2 ląstelių NiMH akumuliatoriaus apsaugos grandinė: 8 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:49

Jei atėjote čia, tikriausiai žinote, kodėl. Jei norite pamatyti tik greitą sprendimą, pereikite prie 4 veiksmo, kuriame išsamiai aprašoma grandinė, kurią aš pats panaudojau. Bet jei nesate tikri, ar tikrai norite šio sprendimo, ar kažko kito, jus domina fonas, ar jums tiesiog patinka aplankyti įdomias mano bandymų ir klaidų kelionės vietas, čia pateikiama sudėtinga versija:

Problema

Turite elektronikos projektą, kurį norite maitinti naudodami įkraunamas baterijas. „LiPo“yra akumuliatorių technologija, tačiau ličio baterijos vis dar turi tam tikrų blogų įpročių, pavyzdžiui, neturėti prekybos centre paruošto standartinio formavimo koeficiento, reikalauti specialių įkroviklių (po vieną kiekvienam formos veiksniui) ir elgtis kaip tikros dramos karalienės, kai netinkamai elgiamasi (užsidega), ir daiktai). Priešingai, NiMH įkraunamos baterijos yra standartinių formų - nuo AA iki AAA - bet kokios, tai reiškia, kad galite naudoti tas pačias baterijas savo skaitmeniniam fotoaparatui, žibintuvėliui, žaisliniam RC automobiliui ir savo „pasidaryk pats“elektronikai. Tiesą sakant, tikriausiai turite daugybę jų. Jie taip pat yra mažiau žinomi dėl to, kad sukelia problemų, išskyrus vieną dalyką, kuris jiems labai nepatinka, yra „giliai išsikrauti“.

Ši problema tampa daug rimtesnė, jei įvesties įtampai padidinti naudojate „paspartintą keitiklį“- tarkime, iki 5 V, kad galėtumėte įjungti arduino. Nors jūsų RC automobilis judės lėčiau ir lėčiau, kai išsikrauna akumuliatoriai, „Buck“keitiklis labai stengsis išlaikyti pastovią išėjimo įtampą, net ir tada, kai įėjimo įtampa mažėja, todėl iš akumuliatoriaus galite išsiurbti paskutinius elektronus, be jokių matomų bėdų ženklų.

Taigi, kada turite nustoti išsikrauti?

Visiškai įkrauto NiMH elemento tipinė įtampa yra apie 1,3 V (iki 1,4 V). Didžiąją savo darbo ciklo dalį jis tiekia apie 1,2 V (nominalią įtampą), lėtai krisdamas. Netoli išeikvojimo įtampos kritimas taps gana staigus. Dažniausiai pasitaikanti rekomendacija yra nustoti išsikrauti kažkur tarp 0,8 V ir 1 V įtampos, ir tada didžioji dalis įkrovos bus išnaudota (bet daug veiksnių, turinčių įtakos tiksliam skaičiui - daugiau nesileisiu).

Tačiau jei tikrai norite peržengti ribas, situacija, dėl kurios turėtumėte būti atsargūs, išsikrauna akumuliatorių žemiau 0 V įtampos, o tada jis bus rimtai pažeistas (Įspėjimas: atminkite, kad čia aptariu NiMH ląsteles; „LiPos permanent“žala prasidės daug anksčiau!). Kaip tai gali atsitikti? Na, kai turite keletą NiMH elementų iš eilės, viena iš baterijų vis dar gali būti arti nominalios įtampos, o kita jau visiškai išsikrovusi. Dabar geros ląstelės įtampa ir toliau stumia srovę per jūsų grandinę - ir per tuščią elementą, išeikvodama ją žemiau 0 V. Į šią situaciją lengviau patekti, nei gali pasirodyti iš pirmo žvilgsnio: atminkite, kad įtampos kritimas išleidimo ciklo pabaigoje tampa daug didesnis. Taigi net kai kurie palyginti nedideli pradiniai skirtumai tarp jūsų ląstelių gali sukelti labai skirtingą likusią įtampą po iškrovimo. Dabar ši problema tampa ryškesnė, tuo daugiau ląstelių dedate į serijas. Kalbant apie du čia aptartus elementus, vis tiek būtų gana saugu iškrauti iki bendros įtampos apie 1,3 V, kuri blogiausiu atveju atitiktų vieną bateriją esant 0 V įtampai, o kitą - esant 1,3 V įtampai. Vis dėlto nėra prasmės nusileisti žemai (ir kaip pamatysime, tai būtų net sunku pasiekti). Tačiau, kaip viršutinė riba, sustoti bet kur, viršijant 2 V, atrodytų švaistoma (nors AFAIU, priešingai nei NiCd baterijos, dažnas dalinis iškrovimas nekelia problemų NiMH baterijoms). Dauguma grandinių, kurias pateiksiu, bus nukreiptos šiek tiek žemiau, iki maždaug 1,8 V.

