2 Qark (a) të mbrojtjes së baterisë nga 2 qeliza NiMH: 8 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:28

Nëse keni ardhur këtu, me siguri e dini pse. Nëse gjithçka që dëshironi të shihni është një zgjidhje e shpejtë, atëherë hidheni menjëherë përpara në hapin 4, i cili detajon qarkun që përfundova duke përdorur, vetë. Por nëse nuk jeni plotësisht të sigurt, nëse doni vërtet këtë zgjidhje apo diçka tjetër, jeni kurioz në sfond, ose thjesht kënaqeni duke vizituar disa pika interesante në udhëtimin tim të provës dhe gabimit, këtu është versioni i përpunuar:

Problemi

Ju keni një projekt elektronik që dëshironi të fuqizoni duke përdorur bateri të rimbushshme. LiPo është teknologjia e baterisë du jour, por bateritë e litiumit sjellin akoma disa zakone të këqija, të tilla si të mos kesh një faktor standard të gatshëm për supermarket, të kërkosh ngarkues të veçantë (një për secilin faktor të formës) dhe të sillesh si mbretëresha të vërteta të dramës kur keqtrajtohesh (merr flakë, dhe sende). Në të kundërt, pajisjet e rimbushshme NiMH janë të disponueshme në faktorë të formës standarde nga AA në AAA në çdo gjë, që do të thotë se ju mund të përdorni të njëjtat bateri për aparatin tuaj dixhital, elektrik dore, makinën tuaj lodër RC dhe pajisjet elektronike. Në fakt, ju ndoshta keni një bandë prej tyre të shtrirë përreth, gjithsesi. Ata janë gjithashtu shumë më pak të njohur për shkaktimin e telasheve, përveç një gjëje që ata me të vërtetë nuk e pëlqejnë është të "shkarkohen thellë".

Ky problem bëhet shumë më i rëndë, nëse përdorni një "convert up step buck" për të rritur tensionin tuaj të hyrjes - thuajini 5V për fuqizimin e një arduino. Ndërsa makina juaj RC do të lëvizë ngadalë dhe më ngadalë ndërsa bateritë tuaja janë duke u varfëruar, një konvertues do të përpiqet shumë për të mbajtur tensionin e daljes konstant, edhe kur tensioni i hyrjes po zvogëlohet, dhe kështu ju mund të thithni elektronet e fundit nga bateria juaj, pa asnjë shenjë të dukshme të telasheve.

Pra, kur duhet të ndaloni shkarkimin?

Një qelizë NiMH e ngarkuar plotësisht ka një tension tipik rreth 1.3V (deri në 1.4V). Për pjesën më të madhe të ciklit të tij të punës, ai do të furnizojë rreth 1.2V (tensioni i tij nominal), duke rënë ngadalë. Pranë shterimit, rënia e tensionit do të bëhet mjaft e madhe. Rekomandimi i zakonshëm është ndalimi i shkarkimit diku midis 0.8V dhe 1V, në atë moment shumica e ngarkesës do të jetë shpenzuar, gjithsesi (me shumë faktorë që ndikojnë në numrat e saktë - nuk do të hyj në më shumë detaje).

Sidoqoftë, nëse vërtet dëshironi të tejkaloni kufijtë, situata për të cilën duhet të jeni të kujdesshëm po e shkarkon baterinë tuaj nën 0V, në të cilën pikë do të pësojë dëme serioze (Paralajmërim: Mos harroni se po diskutoj qelizat NiMH, këtu; për LiPos të përhershëm dëmi do të fillojë shumë më herët!). Si mund të ndodhë kjo? Epo, kur keni disa qeliza NiMH me radhë, njëra nga bateritë mund të jetë akoma pranë tensionit të saj nominal, ndërsa një tjetër është tashmë e varfëruar plotësisht. Tani tensioni i qelizës së mirë do të vazhdojë të shtyjë një rrymë përmes qarkut tuaj - dhe përmes qelizës së zbrazët, duke e varfëruar atë nën 0V. Kjo situatë është më e lehtë për tu futur sesa mund të duket në shikim të parë: Mos harroni se rënia e tensionit bëhet shumë më e madhe drejt fundit të ciklit të shkarkimit. Kështu edhe disa dallime relativisht të vogla fillestare midis qelizave tuaja mund të çojnë në tensione shumë të ndryshme të mbetura pas shkarkimit. Tani ky problem bëhet më i theksuar, sa më shumë qeliza të vendosni në seri. Për rastin e dy qelizave, të diskutuara, këtu, ne do të ishim ende relativisht të sigurt për të shkarkuar në një tension të përgjithshëm rreth 1.3V, i cili do të korrespondonte me njërën bateri në 0V, dhe tjetrën në 1.3V, në rastin më të keq. Sidoqoftë, nuk ka shumë kuptim të shkosh kaq poshtë (dhe siç do ta shohim, kjo do të ishte e vështirë të arrihej). Si një kufi i sipërm, megjithatë, ndalimi kudo mbi 2V do të dukej i kotë (megjithëse, AFAIU, në kundërshtim me bateritë NiCd, shkarkimet e shpeshta të pjesshme nuk përbëjnë një problem për bateritë NiMH). Shumica e qarqeve që do të paraqes do të synojnë pak më poshtë, në rreth 1.8V si ndërprerje.

