Почему на коллекторе есть напряжение (схема)?

[oam333]

Привет! Исходные данные:
С 8 цифровой ноги ардуино поступает высокий уровень (4,59 В) на R1, далее после R1 уже 0.76 В поступает на базу транзистора KN2222A. В точке "Point 1" при этом 0 В. Если убрать с ноги ардуино высокий уровень, то на базу приходит ноль и в точке "Point 1" почему-то 4.1 В. Замеры производил относительно GND и Point 1.
Мне же надо наоборот - при подаче напряжения на базу, по идее транзистор должен открыться и потечь ток с коллектора на эмиттер, запитав датчик температуры. Подскажите, в чем моя ошибка?
U4 (DS18B20) - это Далласовский датчик температуры.
Коэф. усиления конкретно моего транзистора - 179, Uбэ - 633 мВ.

Спойлер

[АлександрЛ]

Вероятнее всего, ваша ошибка в том, что вам надо подключить какой- нибудь резистор (между Vdd и Point1), хотя бы 10 кОм.. Из- за большого входного сопротивления современных мультиметров он и через утечки через транзистор может что- то показать.


БРРРРРР..
Что- то я не понял..

С 8 цифровой ноги ардуино поступает высокий уровень (4,59 В) на R1, далее после R1 уже 0.76 В поступает на базу транзистора KN2222A. В точке "Point 1" при этом 0 В. Если убрать с ноги ардуино высокий уровень, то на базу приходит ноль и в точке "Point 1" почему-то 4.1 В. Замеры производил относительно GND и Point 1.

И что? Всё правильно- напряжение на базу поступает, транзистор открывается, и коллектор транзистора вывод GND датчика температуры подключается к "земле".. Если транзистор закрыт (на базе НОЛЬ), то напряжение в точке Point1 определяется падением напряжения на датчике и током через вольтметр..

Не самый лучший способ управлять питанием на датчика отключая его от "земли"

Мне же надо наоборот - при подаче напряжения на базу, по идее транзистор должен открыться и потечь ток с коллектора на эмиттер, запитав датчик температуры.

Так у вас именно так и происходит!

Подключите транзистор эмиттерным повторителем, и коммутируйте Vdd..

зы.. Не знаю, как у вас получается пользоваться датчиком с коммутацией питания, я пробовал подключать DS18B20 "на горячую" - его микроконтроллер не видит, ему нужна была "инициализация" при старте программы..

[oam333]

АлександрЛ, не уверен, т.к. изначально я заподозрил неладное, когда схема в основное время простоя (когда температура не измеряется) кушает около 70 мА, а когда делает попытки измерения температуры, то около 16 мА. Именно после этого начал щупать напряжения, чтобы найти ненужные токи.

Добавлено after 1 hour 16 minutes 12 seconds:
У меня цель - отключать нагрузку (в виде датчика температуры и радиопередатчика (на схеме его нет, убрал для упрощения)), когда она не нужна, чтобы экономить заряд аккумулятора. Я почему-то подумал, что использовать n-p-n-транзистор в качестве ключа не совсем плохая идея. Или я не прав?

[mickbell]

NPN-транзистором вы коммутируете девайс снизу, при этом рвёте общий провод. Соответственно вы подвешиваете отключенный прибор к плюсу питания, и на его сигнальных цепях наличествует плюс. А когда вы подключаете питание, этот самый NPN-транзистор соединяет его с общим проводом не мёртво, на транзисторе всегда есть падение, как минимум равное напряжению насыщения коллектор-эмиттер. Нет, всё-таки это плохая идея. Ставьте PNP-транзистор (или P-mosfet) сверху, и будет вам Щастье.

[АлександрЛ]

[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=3910499#p3910499"]NPN-транзистором вы коммутируете девайс снизу, при этом рвёте общий провод. Нет, всё-таки это плохая идея. ... Ставьте PNP-транзистор (или P-mosfet) сверху, и будет вам Щастье.[/uquote]
Можно и NPN "сверху", чтобы программу не переделывать.. А так- если можно проинвертировать управляющий выход МК - то PNP "сверху" -правильно

У DS18B20 питание от 3 до 5,5 вольт, так, что ему 4 вольта питания должно быть вполне достаточно.

[mickbell]

Проинвертировать можно ведь не только программно. Если оно по какой-то причине невозможно, то уж поставить одногейтовый инвертор всяко можно.

[oam333]

Спасибо, примерно понятно где моя ошибка. Сейчас я добавил p-n-p-транзистор после n-p-n, чтобы в итоге управлять нагрузкой по плюсовой цепи, но только подскажите, как правильно нужно рассчитывать сопротивления R1, R6 и R7 ? Если для управления нагрузкой после NPN-транзистора я разобрался как правильно рассчитывать R1, то в связке NPN и PNP я не могу сообразить как их рассчитать.
Основные характеристики транзисторов:
1. Q2 (NPN) - KN2222A - коэф. усиления 179, Uбэ - 633 мВ, ток коллектора до 600 мА, Saturation Voltage: VCE(sat)=0.3V(Max.) ; IC=150mA, IB=15mA
2. Q3 (PNP) - B1116A - коэф. усиления 176, Uбэ - 610 мВ, ток коллектора - до 1А, VCE(sat) = −0.20 V TYP. (IC = −1.0 A, IB = −50 mA)
Нагрузка (датчик температуры + передатчик nrf24l01) кушает при старте около 70-80 мА, потом около 40 мА.
Цель этих транзисторов - полностью отключать нагрузку от питания тогда, когда это не требуется, чтобы вхолостую они не разряжали аккумулятор, на котором все это будет работать.