Kodėl nepasinaudojus tiesioginiu sprendimu?

Nes taip neatrodo! Sprendimų gausu didesniam ląstelių skaičiui. Trijose NiMH ląstelėse galite pradėti naudoti standartines „LiPo“apsaugos grandines, o aukščiau jūsų galimybės tik plečiasi. Bet žemos įtampos išjungimas esant 2 V ar žemiau? Aš viena negalėjau rasti.

Ką ketinu pristatyti

Dabar nebijokite, aš jums pristatysiu ne vieną, o keturias gana lengvas grandines, kaip tai pasiekti (po vieną kiekviename šios instrukcijos „žingsnyje“), ir aš jas išsamiai aptarsiu, kad žinotumėte kaip ir kodėl juos keisti, jei jaučiate poreikį. Na, jei atvirai, aš nerekomenduoju naudoti savo pirmosios grandinės, kurią aš tiesiog įtraukiu, norėdamas iliustruoti pagrindinę idėją. 2 ir 3 grandinės veikia, tačiau reikalauja šiek tiek daugiau komponentų nei 4 grandinė, kurią aš pats galiausiai naudoju. Vėlgi, jei jums nusibodo teorija, tiesiog pereikite prie 4 veiksmo.

1 žingsnis: pagrindinė idėja (ši grandinė nerekomenduojama!)

Pradėkime nuo pagrindinės grandinės aukščiau. Nerekomenduoju jo naudoti, o kodėl mes tai aptarsime vėliau, tačiau tai puikiai tinka iliustruoti pagrindines idėjas ir aptarti pagrindinius elementus, kuriuos taip pat rasite geresnėse grandinėse, toliau šioje pamokoje. BTW, šią grandinę taip pat galite peržiūrėti visiškai imituodami puikų Paul Falstad ir Iain Sharp internetinį simuliatorių. Vienas iš nedaugelio, kuriam nereikia registruotis, kad išsaugotumėte ir dalintumėtės savo darbais. Nesijaudinkite dėl apimties linijų apačioje, tačiau aš paaiškinsiu arti šio „žingsnio“pabaigos.

Gerai, todėl, kad apsaugotumėte savo baterijas nuo per didelio išsekimo, jums reikia: a) būdo atjungti krovinį ir b) būdo nustatyti, kada laikas tai padaryti, t. Y. Kai įtampa nukrito per toli.

Kaip įjungti ir išjungti apkrovą (T1, R1)?

Pradedant nuo pirmojo, akivaizdžiausias sprendimas bus naudoti tranzistorių (T1). Bet kokį tipą pasirinkti? Svarbios šio tranzistoriaus savybės yra šios:

1. Jis turėtų toleruoti pakankamai srovės jūsų programai. Jei norite bendros apsaugos, tikriausiai norėsite palaikyti bent 500 mA ir daugiau.
2. Įjungtas jis turėtų užtikrinti labai mažą pasipriešinimą, kad nepavogtų per daug įtampos / galios iš jau žemos maitinimo įtampos.
3. Jis turėtų būti perjungiamas pagal jūsų turimą įtampą, ty kažką šiek tiek žemiau 2 V.

Anksčiau pateiktas 3 punktas, atrodo, siūlo BJT („klasikinį“) tranzistorių, tačiau su tuo siejama paprasta dilema: kai apkrova dedama į spinduliuotės pusę, kad bazinė srovė būtų prieinama apkrovai, efektyviai sumažinsite turimą įtampą „bazinio spinduolio įtampos kritimu“. Paprastai tai yra apie 0,6 V. Draudžiant daug, kai kalbame apie 2 V bendrą tiekimą. Priešingai, uždėdami apkrovą ant kolektoriaus pusės, jūs „eikvosite“bet kokią srovę, einančią per pagrindą. Daugeliu atvejų tai nėra didelė problema, nes bazinė srovė bus tik 100-oji kolektoriaus srovės (priklausomai nuo tranzistoriaus tipo). Tačiau projektuojant nežinomą ar kintamą apkrovą, tai reiškia, kad visam laikui bus eikvojama 1% numatomos maksimalios apkrovos. Ne taip puiku.