Pse të mos përdorni thjesht një zgjidhje jashtë vetes?

Sepse nuk duket se ekziston! Zgjidhjet janë të shumta për numërimin e qelizave më të larta. Në tre qeliza NiMH mund të filloni të përdorni qarkun standard të mbrojtjes LiPo, dhe mbi këtë, mundësitë tuaja bëhen vetëm më të gjera. Por një ndërprerje e tensionit të ulët në ose nën 2V? Unë për një nuk mund ta gjeja një.

Ajo që do të paraqes

Tani, mos kini frikë, unë do t'ju paraqes jo një, por katër qarqe relativisht të lehta për të arritur pikërisht atë (një në secilin "hap" të këtij udhëzimi), dhe unë do t'i diskutoj ato në detaje, kështu që ju do ta dini si dhe pse t'i modifikoni ato, nëse e ndjeni nevojën. Epo, për të qenë i sinqertë, unë nuk rekomandoj përdorimin e qarkut tim të parë, të cilin po e përfshij thjesht për të ilustruar idenë themelore. Qarqet 2 dhe 3 funksionojnë, por kërkojnë disa komponentë më shumë se Qarku 4, të cilin përfundova duke e përdorur, vetë. Përsëri, nëse jeni të ngopur me teorinë, thjesht kaloni përpara në Hapin 4.

Hapi 1: Ideja Themelore (ky qark nuk rekomandohet!)

Le të fillojmë me qarkun bazë më lart. Unë nuk rekomandoj përdorimin e tij, dhe ne do të diskutojmë pse, më vonë, por është e përkryer për të ilustruar idetë themelore dhe për të diskutuar elementët kryesorë që do të gjeni gjithashtu në qarqet më të mira, më poshtë në këtë udhëzues. BTW, ju gjithashtu mund ta shihni këtë qark në një simulim të plotë në imituesin e madh në internet nga Paul Falstad dhe Iain Sharp. Një nga të paktat që nuk kërkon që ju të regjistroheni për të kursyer dhe ndarë punën tuaj. Mos u shqetësoni për linjat e fushës në fund, megjithatë, unë do t'i shpjegoj ato pranë fundit të këtij "hapi".

Mirë, kështu që për të mbrojtur bateritë tuaja nga shkarkimi i tepërt, keni nevojë për a) një mënyrë për të shkëputur ngarkesën dhe b) një mënyrë për të zbuluar kur është koha për ta bërë këtë, domethënë kur tensioni ka rënë shumë.

Si të ndizni dhe fikni ngarkesën (T1, R1)?

Duke filluar me të parën, zgjidhja më e qartë do të jetë përdorimi i një tranzistori (T1). Por cilin lloj për të zgjedhur? Karakteristikat e rëndësishme të atij tranzistori janë:

1. Duhet të tolerojë rrymë të mjaftueshme për aplikimin tuaj. Nëse doni një mbrojtje të përgjithshme, me siguri do të dëshironi të mbështesni të paktën 500mA, dhe lart.
2. Duhet të sigurojë një rezistencë shumë të ulët gjatë ndezjes, në mënyrë që të mos vjedhë shumë tension / energji nga tensioni juaj tashmë i ulët i furnizimit.
3. Duhet të jetë e ndezshme me tensionin që keni, pra diçka pak më pak se 2V.

Pika 3, më sipër duket se sugjeron një transistor BJT ("klasik"), por ekziston një dilemë e thjeshtë që lidhet me të: Kur vendosni ngarkesën në anën e emetuesit, në mënyrë që rryma bazë të jetë e disponueshme për ngarkesën, ju do të ulni efektivisht tensionin në dispozicion me anë të "Rënies së tensionit Baza-Emetues". Në mënyrë tipike, kjo është rreth 0.6V. Në mënyrë të ndaluar shumë, kur flasim për furnizimin total 2V. Në të kundërt, kur vendosni ngarkesën në anën e kolektorit, ju do të "humbni" çdo rrymë që kalon nëpër bazë. Kjo nuk është shumë çështje në shumicën e rasteve të përdorimit, pasi rryma bazë do të jetë vetëm në rendin e 100-të të rrymës së kolektorit (në varësi të llojit të tranzistorit). Por kur projektoni për një ngarkesë të panjohur ose të ndryshueshme, kjo do të thotë të humbni 1% të ngarkesës suaj maksimale të pritshme, përgjithmonë. Jo aq e madhe.

