Ich bin nicht davon überzeugt, dass dies die eleganteste Schaltung / Methode ist, um das zu erreichen, was Sie wollen (Ein- und Ausschalten Ihres Arduino). Mehr dazu weiter unten.

Ich vermute jedoch, dass der Hauptunterschied zwischen den Schaltkreisen darin besteht, dass der NPN-Transistor einen (kleinen) Basisstrom benötigt, um zu leiten. Dieser Basisstrom kann nur fließen, wenn C1 (22 nF) geladen wird. Da C1 einen sehr kleinen Wert hat, dauert das Aufladen nur einen Augenblick, dann gibt es keinen Basisstrom mehr, Q1 schaltet ab, der Arduino stoppt, da er keine Versorgungsspannung hat.

Der MOSFET benötigt keinen Strom, sondern nur einen voltage. Das Gate eines MOSFET ist isoliert, so dass kein Strom fließen kann. C1 kann nur über den -Leckstrom von D1 aufgeladen werden. Wow, das ist beängstigend, wenn man sich auf den Leckstrom einer Diode verlässt! Kein erfahrener Schaltungsentwickler würde dies bereitwillig tun.

Alles in allem macht mich deine Schaltung fertig, ich würde das niemals so machen. Was würde ich dann tun? Zuallererst ist es immer etwas beängstigend, einen Stromkreis seine eigene Stromversorgung ein- oder ausschalten zu lassen, und wird eigentlich nicht benötigt. Ich habe ein Projekt gemacht, bei dem ein Arduino mit 2 AA-Batterien in Reihe läuft und kontinuierlich mit der Batterie verbunden ist. Diese AA-Batterien halten mehr als ein Jahr.

Dazu habe ich den Spannungsregler-Chip auf der Arduino-Platine entfernt (ihn an Ort und Stelle belassen und den 3,3-V-Versorgungsstift möglicherweise auch verwendet). Dann habe ich den Arduino so programmiert, dass er die meiste Zeit in den sleep-Modus wechselt. Im Schlafmodus verbraucht es sehr wenig Strom.

Ich schlage vor, dass Sie ähnliche batteriebetriebene Arduino-Projekte finden und sehen, wie sie das tun, und dann einfach das Gleiche tun.

Der Transistor benötigt zum Einschalten eine höhere Spannung als der Emitter der Basis. Wenn jedoch die Stromversorgung über den Knopf unterbrochen wird, können Sie sehen, dass die einzige Spannung, die an die Basis angelegt wird, vom Emitter kommt! (durch das Arduino und seine Diode, aber dennoch: das garantiert nur, dass die Basisspannung niedriger als die Emitterspannung ist).

Bipolartransistoren erfordern einen kontinuierlichen Stromfluss. Sobald ihnen der Strom durch die Basis entzogen wird, schalten sie sich aus.

Im MOSFET-Fall wird der Transistor durch seine eigene Kapazität gehalten. Es gibt eigentlich keine Möglichkeit, es nach unten zu ziehen, außer durch Leckage durch die Diode. Es fließt kein Strom vom Gate zum Drain oder zur Source

Der Transistoransatz könnte wahrscheinlich funktionieren, indem er in ein PMOS geändert wird, das zum Einschalten niedrig gehalten werden muss.

Bearbeiten: Falstad-Simulation, bei der der Arduino durch einen Draht ersetzt wird, der zeigt, dass er sich zuerst einschaltet (Impuls durch C1) und dann sehr langsam als Leckage durch die Diode ausschaltet. Falstad simuliert keine Kondensatorleckage, was ebenfalls relevant sein kann.

Die folgende Schaltung macht, was Sie wollen.
Ein direkter Austausch durch geeignete MOSFETs würde ebenfalls funktionieren.
Die Komponentenwerte sind wie gezeigt korrekt, können jedoch geändert werden, um die Ergebnisse zu optimieren.

Viele andere kleine Bipolartransistoren machen das, was Sie wollen, aber die, die ich gezeigt habe (insbesondere der BC327-40), sind für diese Aufgabe besser geeignet als viele. Das Suffix "-40" bedeutet, dass es eine hohe Stromverstärkung hat und der BC327 / BC337 eine höhere Stromhandhabungskapazität und einen niedrigeren Vsat (minimale Einschaltung bei Vce) als die meisten anderen kleinen Bipolartransistoren hat. Trotz des weniger üblichen BC-Suffix sind sie international weit verbreitet.

Der BC327-40 verarbeitet 100 mA und hat einen Spannungsabfall von vielleicht 0,3 V.
Ein entsprechend niedriger Rdson-MOSFET erzeugt in derselben Rolle einen minimalen Spannungsabfall

Ein positiver Eingang an D2 oder D1 startet oder hält den Stromkreis an.
Durch Einschalten von Q1 wird Q2 eingeschaltet.

Bei Bedarf kann die Ausschaltverzögerung durch Hinzufügen eines Kondensators von der Q1-Basis zur Masse hinzugefügt werden. Ein MOSFET an dieser Stelle ermöglicht einen weitaus höheren Wert von R1, wodurch die Ausschaltverzögerung für einen gegebenen C1 länger wird.

^{simulieren diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab sup>}

Hier ist eine MOSFET-Version.
R1 & R2 im bipolaren Stromkreis wird nicht benötigt.
R4 und C1 stellen eine Ausschaltzeitkonstante ein - wie gezeigt etwa 0,1 Sekunden -, sodass die Ausschaltzeiten je nach FET 0,1 bis einige Zehntelsekunden betragen (niedrigeres Vgsth = längere Ausschaltzeit).
Es können viele MOSFETs verwendet werden - ich habe die Standardeinstellungen für die Standardschaltung beibehalten, aber sie haben viel größere Strom- und Spannungsfähigkeiten als erforderlich, größere Rdson als erforderlich und Vgsth ist für 5 V in Ordnung und für den 3V3-Betrieb nicht niedrig genug.