Taigi, atsižvelgiant į MOSFET tranzistorius, jie pasižymi aukščiau esančiais 1 ir 2 punktais, tačiau daugeliui tipų visiškai įjungti reikia daug daugiau nei 2 V įtampos. Atminkite, kad „slenksčio įtampos“(V-GS- (th)), šiek tiek mažesnės nei 2 V, nepakanka. Norite, kad tranzistorius būtų 2V įtampos zonoje. Laimei, yra keletas tinkamų tipų, kurių mažiausia įtampa paprastai būna P kanalo MOSFET (PNP tranzistoriaus FET ekvivalentas). Ir vis tiek jūsų tipų pasirinkimas bus labai ribotas, ir aš apgailestauju, kad turėčiau jums pranešti, vieninteliai tinkami tipai, kuriuos galėčiau rasti, yra visi supakuoti SMD. Norėdami padėti jums įveikti šį sukrėtimą, peržiūrėkite IRLML6401 duomenų lapą ir pasakykite, kad šios specifikacijos jūsų nesužavėjo! IRLML6401 taip pat yra tipas, kuris yra labai plačiai prieinamas šio rašymo metu, ir neturėtų atbaidyti daugiau nei maždaug 20 centų už vienetą (mažiau perkant kiekiu arba iš Kinijos). Taigi tikrai galite sau leisti kepti kelis iš jų - nors visi mano išgyveno, nepaisant to, kad esu pradedantysis SMD litavimo srityje. Esant 1,8 V prie vartų, jo atsparumas yra 0,125 omų. Pakankamai geras važiuoti maždaug 500 mA, be perkaitimo (ir didesnis, naudojant atitinkamą radiatorių).

Gerai, todėl IRLML6401 yra tai, ką naudosime T1 šioje ir visose toliau pateiktose grandinėse. Pagal numatytuosius nustatymus R1 tiesiog pakelia vartų įtampą (atitinka atjungtą apkrovą; atminkite, kad tai yra P kanalo FET).

Ko mums dar reikia?

Kaip nustatyti žemą akumuliatoriaus įtampą?

Norėdami pasiekti dažniausiai apibrėžtą įtampos nutraukimą, mes netinkamai naudojame raudoną šviesos diodą kaip santykinai aštrią maždaug 1,4 V įtampos atskaitą. Jei turėtumėte tinkamos įtampos „Zener“diodą, tai būtų daug geriau, tačiau atrodo, kad šviesos diodas vis tiek suteikia stabilesnę įtampos atskaitą nei du nuoseklūs silicio diodai. R2 ir R3 padeda a) apriboti srovę, einančią per šviesos diodą (atkreipkite dėmesį, kad mes nenorime skleisti jokios juntamos šviesos), ir b) šiek tiek sumažinti įtampą T2 bazėje. R2 ir R3 galite pakeisti potenciometru, kad būtų šiek tiek reguliuojama išjungimo įtampa. Dabar, jei įtampa, pasiekianti T2 bazę, yra apie 0,5 V ar didesnė (pakanka įveikti bazinės spinduliuotės įtampos kritimą T2), T2 pradės veikti, traukdamas T1 vartus žemai ir taip prijungdamas apkrovą. BTW, T2 gali būti laikoma jūsų sodo įvairove: kad ir koks mažas signalo NPN tranzistorius pasiliktų jūsų įrankių dėžėje, nors pirmenybė bus teikiama dideliam stiprinimui (hFe).

Jums gali kilti klausimas, kodėl mums apskritai reikia T2, o ne tik prijungti savo laikiną įtampos nuorodą tarp žemės ir T1 vartų kaiščio. Na, to priežastis yra gana svarbi: norime, kad įjungimas ir išjungimas būtų kuo greitesnis, nes norime, kad T1 nebūtų ilgesnį laiką „pusiau įjungtas“. Kol pusiau įjungtas, T1 veiks kaip rezistorius, o tai reiškia, kad įtampa sumažės tarp šaltinio ir nutekėjimo, tačiau srovė vis tiek teka, o tai reiškia, kad T1 įkaista. Kiek jis įkaista, priklauso nuo apkrovos varžos. Jei, pavyzdžiui, jis yra 200 omų, tada esant 2 V įtampai tekės 10 mA, o T1 yra visiškai įjungtas. Dabar blogiausia būsena yra tai, kad T1 atsparumas atitiktų šiuos 200 omų, o tai reiškia, kad 1 V sumažės virš T1, srovė nukris iki 5 mA, o 5 mW galios reikės išsklaidyti. Pakankamai teisingas. Tačiau esant 2 omų apkrovai, T1 turės išsklaidyti 500 mW, ir tai yra daug tokiam mažam įrenginiui. (Tai iš tikrųjų atitinka „IRLML6401“specifikacijas, tačiau tik su tinkamu radiatoriumi ir sėkmės projektuojant). Atsižvelgdami į tai, turėkite omenyje, kad jei kaip pagrindinė apkrova bus prijungtas padidinto įtampos keitiklis, jis padidins įvesties srovę, reaguodamas į krentančią įėjimo įtampą, taip padaugindamas mūsų šilumines bėdas.