Pra, duke marrë parasysh transistorët MOSFET, në vend të kësaj, këto shkëlqejnë në pikat 1 dhe 2, më sipër, por shumica e llojeve kërkojnë shumë më tepër se 2V tension të portës për t'u ndezur plotësisht. Vini re, se një "tension pragu" (V-GS- (th)) pak nën 2V nuk është i mjaftueshëm. Ju dëshironi që transistori të jetë larg në rajonin e ndezur në 2V. Për fat të mirë ekzistojnë disa lloje të përshtatshme, me tensionet më të ulëta të portës që gjenden zakonisht në MOSFET të kanalit P (ekuivalenti FET i një tranzistori PNP). Dhe akoma zgjedhja juaj e llojeve do të jetë shumë e kufizuar, dhe më vjen keq që më duhet t’ju tregoj, të vetmet lloje të përshtatshme që mund të gjej janë të gjitha të paketuara SMD. Për t'ju ndihmuar të kapërceni atë tronditje, hidhini një sy fletës së të dhënave për IRLML6401 dhe më thoni që nuk jeni të impresionuar nga ato specifikime! IRLML6401 është gjithashtu një lloj që është shumë i disponueshëm në kohën e këtij shkrimi, dhe nuk duhet t'ju kthejë më shumë se rreth 20 cent për një copë (më pak kur blini në vëllim ose nga Kina). Kështu që ju me siguri mund të përballoni të skuqni disa prej tyre - megjithëse të gjithë timat mbijetuan pavarësisht faktit se unë jam fillestar në saldimin SMD. Në 1.8V në portë ka një rezistencë prej 0.125 Ohms. Mjaft e mirë për të drejtuar në rendin prej 500mA, pa mbinxehje (dhe më e lartë, me një lavaman të përshtatshëm).

Në rregull, kështu që IRLML6401 është ajo që ne do të përdorim për T1 në këtë, dhe të gjitha qarqet e mëposhtme. R1 është thjesht atje për të ngritur tensionin e portës si parazgjedhje (që korrespondon me një ngarkesë të shkyçur; mos harroni se ky është një FET kanal P).

Çfarë tjetër na duhet?

Si të zbuloni një tension të ulët të baterisë?

Për të arritur një ndërprerje të përcaktuar kryesisht të tensionit, ne keqpërdorim një LED të kuq si një referencë relativisht të mprehtë të tensionit prej rreth 1.4V. Nëse zotëroni një diodë Zener të një tensioni të përshtatshëm, kjo do të ishte shumë më mirë, por një LED ende duket se siguron një referencë më të qëndrueshme të tensionit sesa dy dioda të rregullta silikoni në seri. R2 dhe R3 shërbejnë për a) kufizimin e rrymës që kalon përmes LED (vini re se ne nuk duam të prodhojë ndonjë dritë të perceptueshme), dhe b) ulni tensionin në bazën e T2 pak më tej. Ju mund të zëvendësoni R2 dhe R3 me një potenciometër për një tension disi të rregullueshëm të ndërprerjes. Tani, nëse voltazhi që arrin në bazën e T2 është rreth 0.5V ose më i lartë (mjaftueshëm për të kapërcyer rënien e tensionit të emetuesit bazë të T2), T2 do të fillojë të përçojë, duke tërhequr portën e T1 në të ulët, dhe kështu lidh ngarkesën Me BTW, T2 mund të supozohet se është varieteti juaj i kopshtit: çfarëdo sinjali i vogël transistor NPN që ndodh të mbetet në kutinë tuaj të veglave, megjithëse një amplifikim i lartë (hFe) do të jetë i preferuar.

Ju mund të pyesni pse ne kemi nevojë për T2 fare, dhe mos lidhni vetëm referencën tonë të improvizuar të tensionit midis tokëzimit dhe kunjit të portës së T1. Epo, arsyeja për këtë është mjaft e rëndësishme: Ne duam një kalim sa më të shpejtë midis ndezjes dhe fikjes sa të jetë e mundur, sepse duam të shmangim që T1 të jetë në një gjendje "gjysmë të ndezur" për çdo periudhë të zgjatur kohe. Ndërsa është gjysmë aktiv, T1 do të veprojë si një rezistencë, që do të thotë se tensioni do të bjerë midis burimit dhe kullimit, por rryma ende rrjedh, dhe kjo do të thotë që T1 do të nxehet. Sa do të nxehet varet nga rezistenca e ngarkesës. Nëse - për shembull, është 200 Ohms, atëherë, në 2V, 10mA do të rrjedhë, ndërsa T1 është plotësisht i ndezur. Tani gjendja më e keqe është që rezistenca e T1 të përputhet me këto 200 Ohms, që do të thotë se 1V do të bjerë mbi T1, rryma do të bjerë në 5mA dhe 5mW fuqi do të duhet të shpërndahet. Mjaft e drejtë. Por për një ngarkesë 2 Ohm, T1 do të duhet të shpërndajë 500mW, dhe kjo është shumë për një pajisje kaq të vogël. (Actuallyshtë në të vërtetë brenda specifikimeve për IRLML6401, por vetëm me një lavaman të përshtatshëm, dhe fat të mirë në hartimin për këtë). Në këtë kontekst, mbani në mend se nëse një konvertues i rritjes së tensionit lidhet si ngarkesa kryesore, ai do të rrisë rrymën e hyrjes në përgjigje të rënies së tensionit të hyrjes, duke shumëzuar kështu problemet tona termike.

