GPIOとトランジスタを使用したリモートコントロールプッシュボタンの短絡

Raspberry PiのGPIOピンを使用して、ガレージのドアをリモートで制御しようとしています。リレーを駆動する代わりに、リモートのプッシュボタンを短くする方がはるかに簡単です。これはどうすればいいですか？保護ダイオードが必要ですか？必要な場合、どこに行くべきですか？

3.3V GPIOピンがリモートグランドとは異なるグランド（Raspberry Piグラウンド）を基準にしていることは重要ですか？

また、使用するトランジスタと抵抗値に関するガイダンスをいただければ幸いです。

更新; OPによるコメントからの詳細：チェックした後、あなたは正しいです、プッシュボタンは単に回路を9Vバッテリーのリターンパスに短絡します。私の主な関心事は、リモートのすべてがフローティングしている間、GNDを基準とする3.3Vです。

驚きの可能性を排除し、一般的に物事をより堅牢にするために、4N25のようなオプトカプラーを使用することをお勧めします。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

この配置を使用すると、2つのシステムの個別のグラウンドを結合する方法を心配する必要がありません。グラウンドは単に接続されていないからです。また、どちらかの端に問題がある場合、フォトカプラは障害を片側に分離する可能性があり、Raspberry Piまたはガレージリモートではない交換が安価です。

4N25の絶対最大値は50mAであるため、ガレージリモコンの種類によっては、追加の電流を処理するために別のトランジスタを追加する必要がある場合があります。Q1はそのための1つの方法であり、このアプリケーションでは一般的なPNPトランジスタを使用できます。Q1と4N25の出力トランジスタによって形成されるこの配置は、Sziklaiペアと呼ばれます。

$8.2V$$9V$$0.6V$$0.2V$

正しい考え、間違った実行。リモートの図が正しいと仮定すると（検証する方法がなく、多くの異なる構成が存在する可能性があります）、PNPトランジスタを使用する必要があります。青いブロックには、3.3VのデジタルレベルからBEドロップを差し引いたものしか表示されないため、エミッタフォロアとしてのNPNは機能しません。

それはPNPをオンにする方法に関して問題を残します。簡単な方法を次に示します。

デジタル信号が高い場合、Q2は約2.7 mAをシンクします。Q1の計算には、少なくとも50のゲインが必要です。これにより、ブロックが最大130 mAを消費できるようになります。より多くの電流が必要な場合は、それに応じてR1を調整します。

ただし、ボタンが単にブロックに電力を適用するだけだと本当に確信していますか？ボタンが1つしかない場合は理にかなっていますが、ボタンが2つある場合（開く、閉じるなど）はおそらく正しくありません。私の最初の推測は、多くの異なる構成が存在する可能性がありますが、電源が常に適用され、ボタンがいくつかのラインを接地することです。

追加：

これで、プッシュボタンはユニットの電源をオンにせず、一部のラインをグランドにショートすると言います。それはもっと理にかなっています。その場合、この回路は機能するはずです：

リモコンとコンピューターのグラウンドを結び付ける必要がありますが、問題はありません。リモートは単一の隔離されたデバイスであるため、そのノードの1つを外部参照に結び付けることは問題ありません。他の人がこれを大いに作っているようですが、それは馬鹿げています。このようなスイッチを隔離したい場合もありますが、この場合のようにデバイス自体がarbitrarily意的に浮いている場合、隔離を追加することは、ひざまずく反応であるか、宗教的信念を満たすためです。

あなたの回路の背後にあるアイデアは素晴らしいです、実装にはいくつかの改善が必要です：

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

次の2つの選択肢があります。左の回路が一番好きです。

• 左：スイッチを短絡し、NPNトランジスタをバッテリーのローサイドに移動します。これは、マイクロコントローラーからの負荷を制御する最も一般的な方法です。RPiのグランドとリモートのグランドは共有されています。
• 右：プッシュボタンの接点を使用したい場合（機械的に実装が簡単な場合）、PNPトランジスタが必要であり、RPiのVccとリモートのVccを相互接続する必要があります。RPiにオンボードの電圧レギュレータがある場合、これは注意が必要です。ここでは、RPiの3V3電源レールが必要です。また、この理由のために、私は左に行きます。より堅牢で、実装が簡単です。実際、正しい回路よりもOlinのソリューションのほうが好きです。

安価な汎用小信号トランジスタが動作します。

• 左NPNの場合：BC547、BC548、2N3904、...
• 右PNPの場合：BC557、BC558、2N3906 ...

本当にたくさんの選択肢があります。地理的な場所によっては、他の部品番号がより一般的です。店を歩いて、上記のものと同等のものを求めてください。

• $\text{h}_\text{FE}$$\beta$

• $\text{V}_\text{CE,max} > 15\text{V}$

• $\text{I}_\text{C,max} > 100\text{mA}$
• TO-92パッケージが必要だと思います。これはかなり簡単に実験できます。
• 正規販売店での価格表示は、1個単位で販売されます 地理的な場所にもよりますが、0.20ユーロと言います。

抵抗器は、1kΩ-10kΩ\ $前後の250mW以上のほぼ何でもかまいません。通常の小売店のトランジスタと同様の価格。

まず、はい、トランジスタのような直接のガルバニック接続を使用している場合、グランドを一緒に接続する必要があります。おそらくフォトカプラの方が安全です。

第二に、なぜリモートを心配するのですか？ガレージのドアオープナーには、手動トリガーが必要です。これは、ワイヤー上の通常の押しボタンにすぎません。これはトランジスタで駆動することも、トランジスタまたはフォトカプラで駆動する小さなリレーで駆動することもできます。