Ansteuern eines Relais mit Transistor und Optokoppler

Ich bin sehr neu in der Elektronik. Ich steuere ein Relais mit stm32 Mikrocontroller. Für die Isolierung habe ich einen 4N33 Opto-Isolator verwendet. Da meine Relaisspule ca. 250 mA benötigt, habe ich einen MPPS222-Transistor verwendet. Ich dachte mir, dass die Logik invertiert wird, wenn ich das GPIO als Quellenspannung für die Opto-Isolator-LED verwende. Ich habe stattdessen nur einen Klimmzug verwendet und das andere Ende des LED-Teils mit dem GPIO verbunden. Gpio ist offener Abfluss, ich werde ca. 3mA in den Pin ablassen. Ich habe den R2-Widerstand derzeit nicht geerdet. Mein Problem ist, wenn mein Stm getrennt wird, wird mein Relais eingeschaltet - was ich vermeiden möchte. Könnte mir bitte jemand sagen, ob das Hinzufügen dieses R2 das Problem beheben wird?

Sie können es so machen. Denken Sie daran, dass der BJT-Transistor ein stromgesteuertes Gerät ist. Deshalb können Sie sie übereinander stapeln, um ein Darlington-Paar zu bilden.

Ihr Optokoppler hat ein Stromübertragungsverhältnis von ~ 400% bei 3 mA LED-Strom, wodurch 12 mA durch Q1 laufen. Für Q2 benötigen Sie einen Transistor mit einer HF von mehr als 250 mA / 12 mA = 20 MPS2222 scheint eine Hfe von 75 bei einem Basisstrom von 10 mA zu haben, daher sollten Sie in Ordnung sein.

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

^{simulieren Sie diese Schaltung}

Bearbeiten im MCU-Pin-Modus

Aus Ihren Kommentaren geht hervor, dass Sie nicht genau wissen, wie Push-Pull- und Open-Drain-Ausgangsstufen funktionieren. Während es in dieser Frage besprochen wird , werde ich nur eine kurze Beschreibung geben.

Bitte beachten Sie, dass in den meisten stm32-MCUs die Ausgänge als Open Drain oder Push Pull und als ganze Kombination aus internen Pull-Ups und Pull-Downs konfiguriert werden können. Dies ist vielseitig und nützlich.

Was nun offener Drain ist - es ist nur ein Transistor, dessen Drain (Kollektor) nicht angeschlossen ist - Sie können Ihre Last an diesen Drain anschließen (D1 in meinem Schaltplan). Sie verwenden Open Drain, wenn Sie den Strom umschalten möchten . Es kann nur Strom aufnehmen, nicht quellen.

Wenn der offene Drain-Pin ausgeschaltet ist, fließt kein Strom in den Pin, die Spannung an ihm ist undefiniert, er wird als "schwebend" bezeichnet. Wenn der Stift eingeschaltet ist, wird er nur mit dem Boden verbunden, unabhängig davon, an was er angeschlossen ist.

^{simulieren Sie diese Schaltung}

Wenn etwas außerhalb des Pins die Spannung lesen möchte (z. B. ein hochohmiger Eingang), lösen Sie dies, indem Sie einen Pull-up-Widerstand anschließen, um den Drain zu öffnen. Während der Pin ausgeschaltet ist, ist der Ausgang hoch, während der Widerstand daran zieht. Wenn der Pin eingeschaltet ist, schlägt der interne Transistor die Unterseite des Pullup-Widerstands auf Masse.

Der Push-Pull-Ausgang liefert und senkt aktiv Strom, wenn er eingeschaltet ist - Strom fließt aus dem Pin, wenn er ausgeschaltet ist - Strom fließt in ihn. Normalerweise verwenden Sie keine Pullups oder Pulldowns mit Push-Pull-Ausgabe.

^{simulieren Sie diese Schaltung}

Nein, das Hinzufügen eines R2, wie Sie zeigen, löst Ihr Problem nicht.

Ein nicht verbundener Prozessor entspricht (in diesem Fall) einem Prozessor, der den Pin NICHT nach unten zieht (Ausgabe einer logischen 1). Daher müssen Sie Dinge verkabeln, damit das Relais mit Strom versorgt wird, wenn eine 0 angelegt wird, und nicht mit Strom, wenn eine 1 angelegt wird. Das Programm Ihres Prozessors muss mit dieser Inversion leben.

Eine einfache Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht darin, den Q1 mit R3 in Reihe zu schalten. R4 kann weggelassen werden, aber Sie benötigen möglicherweise einen Widerstand von der Basis von Q2 zu seinem Emitter, um zu vermeiden, dass der Transistor durch den Leckstrom von Q2 eingeschaltet wird.

PS: Ihre Schaltung zeigt eine gemeinsame Masse (und gemeinsame 5 V?) Für beide Seiten des Optokopplers. Dies macht den Optokoppler unbrauchbar.