Merrni mesazhin në shtëpi: Ne duam që kalimi midis ndezjes dhe fikjes të jetë sa më i mprehtë që të jetë e mundur. Kjo është ajo që T2 ka të bëjë: Duke e bërë tranzicionin më të mprehtë. Por a është T2 mjaftueshëm i mirë?

Pse ky qark nuk e ndërpret atë

Le të hedhim një vështrim në linjat e oshiloskopit të treguar në fund të simulimit të Qarkut 1. Ju mund të keni vënë re se kam vendosur një gjenerator trekëndësh nga 0 në 2.8 V, në vend të baterive tona. Kjo është vetëm një mënyrë e përshtatshme për të përfytyruar atë që ndodh kur tensioni i baterisë (vija e sipërme e gjelbër) po ndryshon. Siç tregohet nga vija e verdhë, praktikisht asnjë rrymë nuk rrjedh ndërsa voltazhi është nën rreth 1.9V. Mirë Zona e kalimit midis rreth 1.93V dhe 1.9V duket e pjerrët në shikim të parë, por duke pasur parasysh se po flasim për një bateri që shkarkohet ngadalë, ato.3V akoma korrespondojnë me shumë kohë të kaluar në një gjendje kalimi midis plotësisht të ndezur dhe plotësisht të fikur. (Vija e gjelbër në fund tregon tensionin në portën e T1).

Sidoqoftë, ajo që është edhe më e keqe për këtë qark, është se pasi të ndërpritet, edhe një rikuperim i lehtë i tensionit të baterisë do ta kthejë qarkun përsëri në gjendjen gjysmë të ndezur. Duke pasur parasysh se tensioni i baterisë ka tendencë të rikuperohet, pak, kur një ngarkesë të ndërpritet, kjo do të thotë se qarku ynë do të qëndrojë në gjendjen e tranzicionit për një kohë të gjatë (gjatë së cilës qarku i ngarkesës gjithashtu do të mbetet në një gjendje gjysmë të prishur, duke dërguar potencialisht një Arduino përmes qindra cikleve të rindezjes, për shembull).

Mesazhi i dytë për në shtëpi: Ne nuk duam që ngarkesa të lidhet shumë shpejt, kur bateria të rimëkëmbet.

Le të kalojmë në Hapin 2 për një mënyrë për ta arritur këtë.

Hapi 2: Shtimi i histerezës

Meqenëse ky është një qark, ju në të vërtetë mund të dëshironi të ndërtoni, unë do të jap një listë pjesësh për ato pjesë që nuk janë të dukshme nga skema:

• T1: IRLML6401. Shihni "Hapi 1" për një diskutim, pse.
• T2: Çdo transistor NPN i sinjalit të vogël të zakonshëm. Kam përdorur BC547 kur testova këtë qark. Çdo lloj i zakonshëm si 2N2222, 2N3904 duhet të bëjë po aq mirë.
• T3: Çdo transistor PNP i sinjalit të vogël të zakonshëm. Kam përdorur BC327 (nuk kam ndonjë BC548). Përdorni përsëri cilindo lloj të zakonshëm është më i përshtatshëm për ju.
• C1: Lloji nuk ka shumë rëndësi, qeramika e lirë do të ketë rëndësi.
• LED është një tip standard i kuq 5 mm. Ngjyra është e rëndësishme, edhe pse LED kurrë nuk do të ndizet dukshëm: Qëllimi është të bjerë një tension specifik. Nëse zotëroni një diodë Zener midis tensionit 1V dhe 1.4V Zener, përdorni atë, në vend (të lidhur në polaritet të kundërt).
• R2 dhe R3 mund të zëvendësohen me një potenciometër 100k, për rregullim të mirë të tensionit të ndërprerjes.
• "Llamba" thjesht përfaqëson ngarkesën tuaj.
• Vlerat e rezistencës mund të merren nga skema. Sidoqoftë, vlerat e sakta nuk janë vërtet të rëndësishme. Rezistencat nuk duhet të jenë as të sakta dhe as nuk duhet të kenë një vlerësim domethënës të fuqisë.

Cili është avantazhi i këtij qarku mbi Qarkun 1?

Shikoni linjat e fushës poshtë skemës (ose drejtoni vetë simulimin). Përsëri, vija e sipërme e gjelbër korrespondon me tensionin e baterisë (këtu e marrë nga një gjenerator trekëndësh për lehtësi). Vija e verdhë korrespondon me rrymën që rrjedh. Linja e poshtme e gjelbër tregon tensionin në portën e T1.

