¿existe algún transistor o algún módulo distinto de los relés capaz de conmutar digitalmente la corriente dada entre dos hilos? Necesitaría 4 interruptores en mi circuito, el siguiente módulo de 4 canales de relés funcionaría bien, supongo:
Pero busco algo más pequeño, además estos módulos manejan hasta 220v y yo solo necesito 5v 2A, lo que considero un desperdicio de capacidad.
Entonces, ¿hay alguna opción mejor o debería utilizar este módulo?
Sin duda hay muchos MOSFET que podrían servirte. Un MOSFET de nivel lógico de canal P puede conmutar en el lado alto con la misma tensión de alimentación que la señal de control.
He aquí un circuito típico. R1 añade algo de aislamiento al MCU y ralentiza un poco la conmutación para reducir la EMI, R2 asegura que el MOSFET se apague bastante rápido si la entrada se desconecta (el MOSFET puede calentarse mucho y dañarse si está parcialmente encendido) y D1 se ocupa de la inductancia que pueda haber en la carga. La dirección MOSFET es de tipo SMT pequeño (prácticamente todos los MOSFET de nivel lógico adecuados serán de tipo SMT)
simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab
El circuito MOSFET requiere tantas piezas como el circuito de relé, pero tendrás que montarlas tú mismo, incluidos los MOSFET SMT. Los relés tienen una serie de ventajas - el módulo ya está montado y tal vez incluso probado, los contactos del relé son robustos y pueden soportar sobretensiones (voltaje y corriente) sin fallo catastrófico inmediato, y los contactos son completamente libres - puedes usarlos para conmutar el lado alto, el lado bajo, 12V o 5V, AC o DC, lo que quieras. Si decidieras conmutar por el lado bajo con el MOSFET, tendrías que usar un tipo diferente (canal N). Si quisieras conmutar más de 5V en el lado de alta, tendrías que añadir circuitos para nivelar el control. Así que te ata un poco.
Las desventajas son el ruido, el volumen, algunos arcos voltaicos y una vida útil limitada (normalmente la vida útil es de 100.000 operaciones a plena carga de corriente, por lo que se pueden desgastar en días si se cambian con frecuencia). El consumo de energía suele ser de 360mW para ese tipo de relé (no he buscado los específicos), pero las pérdidas por contacto serán casi nulas. El MOSFET que menciono puede perder 120mW a 2A en caliente, así que menos. En este último caso la pérdida proviene de la carga y no de la corriente de la bobina.
Sí, hay muchos transistores que pueden manejar 2 A cuando están encendidos y soportar 5 V cuando están apagados.
Tenga en cuenta que los interruptores de transistor son unidireccionales. Si este 2 A es siempre en una dirección entonces un transistor podría ser apropiado.
Ningún interruptor es perfecto, incluidos los de transistor. Siempre habrá alguna caída de tensión a través del interruptor cuando está encendido. Para esta aplicación, sin embargo, es posible conseguir MOSFETs con tan pequeña resistencia a la conexión (unos pocos 10s de mΩ está fácilmente disponible) que probablemente no importa en su aplicación.
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