Namo žinutė: norime, kad perėjimas tarp įjungimo ir išjungimo būtų kuo ryškesnis. Būtent apie tai kalba T2: aštresnis perėjimas. Bet ar T2 yra pakankamai geras?

Kodėl ši grandinė jo nenutraukia

Pažvelkime į osciloskopo linijas, parodytas 1 grandinės modeliavimo apačioje. Galbūt pastebėjote, kad į mūsų baterijų vietą įdėjau trikampį generatorių nuo 0 iki 2,8 V. Tai tik patogus būdas įsivaizduoti, kas vyksta keičiantis akumuliatoriaus įtampai (viršutinė žalia linija). Kaip rodo geltona linija, srovė praktiškai neteka, kai įtampa yra mažesnė nei maždaug 1,9 V. Gerai. Iš pirmo žvilgsnio atrodo, kad perėjimo sritis tarp maždaug 1,93 V ir 1,9 V yra kieta, tačiau, atsižvelgiant į tai, kad kalbame apie lėtai išsikraunančią bateriją, tie.3 V vis dar atitinka daug laiko, praleisto pereinant nuo visiškai įjungto iki visiškai išjungto. (Žalia linija apačioje rodo įtampą prie T1 vartų).

Tačiau dar blogiau šioje grandinėje yra tai, kad nutraukus net nedidelį akumuliatoriaus įtampos atstatymą, grandinė grįš į pusiau įjungtą būseną. Atsižvelgiant į tai, kad akumuliatoriaus įtampa šiek tiek atsigauna, kai apkrova nutrūksta, tai reiškia, kad mūsų grandinė ilgą laiką liks pereinamojoje būsenoje (per tą laiką apkrovos grandinė taip pat liks pusiau sugedusi), Pavyzdžiui, „Arduino“per šimtus perkrovimo ciklų).

Antras pranešimas namo: nenorime, kad krovinys būtų vėl prijungtas per greitai, kai baterija atsigaus.

Pereikime prie 2 veiksmo, kaip tai padaryti.

2 žingsnis: pridėkite histerezę

Kadangi tai yra grandinė, galbūt norėsite sukurti, pateiksiu dalių sąrašą, kuris nėra akivaizdus iš schemos:

• T1: IRLML6401. Žiūrėkite „1 veiksmas“, kuriame aptariama, kodėl.
• T2: bet koks įprastas mažo signalo NPN tranzistorius. Bandydamas šią grandinę naudojau BC547. Bet koks įprastas tipas, pvz., 2N2222, 2N3904, turėtų veikti taip pat gerai.
• T3: bet koks įprastas mažo signalo PNP tranzistorius. Aš naudojau BC327 (neturėjau BC548). Vėlgi naudokite tą tipą, kuris jums yra patogiausias.
• C1: Tipas tikrai nesvarbus, pigi keramika tiks.
• Šviesos diodas yra standartinis raudonas 5 mm tipas. Spalva yra svarbi, nors šviesos diodas niekada neužsidegs matomai: tikslas yra sumažinti tam tikrą įtampą. Jei turite „Zener“diodą nuo 1 V iki 1,4 V „Zener“įtampos, naudokite jį (prijungtas atvirkštiniu poliškumu).
• R2 ir R3 gali būti pakeisti 100k potenciometru, kad būtų galima tiksliai sureguliuoti išjungimo įtampą.
• „Lempa“tiesiog reiškia jūsų apkrovą.
• Rezistoriaus vertes galima paimti iš schemos. Tačiau tikslios vertės nėra labai svarbios. Rezistoriai neturi būti nei tikslūs, nei reikšmingos galios.

Koks yra šios grandinės pranašumas prieš 1 grandinę?

Pažvelkite į apimties linijas, esančias žemiau schemos (arba paleiskite modeliavimą patys). Vėlgi, viršutinė žalia linija atitinka akumuliatoriaus įtampą (čia patogumui paimta iš trikampio generatoriaus). Geltona linija atitinka tekančią srovę. Apatinė žalia linija rodo įtampą prie T1 vartų.