Duke e krahasuar këtë me linjat e fushës për Qarkun 1, do të vini re se kalimi midis ndezjes dhe fikjes është shumë më i mprehtë. Kjo është veçanërisht e dukshme kur shikoni tensionin e portës T1 në pjesën e poshtme. Mënyra për ta bërë këtë ishte duke shtuar një lak reagimesh pozitive në T2, përmes T3 të sapo shtuar. Por ka një ndryshim tjetër të rëndësishëm (megjithëse do t’ju duheshin sytë e shqiponjës për ta dalluar): Ndërsa qarku i ri do të ndërpresë ngarkesën rreth 1.88V, ai nuk do të (ri) lidhë ngarkesën derisa tensioni të rritet mbi 1.94V Me Kjo veti e quajtur "histerezë" është një tjetër nënprodukt i lakut të shtuar të reagimit. Ndërsa T3 është "ndezur", ai do të furnizojë bazën e T2 me një paragjykim pozitiv shtesë, duke ulur kështu pragun e ndërprerjes. Sidoqoftë, ndërsa T3 është tashmë i fikur, pragu për t'u ndezur përsëri nuk do të ulet në të njëjtën mënyrë. Pasoja praktike është se qarku nuk do të luhatet midis ndezjes dhe fikjes, pasi tensioni i baterisë bie (me ngarkesë të lidhur), pastaj rimëkëmbet aq pak (me ngarkesë të shkëputur), pastaj bie… Mirë! Sasia e saktë e histerezës kontrollohet nga R4, me vlera më të ulëta që japin një hendek më të madh midis pragjeve të ndezjes dhe fikjes.

BTW, konsumi i energjisë i këtij qarku kur është i fikur është rreth 3 mikroAmps (shumë më i ulët se shkalla e vetë-shkarkimit), dhe shpenzimet e sipërme gjatë ndezjes janë rreth 30 mikroAmps.

Pra, për çfarë bëhet fjalë për C1?

Epo, C1 është plotësisht opsionale, por unë jam akoma mjaft krenar për idenë: Çfarë ndodh kur i shkëputni manualisht bateritë ndërsa ato janë gati të zbrazura, të themi në 1.92V? Kur i rilidhni ato, ata nuk do të jenë aq të fortë sa të riaktivizojnë qarkun, edhe pse do të ishin akoma të mirë për një tjetër, në një qark drejtimi. C1 do të kujdeset për këtë: Nëse tensioni rritet, papritur (bateritë rilidhen), një rrymë e vogël do të rrjedhë nga C1 (duke anashkaluar LED), dhe do të rezultojë në një ndezje të shkurtër. Nëse tensioni i lidhur është mbi pragun e ndërprerjes, laku i reagimit do ta mbajë atë lart. Nëse është nën pragun e ndërprerjes, qarku do të fiket shpejt, përsëri.

Excursus: Pse të mos përdorni MAX713L për zbulimin e tensionit të ulët?

Ju mund të pyesni veten nëse këto pjesë janë vërtet të nevojshme. A nuk ka diçka të gatshme? Epo MAX813L më dukej si një ndeshje e mirë për mua. Prettyshtë mjaft e lirë dhe duhet të ishte mjaft e mirë për të zëvendësuar të paktën T2, T3, LED dhe R1. Sidoqoftë, siç zbulova rrugën e vështirë, kunja "PFI" e MAX813L (hyrja e zbulimit të dështimit të energjisë) ka një rezistencë mjaft të ulët. Nëse do të isha duke përdorur një ndarës të tensionit mbi 1k për të ushqyer PFI, kalimi midis ndezjes dhe fikjes në "PFO" do të fillonte të shtrihej mbi disa dhjetëra volt. Epo, 1k korrespondon me rrymë konstante 2mA ndërsa është e ndërprerë - në mënyrë të ndaluar shumë, dhe pothuajse një mijë herë më shumë sesa ka nevojë ky qark. Përveç që kunja PFO nuk do të lëkundet midis tokës dhe gamës së plotë të tensionit të furnizimit, kështu që me dhomën e vogël të kokës që kemi për të drejtuar transistorin tonë të fuqisë (T1), do të na duhet të rifutim gjithashtu një transistor ndihmës NPN.

Hapi 3: Variacionet

Shumë ndryshime janë të mundshme në temën e lakut të reagimeve pozitive që prezantuam në Hapin 2 / Qarku 2. Ai i paraqitur këtu ndryshon nga ai i mëparshmi në atë që pasi të jetë fikur, ai nuk do të riaktivizohet në një rritje të tensionit të baterisë në vetvete. Në vend që të arrihet pragu i ndërprerjes, do të duhet të (shkëmbeni bateritë dhe) të shtypni një buton opsional të shtypjes (S2) në mënyrë që ta filloni përsëri. Për masë të mirë, unë përfshiva një buton të dytë për të fikur qarkun, me dorë. Hendeku i vogël në linjat e fushëveprimit tregon se unë e ndërrova qarkun, ndezur, ndezur për qëllime demonstrimi. Ndërprerja e tensionit të ulët ndodh automatikisht, natyrisht. Thjesht provojeni atë në simulim, nëse nuk jam duke bërë një punë të mirë duke e përshkruar atë.

