Start Elkretssimulator


Drivsteg på utgångar

Begränsad drivförmåga på utgångar

Raspberry, arduino, pic32 och andra liknande MCUs, eller för den delen de flesta logikkretsar, har oftast en begränsad drivförmåga på utgångarna. Med några enkla kringkomponenter kan man driva både motorer, reläer, större lampor eller vad som helst. Några förslag på lösningar följer.

Driva ett relä på utgången


Ett enkelt slutsteg är att använda en transistor som driver ett relä. Detta relä kan sedan i sin tur slå till och från en godtyckligt hög ström eller spänning. Det fungerar så här. Transistorn är en strömförstärkare. BC547 har en förstärkning på mer än 100 ggr. Förstärkning betyder här att strömmen kollektor-emitter blir mer än 100 ggr så stor som strömmen bas-emitter. Med R1 kring 820 Ω blir spänningen över resistorn 5 volt - 0.7 volt (fallet i transistorn) = 4.3 V. Dvs strömmen genom resistorn och in på transistorns bas blir ca 4.3V / 820 Ω = 0.005 A = 5mA. Strömmen kollektor-emitter blir då 100 ggr större, alltså 0.5A kanske. Det räcker för att slå till reläspolen.

Säg att utgången på kontrollkortet bara är 3.3V (dvs inte 5V). Om man tänker sig att strömmen in på transistorns bas fortfarande bör vara ca 5mA, då är ett lämpligare motstånd (3.3V-0.7V)/0.005A = 520 Ω. Dvs 470 Ω (R12-serien) eller 510 Ω (E24-serien) fungerar nog.

Poängen med dioden D1 är att skydda transistorn. När transistorn slår till skapas en spännings-spik i reläets spole som kan förstöra transistorn. Dioden kortsluter bort denna spik. Observera att vissa reläer har denna diod redan inbyggd i själva reläet. I sådana fall behövs såklart ingen extern diod.

Denna kontruktion innebär att slutsteg/relä har samma jordplan som kontrollkortet. Det är oftast inga som helst problem.

Studera kretsen i simulatorn. Notera hur relä'ts spole laddar ur sig över dioden när stömmen släpper. En spole har egenskapen att den motsäger sig ändringar i strömmen, därför behövs dioden för att hindra att spikar uppstår när vi slår ifrån spolen.

Optokopplare innan drivsteg


En konstruktion med optokopplare är oftast helt onödig. Optokopplare använder man främst när styrkretsen och det som skall drivas har olika noll (jord) -plan eller där det som skall drivas har ett varierande jordplan. Men visst; om man vill ta det säkra före det osäkra så kan man såklart stoppa in en optokopplare. Isåfall ser det ut ungefär som nedan. Man kan använda samma transistor, diod och relä som i ovanstående koppling. Men R2 bör vara ungefär dubbla värdet, dvs kanske runt 2KΩ, då vi har 12V spänning istället för 5 volt. Vad R1 ska vara beror på vilken optokopplare du använt, kanske runt 250 Ω.

Optokopplaren kopplas då till kontollkortets GND resp. signalutgång. Relä och slutsteg har sin egen drivspänning.