Palyginę tai su 1 grandinės taikymo srities linijomis, pastebėsite, kad perėjimas tarp įjungimo ir išjungimo yra daug ryškesnis. Tai ypač akivaizdu žiūrint į T1 vartų įtampą apačioje. Būdas tai padaryti buvo pridėti teigiamą grįžtamąjį ryšį prie T2 per naujai pridėtą T3. Tačiau yra dar vienas svarbus skirtumas (nors jums reikia erelio akių, kad jį pastebėtumėte): nors naujoji grandinė sumažins apkrovą maždaug 1,88 V, ji (iš naujo) neprijungs apkrovos, kol įtampa nepakils iki 1,94 V. Ši savybė, vadinama „histereze“, yra dar vienas papildomas grįžtamojo ryšio ciklo produktas. Kol T3 yra „įjungtas“, jis suteiks T2 pagrindui papildomą teigiamą šališkumą, taip sumažindamas ribinę ribą. Tačiau, kol T3 jau išjungtas, vėl įjungimo slenkstis nebus sumažintas taip pat. Praktinė pasekmė yra ta, kad grandinė nesikeis tarp įjungimo ir išjungimo, nes akumuliatoriaus įtampa krenta (prijungus apkrovą), tada šiek tiek atsistato (atjungus apkrovą), tada nukrenta … Gerai! Tikslų histerezės kiekį kontroliuoja R4, o mažesnės vertės suteikia didesnį atotrūkį tarp įjungimo ir išjungimo slenksčių.

BTW, šios grandinės energijos suvartojimas išjungus yra apie 3 mikroAmps (gerokai mažesnis už savaiminio išsikrovimo greitį), o pridėtinės-apie 30 mikroAmp.

Taigi, kas yra C1?

Na, C1 yra visiškai neprivalomas, tačiau aš vis tiek didžiuojuosi idėja: kas nutinka, kai rankiniu būdu atjungiate baterijas, kai jos beveik išsikrauna, tarkime, esant 1,92 V įtampai? Prijungę juos iš naujo, jie nebūtų pakankamai stiprūs, kad vėl suaktyvintų grandinę, nors jie vis tiek būtų naudingi kitam, kol jie veikia. C1 pasirūpins tuo: jei įtampa pakils staiga (vėl prijungus baterijas), iš C1 (aplenkiant šviesos diodą) tekės maža srovė ir trumpai įsijungs. Jei prijungta įtampa viršija ribinę ribą, grįžtamojo ryšio kilpa ją palaikys. Jei jis yra žemiau ribinės ribos, grandinė vėl greitai išsijungs.

Ekskursija: Kodėl nenaudojant MAX713L žemos įtampos aptikimui?

Jums gali kilti klausimas, ar tiek daug dalių tikrai reikia. Ar nėra kažkas paruošto? Na, man MAX813L atrodė gerai. Tai gana pigu ir turėjo būti pakankamai gera, kad pakeistų bent T2, T3, LED ir R1. Tačiau, kaip aš sužinojau sunkiu būdu, MAX813L „PFI“kaištis (maitinimo sutrikimų aptikimo įvestis) turi gana mažą varžą. Jei PFI maitinti naudočiau įtampos skirstytuvą, esantį virš 1k, perėjimas tarp įjungimo ir išjungimo „PFO“pradėtų driektis per kelias dešimtis voltų. Na, 1k atitinka 2mA nuolatinę srovę, kai yra nutraukta - pernelyg daug ir beveik tūkstantį kartų daugiau, nei reikia šiai grandinei. Be to, PFO kaištis nesisuks tarp žemės ir viso maitinimo įtampos diapazono, todėl turėdami mažą galvos erdvę, skirtą valdyti mūsų galios tranzistorių (T1), turėtume iš naujo įdėti ir pagalbinį NPN tranzistorių.

3 žingsnis: variantai

Teigiamo grįžtamojo ryšio ciklo tema, kurią mes pristatėme 2 žingsnyje / 2 grandinė, gali būti įvairi. Čia pateikta schema skiriasi nuo ankstesnės tuo, kad išjungus vieną kartą, ji vėl neįsijungs dėl kylančios akumuliatoriaus įtampos. Vietoj to, kai bus pasiekta ribinė riba, turėsite (pakeisti baterijas ir) paspausti papildomą mygtuką (S2), kad jį vėl paleistumėte. Norėdami gerai išmatuoti, aš įtraukiau antrą mygtuką rankiniu būdu išjungti grandinę. Mažas atotrūkis taikymo srities linijose rodo, kad demonstraciniais tikslais įjungiau, išjungiau ir įjungiau grandinę. Žinoma, žemos įtampos išjungimas įvyksta automatiškai. Tiesiog pabandykite tai imituodami, jei aš negerai apibūdinu tai.

Dabar šio skirtumo privalumai yra tai, kad jis suteikia ryškiausią iki šiol nagrinėtų grandinių ribą (modeliavimo metu tiksliai 1,82 V; praktiškai ribinio taško lygis priklausys nuo naudojamų dalių ir gali skirtis priklausomai nuo temperatūros ar kitų veiksnių, tačiau jis bus labai aštrus). Tai taip pat sumažina energijos suvartojimą, kai išjungta iki mažos 18nA.