Tani përfitimet e këtij ndryshimi janë se siguron ndërprerjen më të mprehtë, të qarqeve të konsideruara deri më tani (saktësisht në 1.82V në simulim; në praktikë niveli i pikës së ndërprerjes do të varet nga pjesët në përdorim, dhe mund të ndryshojë me temperaturën ose faktorë të tjerë, por do të jetë shumë e mprehtë). Ai gjithashtu zvogëlon konsumin e energjisë gjatë fikjes në një 18nA të vogël.

Teknikisht truku për ta bërë këtë ishte lëvizja e rrjetit të referencës së tensionit (LED, R2 dhe R3) nga lidhja e drejtpërdrejtë me baterinë për t'u lidhur pas T2, në mënyrë që të fiket së bashku me T2. Kjo ndihmon me pikën e prerjes së mprehtë, sepse sapo T2 fillon të fiket vetëm pak, tensioni i disponueshëm për rrjetin referues gjithashtu do të fillojë të bjerë, duke shkaktuar një lak reagimi të shpejtë nga plotësisht në të fikur plotësisht.

Heqja e butonave (nëse dëshironi)

Sigurisht, nëse nuk ju pëlqen të shtypni butona, thjesht hiqni butonat, por lidhni një kondensator 1nF dhe një rezistencë 10M Ohm (vlera e saktë nuk ka rëndësi, por duhet të jetë së paku tre ose katër herë më shumë se R1) paralelisht nga porta e T1 në tokë (ku ishte S2). Tani, kur futni bateri të freskëta, porta e T1 do të tërhiqet për pak kohë (derisa të ngarkohet C1), dhe kështu qarku ndizet, automatikisht.

Lista e pjesëve

Meqenëse ky është një qark tjetër që ju mund të dëshironi të ndërtoni: Pjesët janë saktësisht të njëjta me ato të përdorura në Qarkun 2 (përveç vlerave të ndryshme të rezistencës siç shihet nga skema). Më e rëndësishmja, T1 është akoma IRLML6401, ndërsa T2 dhe T3 janë transistorë NPN dhe PNP të çdo sinjali të vogël, respektivisht.

Hapi 4: Thjeshtimi

Qarqet 2 dhe 3 janë absolutisht mirë, nëse më pyesni, por unë pyesja veten, nëse do të arrija të bëja me më pak pjesë. Në mënyrë konceptuale, qarku i drejtimit të qarkut 2 dhe 3 ka nevojë vetëm për dy tranzistorë (T2 dhe T3 në ato), por ato gjithashtu kanë T1, veçmas, për kontrollin e ngarkesës. A mund të përdoret T1 si pjesë e lakut të reagimit?

Po, me disa implikime interesante: Edhe kur është aktiv, T1 do të ketë një rezistencë të ulët, por jo zero. Prandaj, tensioni po bie në T1, më shumë për rrymat më të larta. Me bazën e T2 të lidhur pas T1, ajo rënie e tensionit ndikon në funksionimin e qarkut. Për një gjë, ngarkesa më të larta do të thotë një tension më i lartë i ndërprerjes. Sipas simulimit (SHENIM: për testim më të lehtë, ndërrova C1 për një buton shtypi, këtu), për një ngarkesë 4 Ohms, ndërprerja është në 1.95V, për 8 Ohms në 1.8V, për 32 Ohms në 1.66V, dhe për 1k Ohm në 1.58V. Përtej kësaj nuk ndryshon shumë. (Vlerat e jetës reale do të ndryshojnë nga imituesi në varësi të mostrës tuaj T1, modeli do të jetë i ngjashëm). Të gjitha ato ndërprerje janë brenda kufijve të sigurt (shiko hyrjen), por pa dyshim, kjo nuk është ideale. Bateritë NiMH (dhe ato të plakura në veçanti) do të tregojnë një rënie më të shpejtë të tensionit për shkarkime të shpejta, dhe në mënyrë ideale, për norma të larta shkarkimi, ndërprerja e tensionit duhet të jetë më e ulët, jo më e lartë. Sidoqoftë, në të njëjtën mënyrë, ky qark siguron një mbrojtje efektive të qarkut të shkurtër.

Lexuesit e kujdesshëm gjithashtu do të kenë vënë në dukje se prerja e treguar në rreshtat e fushës duket shumë e cekët, krahasuar edhe me Qarkun 1. Megjithatë, kjo nuk është për t'u shqetësuar. Shtë e vërtetë se qarku do të marrë një urdhër prej 1/10 sekondë për t'u mbyllur plotësisht, megjithatë pika e tensionit, ku ndodh mbyllja, është ende e përcaktuar rreptësisht (në simulim ju do të duhet të ndërroni në një DC konstante burim, në vend të gjeneratorit të trekëndëshit për ta parë këtë). Karakteristika e kohës është për shkak të C1 dhe e dëshiruar: Mbron nga vetë-mbyllja e parakohshme në rast se ngarkesa (mendoni: një konvertues i ngritjes) po tërheq goditje të shkurtra të rrymës, sesa një rrymë kryesisht konstante. BTW, qëllimi i dytë i C1 (dhe R3, rezistori i nevojshëm për shkarkimin e C1) është të rindizni qarkun, automatikisht, sa herë që bateria është shkëputur/rilidhur.