Спойлер

[1en2]

начинать надо с конца - тока нагрузки...напр., на 18В20 посчитаем 3 мА...на Вст поделим (с запасом и примерно), получим ток базы и резистор: (5-0,7)/0,2мА= 22 К....Б-Э при низком питании можно или не поставить или чтоб сильно ток базы не "воровал" 0,7/0,01мА= 68К....с процессора на базу тоже можно эти 68К, чтобы за мкА не гонятся....Большие номиналы резисторов не предполагают быстродействие ключа, иногда это тоже надо учитывать...
---
Вообще, к отключению питания, общего, в КМОП-схемах надо подходить аккуратно, не забывать, что входные сигналы через защитные диоды ног это питание опять "организуют"...

[oam333]

1en2, что такое "Вст" (а 18В20 посчитаем 3 мА...на Вст поделим)?

Вообще, к отключению питания, общего, в КМОП-схемах надо подходить аккуратно, не забывать, что входные сигналы через защитные диоды ног это питание опять "организуют"...

Про какие ноги идет речь? Об ардуиновские или о 18b20?

[1en2]

Q2 (NPN) - KN2222A - коэф. усиления 179...Q3 (PNP) - B1116A - коэф. усиления 176

это Вст, если по-твоему (бэтта, статический коэф усиления базового тока...)

[oam333]

Ясно. Но тогда я не понял... ток нагрузки 3мА, делим на 176, получается 0,017045 мА. Почему у вас 0,2мА?

[1en2]

потому, что "запас", который карман не тянет....и транзисторы не выбирают....))))
Вст зависит от всего: и температуры, и тока коллектора, и партии транзисторов, и типа...а при таком запасе перекрывается всё для условия насыщения...

[oam333]

Чую, что выбор объема запаса только с опытом приходит)))

Добавлено after 8 minutes 32 seconds:
Так, а почему с процессора на базу NPN-транзистора надо 68k?
Если посчитать, то 0,2 мА (в цепи коллектора NPN правильно?) делим на Вст 179, получаем 0,00111731 мА. Берем с запасом до 0,1 мА (можно же, да?), далее (5-0,7)/0,1 = 43 кОм. Или опять "опыт"?

[1en2]

а разница большая получилась ???.... ...и 6 значащих цифр в таких расчётах - лишние...))))

[oam333]

Согласен

[BlackKilkennyCat]

Я извиняюсь, а зачем его вообще отключать? У него есть режим Standby, потребление 1 мкА... то есть через полтора месяца условно говоря он "сожрёт 1 мА", а за два года - как за один режим измерения всего девайса
А если учесть: To minimize IDDS, DQ should be within the following ranges: GND ≤ DQ ≤ GND + 0.3V or VDD – 0.3V ≤ DQ ≤ VDD.
то можно добиться и ещё меньшего

[oam333]

BlackKilkennyCat, у меня не только датчик температуры, а еще приемо-передатчик nrf24l01, который питается от 3.3 В, обеспечиваемые с помощью AMS1117-3.3 (на схеме выше их нет, для упрощения). И если цепь не рвать транзисторами, то этот стабилизатор будет съедать током покоя 5-10 мА.

[BlackKilkennyCat]

Не стоит чего-то не публиковать "для упрощения".
И не стоит использовать линейные преобразователи, если в батарейном решении требуется экономия.
nrf24l01 в стандбае потребляет столько же, сколько и датчик температуры, то есть практически нисколько.
На данный момент отключение происходит только ради ненужного LDO...
А ещё: токи потребления датчика и приёмо-передатчика таковы, что их можно было бы запитать прямо с ног одурины, насколько я помню, HS у атмелов и по верхним ключам тоже.

[oam333]

nrf24l01 работает не от 5В, а от 3.3. У меня же ардуина 5-вольтовая, поэтому ее не получится запитать от ее ног. Каким образом можно снизить напряжение с 5 до 3.3 вольт с тем учетом, чтобы это были плюс/минус стабильные 3.3 Вольта при постепенно разряжающемся li-ion-аккумуляторе, не собирая импульсный DC-DC преобразователь?
Я просил сказать где у меня ошибка, а затем как рассчитать резисторы для использовать транзисторов в ключевом режиме. Полученный ответ меня устроил полностью, спасибо.

[As]

...А почему бы не использовать в качестве ключа не биполярный, а полевой транзистор, ключевой, с соответствующими уровнями управления? Он и по управлению потребляет только в момент переключения, и падение напряжения на нём будет меньше...