Techniškai triukas, kaip tai padaryti, buvo perkelti įtampos etaloninį tinklą (LED, R2 ir R3) iš tiesiogiai prijungto prie akumuliatoriaus prie prijungimo po T2, kad jis būtų išjungtas kartu su T2. Tai padeda aštriu atjungimo tašku, nes kai tik T2 pradės maža truputį išsijungti, atskaitos tinklo turima įtampa taip pat pradės kristi, o tai sukels greitą grįžtamojo ryšio ciklą nuo visiškai įjungimo iki visiško išjungimo.

Atsikratykite mygtukų (jei norite)

Žinoma, jei jums nepatinka spausti mygtukus, tiesiog išimkite mygtukus, bet prijunkite 1nF kondensatorių ir 10M omo rezistorių (tiksli vertė nesvarbu, bet turi būti bent tris ar keturis kartus didesnė nei R1) lygiagrečiai nuo T1 vartų iki žemės (kur buvo S2). Dabar, kai įdėsite naujas baterijas, T1 vartai trumpam nusileis (kol C1 bus įkrautas), todėl grandinė įsijungs automatiškai.

Dalių sąrašas

Kadangi tai yra dar viena grandinė, kurią iš tikrųjų galbūt norėsite sukurti: dalys yra visiškai tokios pačios, kaip ir 2 grandinėje (išskyrus skirtingas rezistorių vertes, kaip matyti iš schemos). Svarbu tai, kad T1 vis dar yra IRLML6401, o T2 ir T3 yra bet kokie bendri mažo signalo NPN ir PNP tranzistoriai.

4 žingsnis: supaprastinimas

Jei manęs klaustumėte, 2 ir 3 grandinės yra visiškai tinkamos, bet man buvo įdomu, ar galėčiau apsieiti su mažiau dalių. Konceptualiai grįžtamojo ryšio ciklui, važiuojančiam 2 ir 3 grandinėmis, reikalingi tik du tranzistoriai (juose T2 ir T3), tačiau jie taip pat turi T1, skirtą apkrovai valdyti. Ar T1 gali būti naudojamas kaip grįžtamojo ryšio ciklo dalis?

Taip, su įdomiais padariniais: net ir įjungus, T1 atsparumas bus mažas, bet ne lygus nuliui. Todėl įtampa krenta per T1, daugiau didesnėms srovėms. Kai T2 bazė prijungta po T1, tas įtampos kritimas turi įtakos grandinės veikimui. Viena vertus, didesnės apkrovos reikš didesnę išjungimo įtampą. Remiantis modeliavimu (PASTABA: kad būtų lengviau išbandyti, čia pakeičiau C1 į mygtuką), esant 4 omų apkrovai, ribinė vertė yra 1,95 V, 8 omai-1,8 V, 32 omai-1,66 V ir 1k omui esant 1,58 V. Be to, tai daug nesikeičia. (Tikrojo gyvenimo vertės skirsis nuo simuliatoriaus, priklausomai nuo jūsų T1 pavyzdžio, modelis bus panašus). Visi šie apribojimai yra saugiose ribose (žr. Įvadą), tačiau, žinoma, tai nėra idealu. NiMH baterijos (ir ypač senstančios) parodys spartesnį įtampos kritimą, kad greitai išsikrautų, o idealiu atveju, esant dideliam iškrovimo greičiui, įtampos nutraukimas turėtų būti mažesnis, o ne didesnis. Tačiau tokia pati grandinė užtikrina veiksmingą apsaugą nuo trumpojo jungimo.

Kruopštūs skaitytojai taip pat pastebės, kad taikymo srities linijose pjūvis atrodo labai negilus, palyginti su 1 grandine. Tačiau nesijaudinkite. Tiesa, kad grandinė visiškai išsijungtų maždaug 1/10 sekundės, tačiau įtampos taškas, kuriame vyksta išjungimas, vis dar yra griežtai apibrėžtas (imitacijoje turėsite pakeisti nuolatinę nuolatinę srovę šaltinį, o ne trikampio generatorių, kad tai pamatytumėte). Laiko charakteristika yra dėl C1 ir pageidaujama: ji apsaugo nuo ankstyvo savaiminio išsijungimo tuo atveju, jei apkrova (pagalvokite: pakopinis keitiklis) traukia trumpus srovės šuolius, o ne dažniausiai pastovią. BTW, antrasis C1 (ir R3, rezistorius, reikalingas C1 iškrovimui) tikslas yra automatiškai iš naujo paleisti grandinę, kai akumuliatorius atjungiamas/vėl prijungiamas.