Lista e pjesëve

Pjesët e kërkuara janë përsëri të njëjta si për qarqet e mëparshme. Veçanërisht:

• T1 është IRLML6401 - shih Hapin 1 për një diskutim të (mungesës) së alternativave
• T2 është çdo sinjal i vogël gjenerik NPN
• C1 është një qeramikë e lirë
• Rezistencat janë gjithashtu të lira. As saktësia, as toleranca e fuqisë nuk kërkohet, dhe vlerat e dhëna në skemë janë kryesisht një orientim i përafërt. Mos u shqetësoni për shkëmbimin në vlera të ngjashme.

Cili qark është më i miri për mua?

Përsëri, unë këshilloj kundër ndërtimit të Qarkut 1. Midis Qarkut 2 dhe 3, anohem drejt këtij të fundit. Sidoqoftë, nëse prisni luhatje më të mëdha në tensionin e baterisë tuaj (p.sh. për shkak të ftohjes së baterive), mund të preferoni një rinisje automatike të bazuar në histerezë, sesa një rifillim manual të qarkut. Qarku 4 është i bukur në atë që përdor më pak pjesë dhe ofron mbrojtje nga qarku i shkurtër, por nëse jeni të shqetësuar për ndërprerjen në një tension shumë specifik, ky qark nuk është për ju.

Në hapat e mëposhtëm, unë do t'ju udhëheq përmes ndërtimit të Qarkut 4. Nëse ndërtoni një nga Qarqet e tjera, merrni parasysh ndarjen e disa fotografive.

Hapi 5: Le të Fillojmë Ndërtimin (Qarku 4)

Mirë, kështu që ne do të ndërtojmë Qarkun 4. Përveç pjesëve elektronike të listuara në hapin e mëparshëm, do t'ju duhet:

• Një mbajtës i baterisë me 2 qeliza (imi ishte një mbajtës AA i fshirë nga një dekorim i Krishtlindjeve)
• Disa dërrasa dysheku
• Një palë piskatore e mirë për trajtimin e IRLML6401
• Një prerës anësor (i vogël)
• Hekur bashkues dhe tela bashkimi

Përgatitjet

Mbajtësja ime e baterisë vjen me një çelës dhe - në mënyrë të përshtatshme - pak hapësirë koke të zbrazët që duket thjesht perfekte për vendosjen e qarkut tonë. Ka një kunj për të mbajtur një vidë (opsionale) atje, dhe unë e prerë atë duke përdorur prerësin anësor Me kontaktet dhe kabllot thjesht u futën lirshëm. I hoqa për qasje më të lehtë, prita telat dhe hoqa izolimin në skajet.

Pastaj i vendosa lirshëm pjesët elektronike në një copë dërrasë, në mënyrë që të zbuloja se sa vend do të zinin. Afërsisht, rreshti i poshtëm do të tokëzohet, rreshti qendror mban elementët e zbulimit të tensionit dhe rreshti i sipërm ka lidhje me portën e T1. Më duhej të paketoja pjesët mjaft dendur për të bërë që gjithçka të përshtatet në hapësirën e kërkuar. IRLML6401 nuk është vendosur ende. Për shkak të pinout, ajo do të duhet të shkojë në fund në perfboard. (KUJDES se kam vendosur rastësisht T2 - një BC547 - në rrugën e gabuar! Mos e ndiqni atë verbërisht, kontrolloni dy herë pinout -in e tranzistorit që po përdorni - të gjithë ata janë të ndryshëm.) Tjetra, kam përdorur prerësin anësor për kapjen pllaka e perfit në madhësinë e kërkuar.

Hapi 6: Saldimi - Pjesa e Vështirë Së pari

Hiqni shumicën e përbërësve, por futni një plumb të R1, së bashku me plumbin pozitiv nga bateria (në rastin tim nga ndërprerësi i baterisë) në rreshtin qendror, drejtpërdrejt në njërën anë. Bashkoni vetëm atë vrimë, mos e kapni akoma kunjat. Kunja tjetër e R1 shkon në rreshtin e poshtëm (siç shihet nga poshtë), njëra mbajeni në të majtë. Fiksoni tabelën e shpinës horizontalisht, me anën e poshtme lart.

Ok, më pas IRLML6401. Përveç se është e vogël, kjo pjesë është e ndjeshme ndaj shkarkimit elektrostatik. Shumicën e kohës asgjë e keqe nuk do të ndodhë, edhe nëse e trajtoni pjesën pa ndonjë masë paraprake. Por ekziston një shans i vërtetë që ju ta dëmtoni ose shkatërroni atë pa e vënë re, kështu që le të përpiqemi të jeni të kujdesshëm. Së pari, përpiquni të mos vishni plastikë ose lesh ndërsa e bëni këtë. Gjithashtu, nëse nuk keni një rrip antistatik, tani është koha të prekni diçka të tokëzuar (ndoshta një radiator, ose ndonjë tubacion), si me dorën tuaj ashtu edhe me hekurin tuaj të saldimit. Tani, kapeni me kujdes IRLML6401 me piskatoren tuaj dhe lëvizeni pranë vendit të saj përfundimtar, siç tregohet në foto. Kunja "S" duhet të jetë pranë kunjit të R1 që keni lidhur, kunjat e tjera duhet të jenë në dy vrima të tjera siç tregohet.

