Usar transistor como switch o relé con un microcontrolador

Discusiones sobre electrónica analógica
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Usar transistor como switch o relé con un microcontrolador

Mensaje por Naguissa » 22 Sep 2017, 14:20

Los pines de salida de los microcontroladores suelen tener una capacidad de corriente muy limitada, por lo que si queremos usar un dispositivo con cierto consumo o a un voltaje diferente muchas veces optaremos por un relé optoacoplado.

Pero existen otras opciones, como un optoacoplador o un transitor, como os hablaré en este caso.

Tened en cuenta que las explicaciones que pondré a continuación es para uso con voltajes a controlar iguales o superiores al pin de nuestro microcontrolador. En caso contrario podría ser necesário cambiar valores o agrgar algún componente extra.


Uso del transistor como switch para substituir un relé optoacoplado y controlar con él un voltaje similar o superior


Introducción


Primero de todo os indico las partes del transistor y sus nombres tal y como las encontraréis en cualquier esquema o documento:

transistores.png
Pines y nombres de transistores
transistores.png (5.6 KiB) Visto 107 veces
Tened en cuenta que el dibujo puede rotarse y/o invertirse, con lo que mirad la patilla de la flecha y su dirección para aseguraros.



Elección del transistor

Para elegir un transistor deberéis fijaros en los siguientes aspectos:
  • Tipo: Puede ser PNP o NPN. El tipo PNP provoca mayor caída de tensión en la salida con lo que para microcontroladores y bajos voltajes usaremos preferiblemente uno del tipo NPN.
  • "Collector - Emitter Voltage": El voltaje a controlar ha de ser igual o inferior a éste.
  • "Emitter - Base Voltage": El voltaje de control; ha de ser similar o superior al del pin del microcontrolador. Cuidado con ésto, ya que la moyoría son de 5V o mas, con lo que no funcionarán para microcontroladores de 3.3V.
  • "Collector Current": La intensidad que soporta el transistor, ha de ser igual o superior a la que consume el aparato a controlar.

Materiales seleccionados:
  • Resistencia 5.6 KOhm. He usado una de medio wattio, pero con cualquiera sirve puesto que es para limitar la potencia que pasa del pin del microcontrolador al transistor.
  • Transistor NPN 13001 (el mejor que encontré en mi escaso surtido).

Montaje del sistema

Recordad que se pueden usar ambos tipos, pero la caída de voltaje en el transistor es algo superior en los PNP con lo que es recomendable usar uno del tipo NPN.

En ambos transistores conectaremos la base del transistor a la resistencia limitadora y de ella al pin del microcontrolador. Ésto hará de 'interruptor'.

En el caso del transistor NPN, conectaremos nuestra carga (dispositivo a controlar) a la línea de voltaje positivo y el negativo de la carga al colector del transistor. Luego, conectaremos el emisor a tierra.

En el caso del transistor PNP, conectaremos nuestra carga (dispositivo a controlar) al emisor y el negativo de la carga a tierra. Luego, conectaremos el colector a la línea de voltaje positivo.

Esquema de conexión para transistores NPN:
npn.png
Usar transistor NPN como switch o relé con un microcontrolador
npn.png (8.41 KiB) Visto 107 veces

Esquema de conexión para transistores PNP:
pnp.png
Usar transistor PNP como switch o relé con un microcontrolador
pnp.png (8.2 KiB) Visto 107 veces



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Re: Usar transistor como switch o relé con un microcontrolador

Mensaje por Naguissa » 29 Sep 2017, 15:19

Ampliados conceptos del transistor y corregidas un par de características que había puesto al revés.
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Daniel

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Re: Usar transistor como switch o relé con un microcontrolador

Mensaje por Naguissa » 10 Nov 2017, 16:06

Un detalle: Los transistores normales funcionan bien con 5V pero no con 3.3V. Ya lo pone en el post inicial, pero insisto en que revises bien el "Emitter - Base Voltage" si quieres trabajar con menos de 5V.

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