Dalių sąrašas

Reikalingos dalys vėl yra tokios pačios kaip ir ankstesnėse grandinėse. Visų pirma:

• T1 yra IRLML6401 - žr. 1 veiksmą, kuriame aptariama alternatyvų (nebuvimo)
• T2 yra bet koks bendras mažas signalas NPN
• C1 yra pigi keramika
• Rezistoriai taip pat yra pigūs. Nereikia nei tikslumo, nei galios tolerancijos, o schemoje pateiktos vertės dažniausiai yra apytikslės. Nesijaudinkite, kad pakeisite panašias vertybes.

Kokia grandinė man geriausia?

Vėlgi, aš nerekomenduoju statyti 1 grandinės. Tarp 2 ir 3 grandinių aš pasilenkiu prie pastarosios. Tačiau jei tikitės didesnių akumuliatoriaus įtampos svyravimų (pvz., Dėl baterijų atšalimo), galite pasirinkti automatinį paleidimą, pagrįstą histereze, o ne rankinį grandinės paleidimą iš naujo. 4 grandinė yra maloni tuo, kad ji naudoja mažiau dalių ir siūlo apsaugą nuo trumpojo jungimo, tačiau jei nerimaujate dėl išjungimo esant labai konkrečiai įtampai, ši grandinė jums netinka.

Vykdydamas šiuos veiksmus, aš padėsiu jums sukurti 4 grandinę. Jei statysite vieną iš kitų grandinių, apsvarstykite galimybę pasidalyti keliomis nuotraukomis.

5 žingsnis: pradėkime statyti (4 grandinė)

Gerai, todėl mes ketiname sukurti grandinę 4. Be ankstesniame žingsnyje išvardytų elektroninių dalių, jums reikės:

• Dviejų elementų baterijų laikiklis (mano buvo AA laikiklis, nukopijuotas nuo kalėdinės dekoracijos)
• Kažkokia perfboard
• Tinkama pincetas, skirtas IRLML6401 tvarkymui
• (Mažas) šoninis pjaustytuvas
• Lituoklis ir litavimo viela

Pasirengimas

Mano akumuliatoriaus laikiklyje yra jungiklis ir, patogiai, šiek tiek tuščios galvos vietos, kuri atrodo tiesiog tobula mūsų grandinės įvedimui. Yra kaištis (neprivalomas) varžtui laikyti, ir aš jį išpjoviau naudodami šoninį pjaustytuvą. kontaktai ir kabeliai buvo tiesiog laisvai įkišti. Aš juos pašalinau, kad būtų lengviau pasiekti, nukirpiau laidus ir pašalinau izoliaciją ant galų.

Tada aš laisvai įdėjau elektronines dalis į perforatoriaus gabalą, norėdamas sužinoti, kiek vietos jos užims. Apytiksliai apatinė eilutė bus šlifuojama, centrinėje eilutėje yra įtampos aptikimo elementai, o viršutinėje eilutėje yra jungtis prie T1 vartų. Turėjau gana tankiai supakuoti dalis, kad viskas tilptų į reikiamą vietą. IRLML6401 dar neįdėtas. Dėl kištuko jis turės nukristi į apačią. (PASTABA, kad netyčia įdėjau T2 - BC547 - neteisingai! Negalima to aklai sekti, dar kartą patikrinkite naudojamo tranzistoriaus kištuką - jie visi skirtingi.) Tada aš naudoju šoninį pjaustytuvą iki reikiamo dydžio perforatoriaus.

6 žingsnis: litavimas - pirmiausia sudėtinga dalis

Pašalinkite daugumą komponentų, bet įkiškite vieną R1 laidą kartu su teigiamu akumuliatoriaus (mano atveju iš akumuliatoriaus jungiklio) laidu centrinėje eilutėje tiesiai į vieną pusę. Lituokite tik tą skylę, dar nespauskite gnybtų. Kitas R1 kaištis eina į apatinę eilutę (kaip matyti iš apačios), viena laikoma kairėje. Pritvirtinkite plokštę horizontaliai, apatine puse į viršų.

Gerai, kitas IRLML6401. Be to, kad ši dalis yra maža, ji yra jautri elektrostatinei iškrovai. Daugeliu atvejų nieko blogo neatsitiks, net jei tvarkysite dalį be jokių atsargumo priemonių. Tačiau yra reali tikimybė, kad jį sugadinsite ar sugadinsite net nepastebėję, todėl pabandykite būti atsargūs. Pirmiausia stenkitės nenešioti plastiko ar vilnos. Be to, jei neturite antistatinės apyrankės, dabar pats laikas paliesti ką nors įžeminto (pavyzdžiui, radiatorių ar vamzdžius) tiek ranka, tiek lituokliu. Dabar atsargiai suimkite pincetu IRLML6401 ir perkelkite jį į galutinę vietą, kaip parodyta nuotraukoje. „S“kaištis turi būti šalia jūsų lituojamo R1 kaiščio, kiti kaiščiai turėtų būti ant dviejų kitų skylių, kaip parodyta.