Merrni kohën tuaj! Gaboj në anën e saktësisë, sesa shpejtësisë, këtu. Kur të jeni të kënaqur me vendosjen, shkrini përsëri saldimin në R1, ndërsa lëvizni me kujdes IRLML6401 drejt tij, me piskatoret tuaja, në mënyrë që kunja "S" të ngjitet. Kontrolloni me kujdes që IRLML6401 tani është fiksuar dhe se është fiksuar në vendin e duhur (gjithashtu: i sheshtë në tabelën e shpinës). Nëse nuk jeni plotësisht të kënaqur me vendosjen, shkrini lidhësin përsëri dhe rregulloni pozicionin. Përsëriteni, nëse është e nevojshme.

U krye? Mirë Merrni një psherëtimë të thellë lehtësimi, pastaj lidhni kunjin e dytë të R1 në vrimën pranë kunjit "G" (në të njëjtën anë të paketës si kunja "S"). Sigurohuni që të lidhni si R1 ashtu edhe pinin "G". Mos e kapni akoma pinin e R1!

Futni një kunj të R2, dhe dalja pozitive e daljes përmes vrimës pranë kunjit "D" (ajo në anën e kundërt të paketës së tranzistorit). Ngjiteni atë lidhje, duke u siguruar përsëri që të lidhni pinin "D" me R2 dhe prizën e daljes.

Së fundi, për masë të mirë aplikoni pak më shumë saldim në pikën e parë të saldimit (kunja "S"), tani që dy pikat e tjera të saldimit po mbajnë tranzistorin në vend.

Vini re se unë jam duke i vendosur qëllimisht R1 dhe R2 shumë afër T1. Ideja është se këto do të funksionojnë si një ngrohës rudimentar për T1. Pra, edhe nëse keni më shumë hapësirë për të kursyer, merrni parasysh t’i mbani ato gjithashtu. Në të njëjtën mënyrë, mos jini shumë kursim për sasinë e saldimit, këtu.

Çdo gjë mirë deri tani? E madhe Gjërat po bëhen më të lehta, që këtej e tutje.

Hapi 7: Saldimi - Pjesa e Lehtë

Pjesa e mbetur e bashkimit është mjaft e drejtpërdrejtë. Vendosni pjesët një nga një si në figurën fillestare (përveç, kushtojini vëmendje të madhe pinout -it të transistorit tuaj T2!), Pastaj lidhini ato. Fillova me rreshtin qendror. Ju do të vini re se në disa raste kam futur disa kunja në një vrimë (p.sh. skaji tjetër i R2 dhe plumbi i gjatë i LED), dhe aty ku kjo nuk ishte e mundur, unë vetëm përkula kunjat e elementeve të bashkuar tashmë për të bërë lidhja (et) e kërkuara.

E gjithë rreshti i poshtëm (siç shihet nga poshtë) është i lidhur me kunjin "G" të T1, dhe ne po përdorim kunjin e R2 (ju paralajmërova të mos e kapni!) Për të bërë atë lidhje (me kolektorin e T2, C1, dhe R3).

E gjithë rreshti i lartë (siç shihet nga poshtë) është i lidhur me tokën, dhe kunja e R3 përdoret për të bërë atë lidhje. Terminali tjetër i C1, emetuesi i T2, dhe më e rëndësishmja toka e baterisë, dhe plumbi i tokës dalëse janë të lidhura me këtë.

Dy fotografitë e fundit tregojnë qarkun përfundimtar nga poshtë dhe lart. Përsëri, unë u ngjita në T2 në mënyrë të gabuar, dhe më duhej ta rregulloja atë pas faktit (nuk u morën fotografi). Nëse përdorni një BC547 (siç bëra unë), ai shkon saktësisht anasjelltas. Sidoqoftë, do të ishte e saktë për një 2N3904. Epo, me fjalë të tjera, vetëm sigurohuni që të kontrolloni dy herë pinoutin e tranzistorit para bashkimit!

Hapi 8: Hapat e fundit

Tani është një kohë e mirë për të testuar qarkun tuaj

Nëse gjithçka funksionon, pjesa tjetër është e thjeshtë. Vendosa qarkun brenda mbajtësit të baterisë, së bashku me ndërprerësin dhe kontaktet e baterisë. Ndërsa isha pak i shqetësuar për terminalin pozitiv të baterisë që prekte qarkun, vendosa pak shirit izolues të kuq në mes. Më në fund i fiksova kabllot dalëse me një pikë zam të nxehtë.

Kjo eshte! Shpresoj se mund të ndiqni gjithçka dhe konsideroni të postoni fotografi, nëse bëni një nga qarqet e tjera.