Utilización de un transistor para interconectar diferentes tensiones

Question

Tengo unas electroválvulas que quiero manejar desde una pequeña gpio del beaglebone. El beaglebone es un pequeño microcontrolador basado en ARM.

El gpio en el beaglebone salidas 3v3, y el beablebone en sí funciona con 5V. Las electroválvulas funcionan a 12V. Tengo algunos transistores 2n2222a y pensé que había una manera de utilizar estos para ejecutar los dispositivos de 12V de la 3v3 GPIO en modo colector abierto ( http://en.wikipedia.org/wiki/Open_collector ). Lo que me confunde es cómo debería ser este circuito.

Sé que tengo que conectar el positivo de la alimentación de 12 V al extremo positivo de la electroválvula. Entonces, creo que debería conectar el lado negativo de la válvula de solenoide hasta el colector del transistor. El gpio se conecta a la base del transistor a través de una resistencia, lo que me permite utilizar el transistor como un interruptor en la línea de 12V.

Lo que no entiendo es:

1) ¿A qué masa debe ir el emisor del transistor? ¿La del beaglebone (que sale de la alimentación de 5V) o la de la alimentación de 12V?

2) ¿Cómo puedo averiguar qué valor en ohmios de la resistencia para poner entre el gpio y la base?

Como referencia, puede encontrar una hoja de datos del 2n2222a aquí: http://www.csus.edu/indiv/t/tatror/projects/met%20highway%20safety%20project%202010/npn%20transistor.pdf

Answer 1

Normalmente, conectas las masas de la fuente de alimentación de tu MCU (3,3 y 5V) y la fuente de alimentación de tu solenoide (12V), en un circuito como este:

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Si esto no se desea por alguna razón, tendrás que emplear algún dispositivo para separar galvánicamente la MCU del solenoide, por ejemplo, un optoacoplador:

simular este circuito

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Los valores de las resistencias deben calcularse en función de la corriente deseada a través del transistor / LED y de las tensiones conocidas (tensión de reenvío del diodo base-emisor / LED, salida de alto nivel GPIO). Tanto para la etapa de transistor como para el LED del optoacoplador, es deseable un margen de 1:5..1:20 para mantener la salida saturada. Calcula la corriente de salida necesaria y divídela por la h _FE / CTR y multiplícalo por 5..20. La resistencia "pull-down" debe dimensionarse para tomar una fracción menor (~5-15%) de la corriente de base calculada.

Answer 2

En realidad no me di cuenta de que se trataba de una salida de colector abierto hasta miceuz publicó su comentario, por lo que para la salida OC yo usaría uno de estos

y la versión aislada

Si el GPIO no puede proporcionar suficiente corriente al optodiode para obtener la corriente de salida adecuada en el lado del transistor, entonces tendrás que añadir otro transistor ya sea a la entrada o a la salida.

Tenga en cuenta que los valores de las resistencias pueden variar en función de los requisitos

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2) ¿Cómo puedo averiguar qué valor en ohmios de la resistencia para poner entre el gpio y la base?

Como regla general, hay que proporcionar entre 1/10 y 1/20 de la corriente de salida en la base del transistor para saturar el transistor y obtener una caída de tensión colector-emisor baja (lo que significa una salida de tensión más alta y menos disipación de calor).