Neskubėk! Čia klaida tikslumo, o ne greičio pusėje. Kai būsite patenkinti išdėstymu, vėl ištirpinkite lydmetalį ties R1, pincetu atsargiai judindami IRLML6401 link jo, kad „S“smeigtukas taptų lituotas. Atidžiai patikrinkite, ar IRLML6401 dabar yra pritvirtintas ir ar jis pritvirtintas tinkamoje vietoje (taip pat: plokščias ant plokštės). Jei nesate visiškai patenkintas išdėstymu, dar kartą ištirpinkite lydmetalį ir sureguliuokite padėtį. Jei reikia, pakartokite.

Padaryta? Gerai. Giliai atsikvėpkite, tada lituokite antrąjį R1 kaištį į angą šalia „G“kaiščio (toje pačioje pakuotės pusėje, kaip ir „S“kaištis). Būtinai prijunkite ir R1, ir „G“kaištį. Dar nenuspauskite R1 kaiščio!

Įkiškite vieną R2 kaištį ir teigiamą išvesties laidą per angą, esančią šalia „D“kaiščio (tas, kuris yra priešingoje tranzistoriaus pakuotės pusėje). Lituokite tą jungtį, dar kartą įsitikinkite, kad „D“kaištį prijunkite prie R2 ir išvesties laido.

Galiausiai, norint gerai išmatuoti, į pirmąjį litavimo tašką („S“kaištį) įpilkite šiek tiek daugiau lydmetalio, dabar, kai kiti du litavimo taškai laiko tranzistorių.

Atkreipkite dėmesį, kad aš tyčia įdedu R1 ir R2 labai arti T1. Idėja yra ta, kad jie veiks kaip pradinis T1 radiatorius. Taigi net jei turite daugiau laisvos vietos, apsvarstykite galimybę jas laikyti sandarias. Čia taip pat nebūkite pernelyg taupūs dėl litavimo kiekio.

Viskas gerai iki šiol? Puiku. Nuo šiol viskas tik palengvėja.

7 žingsnis: litavimas - lengva dalis

Likusi litavimo dalis yra gana paprasta. Įdėkite dalis po vieną, kaip parodyta pradinėje nuotraukoje (išskyrus, atkreipkite ypatingą dėmesį į T2 tranzistoriaus kištuką!), Tada lituokite. Pradėjau nuo vidurinės eilės. Atkreipkite dėmesį, kad kai kuriais atvejais į vieną skylę įkišau kelis kaiščius (pvz., Kitą R2 galą ir ilgą šviesos diodo laidą), o kai tai nebuvo įmanoma, aš tiesiog sulenkiau jau lituotų elementų kaiščius, kad reikalingas (-i) ryšys (-iai).

Visa apatinė eilutė (kaip matoma iš apačios) yra prijungta prie T1 „G“kaiščio, ir mes naudojame R2 kaištį (įspėjau, kad nekarpytumėte!), Kad užmegztume ryšį (prie T2, C1 kolektoriaus, ir R3).

Visa viršutinė eilutė (matoma iš apačios) yra prijungta prie žemės, o šiam ryšiui atlikti naudojamas R3 kaištis. Kitas C1 gnybtas, T2 spinduliuotė ir, svarbiausia, akumuliatoriaus įžeminimas, ir išvesties įžeminimo laidas yra prijungti prie jo.

Paskutinės dvi nuotraukos rodo galutinę grandinę iš apačios ir aukščiau. Vėlgi, lituodavau T2 neteisingai, ir turėjau tai ištaisyti po fakto (nuotraukų nebuvo padaryta). Jei naudojate BC547 (kaip ir aš), viskas vyksta atvirkščiai. Tačiau tai būtų teisinga 2N3904. Kitaip tariant, prieš litavimą būtinai dar kartą patikrinkite tranzistoriaus kištuką!

8 žingsnis: paskutiniai žingsniai

Dabar tinkamas laikas išbandyti savo grandinę

Jei viskas veikia, likusi dalis yra paprasta. Aš įdėjau grandinę į akumuliatoriaus laikiklį, kartu su jungikliu ir akumuliatoriaus kontaktais. Kadangi buvau šiek tiek susirūpinęs dėl teigiamo akumuliatoriaus gnybto, liečiančio grandinę, tarp jų uždėjau šiek tiek raudonos izoliacinės juostos. Galiausiai išeinančius kabelius sutvirtinau lašeliu karštų klijų.

Viskas! Tikiuosi, kad galėtumėte sekti viską ir apsvarstykite galimybę paskelbti nuotraukas, jei padarysite vieną iš kitų grandinių.