^{simulieren diese Schaltung sup>}

Ihr erster Schaltplan funktioniert nicht, weil er versucht, sich an seinen eigenen Haaren aus einem Sumpf herauszuziehen.

Ein NPN benötigt zum Leiten eine höhere Basisspannung als die Emitterspannung.Arduino wird jedoch über denselben NPN-Emitter mit Strom versorgt, sodass es offensichtlich keine Pin-Spannung erzeugen kann, die höher als VCC ist. Daher wird das NPN geschlossen und das Arduino heruntergefahren.

Ich verstehe den Zweck von C1 nicht.IMO, das könnte das Ausblenden verursachen.MOSFETS können mit sehr geringem Strom eingeschaltet bleiben. Verbinden Sie das Gate mit einem Widerstand zwischen 22 und 100 khoms mit GND. Auch theoretisch sollte C1 das Arduino einschalten, wenn Vcc eingeschaltet wird.

Sowohl im Mosfet- als auch im Bipolar-Schaltkreis ist der Ausgang (Quelle im Mosfet und Emitter im Bipolar) immer kleiner als die Steuerspannung.Da der Arduino-Ausgangspin niemals die Versorgungsspannung erreichen kann, fällt die geschaltete Versorgungsspannung ab und fällt weiter ab, sobald Sie den Schalter loslassen.Die Verwendung eines PNP vermeidet dieses Problem.

In der BJT-Schaltung sollte der Schalttransistor PNP mit einem zweiten NPN-Transistor sein, um ihm den Ansteuerstrom bereitzustellen.

Meine Schaltung unten ist der von Russel bemerkenswert ähnlich und wurde mit einer Arduino UNO getestet. Es schaltet den Vorregler für die 12-Volt-Versorgung um.

Der Druckknopf injiziert Strom in den NPN-Transistor, der wiederum Strom in den PNP-Transistor einspeist, der den Arduino antreibt. Bei der UNO wird der Kondensator benötigt, da es lange dauert, bis die UNO startet und die ON_PIN hoch setzt. Der Kondensator, der sich über den 5k6-Widerstand entlädt, hält die Basis des NPN mit Strom versorgt, bis die ON_PIN übernimmt.

Die Schaltung links mit den Dioden ermöglicht das Erfassen weiterer Tastendrücke, damit Sie dem Code andere Funktionen signalisieren oder ihn wie ich als Abbruch verwenden können.

Ich habe Varianten dieser Schaltung mit Batterien verwendet, um IR- und WiFi-Fernbedienungen mit anderen MCUs, z. Adafruit ItsyBitsy. Wenn der Stromkreis ausgeschaltet ist, liegt der Leckstrom unter 1 Mikroverstärker, wodurch die Batterien in den letzten Monaten zwischen den Ladevorgängen liegen. Schaltungswerte müssen für andere Versorgungsspannungen angepasst werden.

Das Obige ist eine Lösung für Ihr ursprüngliches Problem, aber um einige Ihrer Fragen zu beantworten:

Bei der BJT-Schaltung wird sie eingeschaltet, wenn die Taste gedrückt wird, da Strom aus der Versorgung in die Basis des Transistors fließen kann, die eine höhere Spannung als der Emitter des Transistors aufweist. Es funktioniert jedoch nicht, wenn der CPU-Ausgang D2 übernehmen soll, da der Transistor an der Basis etwa 0,6 Volt höher als der Emitter sein muss, um ihn zu drehen. Der Ausgangspin kann niemals mehr als das Vin der CPU liefern, aber Vin wird vom Emitter des Transistors bereitgestellt. Dies ist ein Teufelskreis, und es kann niemals Strom in die Basis des Transistors fließen, da die Basisspannung niemals hoch genug wird. Addieren Sie den 0,6-Volt-Abfall der Dioden-Durchlassspannung und die Situation wird noch schlimmer. Deshalb benutze ich ein PNP zum Umschalten. Wenn der Emitter an die Stromversorgung angeschlossen ist, müssen Sie die Basis nur über einen Widerstand mit Masse verbinden, um sie einzuschalten.

Für den FET ist die Antwort ähnlich, aber wie andere gesagt haben, ist der vom Gate des FET benötigte Strom winzig, und die Ladung am Gate des FET hält ihn fest, bis er ausläuft. Es gibt keinen Mechanismus in der Schaltung, um das Gate aktiv zu entladen, wenn der D2-Ausgang niedrig gezogen wird, und deshalb schaltet er sich nicht unter D2-Steuerung aus.

Sie sagen genau: "Vermutlich liegt das am 100uF-Kondensator". Der Kondensator lädt sich fast sofort über den Druckknopf auf und entlädt sich mit einer Geschwindigkeit, die vom 5k6-Widerstand gesteuert wird. Bei anderen Boards (ItsyBitsy und Feather) brauchte ich den Kondensator nicht, bei der UNO jedoch. Die Startzeit, die ich sah, betrug ungefähr 1,5 Sekunden.

Ein weiteres Merkmal meiner Schaltung, das mir gefällt, ist, dass sie, obwohl sie hier über eine Taste gestartet wird, von jedem Sensor, der genügend Strom liefern kann, um die Basis des BC547 einzuschalten, z. ein Türschalter, ein Temperatur- oder Lichtsensor, der eine Schwelle überschreitet usw.

Verwenden Sie einen PNP-Transistor und invertieren Sie Ihre Logik.