用GPIO和晶体管使远程控制按钮短路

我正在尝试使用Raspberry Pi的GPIO引脚控制我的车库门遥控器。不用驱动继电器，只需将遥控器上的按钮短路即可。这是我应该怎么做吗？我需要保护二极管吗？如果需要，应该去哪里？

将3.3V GPIO引脚引用到与远程地不同的地（Raspberry Pi地）是否重要？

还要感谢有关晶体管使用和电阻值的指导。

更新; OP评论提供的更多信息：检查后，您是对的，按钮只是将电路短路至9V电池的返回路径。我主要关心的是当遥控器上的所有器件均处于悬空状态时，将3.3V参考至GND。

为了消除任何意外的可能性，并使总体性能更稳定，我建议使用4N25之类的光耦合器。

^{模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

通过这种安排，您不必担心如何将两个系统的不同接地点结合起来，因为它们的接地点根本没有连接。另外，如果两端都有问题，光耦合器可以将故障隔离到一侧，并且更换成本低，而Raspberry Pi或车库遥控器则没有。

取决于车库遥控器的确切位置，您可能需要添加另一个晶体管来处理额外的电流，因为4N25的绝对最大值为50mA。Q1是实现此目的的一种方法，您可以找到通用的PNP晶体管在此应用中工作。由Q1和4N25的输出晶体管形成的这种排列称为Sziklai对。

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

正确的想法，错误的执行。假设您的遥控器图是正确的（我无法验证，并且可能有很多不同的配置），那么您想使用PNP晶体管。您显示的NPN作为发射极跟随器将不起作用，因为蓝色块将仅看到3.3V数字电平减去BE压降。

这就留下了如何打开PNP的问题。这是一个简单的方法：

当数字信号为高电平时，Q2将吸收约2.7 mA的电流。确定Q1的增益至少应为50，这将允许该模块汲取高达130 mA的电流，这可能比车库远程汲取的电流大得多。如果需要更多电流，请相应地调整R1。

但是，您真的确定按钮只是将电源施加到某个块上吗？如果只有一个按钮，那可能很有意义，但是如果有两个按钮（例如打开和关闭），那可能是不正确的。我的第一个猜想是，尽管可能有很多不同的配置，但始终会施加电源，并且按钮会将某些线接地短路。

添加：

您现在说按钮不会打开设备的电源，而是使一些线与地短路。这更有意义。在这种情况下，此电路应工作：

遥控器和计算机的接地需要绑在一起，但这没有问题。遥控器是一个隔离的设备，因此将其节点之一与某个外部参考系在一起没有任何问题。我看到其他人为此付出了很多，但这很愚蠢。在某些情况下，您希望像这样隔离开关，但是当设备本身在这种情况下任意浮动时，增加隔离只是一种下意识的反应或满足宗教信仰。

您的电路背后的想法很好，实现需要一些改进：

^{模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

您有两种选择，我最喜欢左侧电路：

• 左：短路开关，然后将NPN晶体管移至电池的低端。这是控制微控制器负载的最常用方法。RPi的地面和遥控器的地面是共享的。
• 右：如果您真的想使用按钮的触点（从机械上更容易实现），则需要一个PNP晶体管，并且希望将RPi的Vcc和遥控器的Vcc互连。如果RPi具有板载稳压器，这可能会很棘手。您需要在此处使用RPi的3V3电源导轨。同样由于这个原因，我会向左走。它更强大，更易于实现。实际上，我也比正确的电路更喜欢Olin的解决方案。

任何便宜的通用小信号晶体管都可以工作。

• 对于左NPN，例如：BC547，BC548、2N3904，...
• 对于正确的PNP，例如：BC557，BC558、2N3906 ...

真的有很多可供选择。根据您的地理位置，其他零件号可能更常见。只需走进一家商店，索要与上述相同的价格即可。

• $\text{h}_\text{FE}$$\beta$

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

• $\text{I}_\text{C,max} > 100\text{mA}$
• 我猜想您想要一个TO-92封装，该封装相当容易尝试。
• 在常规商店中每件出售时的价格指示？根据地理位置，我会再说€0.20欧元。

该电阻几乎可以是1kΩ-10kΩ\ $和250mW碳膜或更好的任何东西。价格与常规零售中的晶体管相似。

首先，是的，如果您使用直接电连接（例如晶体管），则需要将地线连接在一起。光耦合器可能更安全。

其次，为什么要担心遥控器？车库门开启器应具有手动触发器，这只是电线上的常规按钮。您可以使用晶体管或小型继电器来驱动，而继电器又可以使用晶体管或光耦合器来驱动。