Jawaban:

8

Transistor bipolar dan FET bekerja hampir sama pada sisi output ketika Anda menggunakannya sebagai sakelar pada aplikasi berdaya rendah seperti yang Anda sebutkan. Keduanya datang dalam dua rasa untuk membuat switch sisi tinggi atau rendah. NPN bipolar dan N channel FET adalah sakelar sisi rendah, dan PNP bipolar dan P kanal FET adalah sakelar sisi tinggi.

Perbedaan antara bipolar dan FET sebagian besar cara mereka dinyalakan dan dimatikan. Bipolar dihidupkan dengan menjalankan beberapa arus melalui basis. Ini memungkinkan arus yang jauh lebih besar mengalir melalui kolektor. Rasio kemungkinan arus kolektor ke arus basis adalah gain dari transistor. FET dikontrol oleh tegangan, bukan arus. Saluran N dasar MOSFET mungkin memerlukan 12-15 volt di gerbang untuk dapat dihidupkan sepenuhnya, dengan 0V dimatikan sepenuhnya. Ada hal-hal yang disebut "tingkat logika" FET yang dapat beralih antara hidup dan mati cukup baik untuk didorong langsung oleh output logika 3.3V atau 5V.

Saya akan tidak setuju dengan Starblue dan mengatakan bahwa untuk aplikasi switching yang sangat sederhana untuk penggunaan hobi, dapatkan beberapa FET tingkat logika yang baik seperti IRLML2502. Harganya masing-masing 10 sen, tetapi sangat berkabut selama semuanya terbatas pada 20V. Saya pasti tidak akan memulai dengan itu untuk desain volume yang dilakukan oleh seorang profesional, tetapi jika Anda hanya ingin memulai dengan satu jawaban yang melayani sebagian besar kebutuhan, ini adalah bagian pertama yang baik untuk membiasakan diri.

Setelah Anda siap bereksperimen dengan bipolar, dapatkan 100 masing-masing 2N4401 dan 2N4403. Mereka sangat murah, tersedia secara luas, dan di sekitarnya cukup kuat untuk ukuran mereka. Mereka juga akan baik-baik saja untuk mengganti beban 200mA, tetapi Anda perlu tahu sedikit lebih banyak untuk menggunakannya dengan baik. Anda tidak dapat menghubungkannya langsung ke mikrokontroler ouput dalam aplikasi switching.

Olin Lathrop
sumber
dengan BJT, Anda hanya perlu ingat untuk menggunakan basis resistor kecil (katakanlah 100 ohm), itu tidak jauh lebih rumit (diakui terlalu menyederhanakan) daripada yang benar-benar :)
vicatcu
1
Ya, Anda harus menambahkan basis resistor, tetapi tidak sesederhana menjatuhkan 100 Ohm. Anda perlu mempertimbangkan arus beban, membaginya dengan gain transistor untuk mendapatkan arus basis minimum, temukan penurunan tegangan melintasi resistor basis dengan mempertimbangkan penurunan BE, lalu hitung nilai resistor basis. Anda juga harus memastikan bahwa output logika benar-benar dapat mendorong jumlah arus pada tegangan yang diasumsikan.
Olin Lathrop
6

Lebih suka solusi paling sederhana dan termurah.

Jika transistor NPN dapat melakukan pekerjaan itu, gunakan itu. Untuk bel Anda, Anda dapat menggunakan beberapa transistor NPN daya kecil. Transistor NPN sinyal kecil untuk arus kurang dari sekitar 100mA, daya kecil hingga sekitar 1A.

Jika itu tidak cukup kuat, pertimbangkan MOSFET.

Relay, SCR (thyristor), dan triac lebih banyak untuk mengganti voltase yang lebih tinggi.

starblue
sumber
Mengapa tidak memulai dengan MOSFET kecil? BJT lebih murah beberapa waktu lalu, tetapi MOSFET mengejar harga, dan lebih mudah digunakan sebagai sakelar (menurut saya).
Kevin Vermeer