Transistör Gecikmesi

Bir dondurucu için alarm yapmaya çalışıyorum, böylece kapı açık kalırsa, 1 dakika sonra bir alarm çalar.

Aşağıdaki şemaya benzer bir şeyim var. Anahtar açık olduğunda, kapasitör transistörün tabanından deşarj olmaya başlar, ancak transistöre paralel olarak LED'im var, böylece kapasitör deşarj olduğunda LED yanar. Bu iyi çalışıyor, ancak gecikmeyi yeterince uzun yapamam. Kondansatör değerini veya transistör taban direncini arttırırsam, gecikme süresi daha uzundur, ancak kapasitör daha yavaş deşarj olduğu için LED / Alarm yavaş yavaş solmaz. Alarmın / LED'in mümkün olduğunca aniden yanmasını istiyorum.

Gecikmeyi artırmanın, ancak alarmı aniden açık tutmanın bir yolu var mı?

Dipnot olarak herhangi bir IC (yani 555 zamanlayıcı) kullanmak istemiyorum

Kondansatörü doğrudan aküden şarj ediyorsunuz. Bu nedenle şarj süresi, R'nin sadece pilin iç direnci olduğu RC ürünü ile ilgilidir.

Bunun gibi bir şey deneyin:

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

Burada, taban direncini ayırdım, böylece kapasitör büyük bir kısmı boyunca şarj edildi.

Bu sadece direncin şarjını yavaşlatma hedefine ulaşmakla kalmaz, aynı zamanda başka bir yan yararı vardır. Anahtar bırakıldığında, C1 sadece 1K dirençle transistörün tabanına deşarj olur, bu da şarjdan çok daha hızlı bir deşarj ile sonuçlanır. Bu direnci çok küçük yapamayız, çünkü transistörün BE eklemini deşarj akımından korumamız gerekir.

Simülasyonda, LED akımı yaklaşık 1.5 saniyede oluşmaya başlar ve maksimum 1.8'e ulaşır. Açıkçası, bu ani bir dönüş değil. Ancak daha hızlı gecikmelerle açılma artar.

Daha hızlı açmak için başka bir transistör aşaması eklememiz gerekir. Aşağıdaki devrenin yukarıdaki zaman gecikmesine benzer, ancak LED akımı 70 ms ya da daha fazla bir artışla daha hızlı yükselir.

^{bu devreyi simüle et}

Hızlı açılma ile daha uzun süreler için daha fazla kazanca ihtiyacımız var. Bunu yapmanın bir yolu, yük direncini aktif bir yük ile değiştirmektir. Bu devrenin bir LTSpice simülasyonuna göre, 55 saniyelik bir gecikme üretir, bu noktada LED yaklaşık çeyrek saniye aralıklarla yükselir. Bu grafik kapasitörün (mavi) LED akımına (yeşil) şarjını gösterir:

Ancak, bazı IC tabanlı çözümlerden daha karmaşık hale geliyor. Bu yaklaşım hobici egoyu memnun etmek için iyidir. ("Ayrık bileşenlerle yaptım, bunların hiçbiri op-amp veya zamanlayıcı IC'leri kullanması kolay değil, bak, güncel bir ayna ve malzeme bile var!").

^{bu devreyi simüle et}

Büyük şarj direncine ihtiyacımız olmayacak şekilde küçük değişiklikler yapabilir miyiz ve daha küçük bir kapasitör kullanabilir miyiz? Evet! İşte bir yol. Q1 sensörünü, vericiye bir Zener diyotu koyarak, tabanda daha yüksek bir açma voltajı olacak şekilde yükseltebiliriz, örneğin 8.2V. Daha sonra 100K şarj direnci ve 470uF kapasitör bize bir dakikadan biraz fazla bir süre verir. Kondansatörün geliştirmesi gereken voltajı yükselterek, aynı RC değerleri için daha büyük bir gecikme elde edebiliriz.

^{bu devreyi simüle et}

Ya zaten biraz büyüyor kondansatörü arttırırsınız veya transistörün taban akımını azaltırsınız. İkinci seçenek, ' Darlington çifti ' olarak adlandırılan bir BC516 için BC547'nin değiştirilmesi ve 33k'nin 1M direncine arttırılmasıyla gerçekleştirilebilir. Bu zaman aşımını artıracaktır.

Bahsettiğiniz diğer sorun, yavaş solma, bir Schmitt tetikleyicisi ile en iyi şekilde çözülebilir .

Bunun gibi uzun zaman aşımları için diğer çözümler daha uygundur, ancak karmaşıklığı azaltmak için IC'lere geçmeniz gerekir.

LED'i daha keskin bir şekilde açmak için devrenin kazancını artırmanız gerekir. IC kullananlarda, kapasitör voltajını referans seviyeyle karşılaştırmak için bir karşılaştırıcı devre kullanılacaktır. Eşik aşıldığında, karşılaştırıcının çok yüksek kazanımı, çıkışın hızla değişmesine ve alarm LED'inizin yanmasına neden olur.

Daha basit ayrık bileşenlerle kalmak istediğiniz için, devrenizin kazancını arttırmanız için bir sonraki en basit yaklaşım, iki NPN transistörü bir darlington konfigürasyonuna bağlamak olacaktır. Darlington devreleri çıkış transistörünü tam olarak doyurmayacaktır ve bu nedenle aynı LED parlaklığını elde etmek için direnci LED ile seri olarak ayarlamanız gerekir.

Bir süre sonra sizin için değiştirilmiş bir resim yayınlayacağım.

Bir MOSFET kullanıyorsanız ve direnci kapıdan yere yerleştirirseniz

• MOSFET geçidi hiç akım çekmiyor (algılayabileceğiniz)

• Gerilim bozulma zaman sabiti artık tamamen RC tabanlıdır.

• Kapanma, Vcap MOSFET Vgs_threshold'a yaklaştığında gerçekleşir.
  (Öğrenmek için daha yararlı şeyler :-)).

MOSFET Vgs_max değerinin> 12V olduğundan emin olun. Birçoğu yaklaşık 20V. Bazıları daha düşük.

1000 uF kapak için kapasitör sızıntısının daha büyük R deşarj değerleri için önemli olabileceğini unutmayın.

Bununla birlikte, 10 uF tantal bir kapak ve 1M direnç 10 s zaman sabitine sahiptir, bu nedenle muhtemelen 20 saniyeden fazla gecikme sağlar. 47 uF elektrolitik başlık ve 1M çalışabilir.

Bir IC kabul edilebilirse , kendinden salınımlı modda bir CD 4060 ile neler yapabileceğinizi seveceksiniz - bkz. Şekil 12..