Почему эта очень простая схема переключения внешнего источника питания сожгла мою плату ESP32/Arduino?

Резюме : Одной из вероятных причин повреждения ESP32 является использование одного PNP BJT для управления нагрузкой при напряжении выше, чем напряжение GPIO . (Существуют дополнительные проблемы со схемой, которые также могут привести к другим повреждениям, но я сосредоточусь в основном на использовании PNP BJT.)

Детали :

Как внешнему источнику питания 12 В удалось проникнуть внутрь платы и нанести ущерб? Может быть, мне нужны какие-то диоды или что-то еще, чего мне здесь не хватает :/

Было/есть несколько проблем со схемой :

• Использование резисторного делителя для получения источника питания с более низким напряжением ( также упоминается Justme и StarCat )
• Отсутствует базовый резистор (также упомянутый Крисом Страттоном )
• Отсутствует обратный диод на индуктивной нагрузке (также упомянутый Эндрю Мортоном и Крисом Страттоном )

Последние два пункта в приведенном выше списке могут привести к повреждению транзистора.

Однако ваш более поздний комментарий очень важен, и именно на нем я хочу сосредоточиться :

Я быстро проверил мультиметром напряжение от базы (без подключенной базы) до эмиттера, и на нем было 12 В. Может ли это означать, что когда я подключил свой GPIO к базе, он каким-то образом получил кричащие 12 В?

Да , это именно то , что это означает. Это также ожидаемое поведение, если у вас есть PNP BJT в качестве переключателя верхнего плеча, а не NPN BJT в качестве переключателя нижнего плеча, показанного на вашей схеме. И теперь ваше недавнее редактирование подтвердило, что схема неверна, и вы действительно использовали PNP BJT:

[...] мой транзистор был транзистором PNP, а источник питания на нарисованном мною эскизе был направлен в противоположном направлении!

Так что это делает часть вашей проблемы повторением этого вопроса: « переключение транзистора верхнего плеча PNP с микроконтроллером ». Ответ на этот вопрос от пользователя Transistor объясняет последствия попытки использовать только PNP BJT для прямого управления устройством с более высоким напряжением от MCU GPIO (пожалуйста, прочитайте этот ответ).

Это изображение скопировано из этого связанного ответа пользователем Transistor :

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Ваша схема показала, что вы использовали схему (a) выше (драйвер нижнего плеча NPN BJT), но на самом деле вы использовали схему (b) выше (драйвер верхнего плеча PNP BJT с более высоким напряжением нагрузки, чем напряжение GPIO).

Оранжевая линия на схеме (b) показывает путь тока из-за прямого смещения эмиттерно-базового перехода PNP BJT, который может напрямую повредить MCU и потенциально (через «диоды» ESD в MCU) также повысить подать напряжение на MCU (вызывая дальнейшее повреждение).

У User Transistor есть еще одно полезное объяснение этой проблемы (и другая полезная информация) на их собственном веб-сайте здесь: сбой драйвера верхней стороны GPIO .

Вы сказали в своем обновлении:

Теперь я использую настоящий npn-транзистор c945, который творит чудеса!

Транзисторы NPN с маркировкой C945 (2SC945) производятся несколькими производителями, и их технические характеристики могут незначительно различаться ( пример даташита ). Однако обычно его называют малосигнальным транзистором. Убедитесь, что его номиналы подходят для вашего двигателя на 12 В, и добавьте базовый резистор и обратный диод.