2 բջջային NiMH մարտկոցի պաշտպանության միացում (ներ). 8 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:51

Եթե եկել եք այստեղ, հավանաբար գիտեք, թե ինչու: Եթե այն ամենը, ինչ ցանկանում եք տեսնել, արագ լուծում է, ապա անմիջապես անցեք 4 -րդ քայլին, որը մանրամասնում է այն սխեմայի մասին, որը ես ավարտեցի ինքս: Բայց եթե դուք այնքան էլ վստահ չեք, արդյոք դուք իսկապես ցանկանում եք այս լուծումը, թե այլ բան, ապա հետաքրքիր եք հետին պլանում, կամ պարզապես հաճույք եք ստանում փորձերի և սխալների իմ ճամփորդության որոշ հետաքրքիր վայրեր այցելելուց, ահա մշակված տարբերակը.

Խնդիրը

Դուք ունեք էլեկտրոնիկայի նախագիծ, որը ցանկանում եք սնուցել ՝ օգտագործելով վերալիցքավորվող մարտկոցներ: LiPo- ն մարտկոցի տեխնոլոգիա է, սակայն լիթիումի մարտկոցները դեռևս բերում են որոշ վատ սովորություններ, ինչպիսիք են ՝ սուպերմարկետին պատրաստ ստանդարտ ձևի գործոնը չունենալը, հատուկ լիցքավորիչներ պահանջելը (մեկը յուրաքանչյուր ձևի գործոնի համար) և իրենց իսկական դրամատիկական թագուհիների պես պահելը, երբ նրանց վատ են վերաբերվում (կրակ բռնել):, և իրեր): Ի հակադրություն, NiMH վերալիցքավորվող սարքերը հասանելի են ստանդարտ ձևով ՝ AA- ից AAA- ից մինչև որևէ այլ բան, ինչը նշանակում է, որ կարող եք օգտագործել նույն մարտկոցները ձեր թվային ֆոտոխցիկի, լապտերի, ձեր խաղալիք RC մեքենայի և ձեր սեփական էլեկտրոնիկայի համար: Իրականում, ամենայն հավանականությամբ, դուք նրանցից մի փունջ ունեք, այնուամենայնիվ: Նրանք նաև շատ ավելի քիչ են հայտնի խնդիրներ առաջացնելու համար, բացառությամբ այն բանի, որ նրանց իսկապես դուր չի գալիս «խորը լիցքաթափվելը»:

Այս խնդիրը շատ ավելի է սրվում, եթե դուք օգտագործում եք «step up buck converter» ՝ ձեր մուտքային լարումը բարձրացնելու համար. Մինչ ձեր RC մեքենան ավելի դանդաղ և ավելի դանդաղ կշարժվի, երբ մարտկոցները սպառվում են, բակ փոխարկիչը շատ կփորձի պահպանել ելքային լարումը անփոփոխ, նույնիսկ եթե մուտքային լարումը նվազում է, և այնպես, որ կարող եք մարտկոցի վերջին մի քանի էլեկտրոնները ծծել: առանց դժվարության տեսանելի նշանի:

Այսպիսով, երբ պետք է դադարեցնեք լիցքաթափումը:

Ամբողջովին լիցքավորված NiMH բջիջն ունի տիպիկ լարման մոտ 1.3 Վ (մինչև 1.4 Վ): Իր գործառնական ցիկլի մեծ մասի համար այն կապահովի մոտ 1.2 Վ (դրա անվանական լարումը) ՝ դանդաղ նվազելով: Սպառման մոտ լարման անկումը բավականին կտրուկ կդառնա: Սովորաբար առաջարկվող առաջարկն է դադարեցնել լիցքաթափումը 0.8 Վ -ից մինչև 1 Վ -ի միջև, որի դեպքում լիցքի մեծ մասն, այնուամենայնիվ, կսպառվի (ճշգրիտ թվերի վրա ազդող բազմաթիվ գործոններով. Այլ մանրամասների չեմ անդրադառնա):

Այնուամենայնիվ, եթե դուք իսկապես ցանկանում եք դուրս գալ սահմաններից, իրավիճակը, որից դուք պետք է զգույշ լինեք, մարտկոցը լիցքաթափում է 0 Վ -ից ցածր, որի պահին այն լուրջ վնասներ կբերի (նախազգուշացում. Հիշեք, որ ես քննարկում եմ NiMH բջիջները, այստեղ; LiPos- ի մշտական վնասը կսկսվի շատ ավելի վաղ): Ինչպե՞ս կարող է դա նույնիսկ պատահել: Դե, երբ դուք ունեք մի քանի NiMH բջիջ անընդմեջ, մարտկոցներից մեկը կարող է դեռ մոտ լինել իր անվանական լարման, իսկ մյուսը արդեն լիովին սպառված է: Այժմ լավ բջջի լարումը կշարունակի հոսանք մղել ձեր շրջանի միջով և դատարկ բջիջի միջով ՝ այն սպառելով 0 Վ -ից ցածր: Այս իրավիճակի մեջ մտնելն ավելի հեշտ է, քան կարող է թվալ առաջին հայացքից. Հիշեք, որ լարման անկումը շատ ավելի կտրուկ է դառնում լիցքաթափման ցիկլի ավարտին: Այսպիսով, նույնիսկ ձեր բջիջների միջև եղած համեմատաբար փոքր սկզբնական տարբերությունները կարող են հանգեցնել լիցքաթափվելուց հետո մնացած տարբեր լարման: Այժմ այս խնդիրն ավելի ցայտուն է դառնում, որքան շատ բջիջներ եք շարում: Երկու բջիջների դեպքում, որոնք քննարկվեցին այստեղ, մենք դեռ համեմատաբար անվտանգ կլինեինք լիցքավորվել ընդհանուր լարման մոտ 1.3 Վ -ի սահմաններում, որը կհամապատասխաներ մեկ մարտկոցին 0 Վ, իսկ մյուսը ՝ 1.3 Վ, վատագույն դեպքում: Այսքան ցածր գնալը, սակայն, այնքան էլ իմաստ չունի (և ինչպես կտեսնենք, դրան հասնելը նույնիսկ դժվար կլիներ): Որպես վերին սահման, սակայն, 2 Վ -ից բարձր վայրերում կանգ առնելը անիմաստ կթվա (չնայած, AFAIU- ն, ի տարբերություն NiCd մարտկոցների, հաճախակի մասնակի լիցքաթափումները խնդիր չեն առաջացնում NiMH մարտկոցների համար): Շատ սխեմաներ, որոնք ես կներկայացնեմ, նպատակ կունենան դրանից մի փոքր ներքև ՝ մոտ 1.8 Վ-ի սահմաններում, որպես անջատիչ:

Ինչու՞ պարզապես չօգտագործել ինքնուրույն լուծում:

Որովհետև դա կարծես գոյություն չունի: Լուծումները առատ են բջիջների ավելի մեծ քանակության համար: NiMH- ի երեք բջիջներում կարող եք սկսել օգտագործել ստանդարտ LiPo պաշտպանության սխեմաները, և դրանից վեր ՝ ձեր ընտրանքները միայն ավելի լայն են դառնում: Բայց ցածր լարման անջատում 2 Վ-ից ցածր՞: Ես մեկին չէի կարող գտնել մեկին:

Այն, ինչ ես պատրաստվում եմ ներկայացնել

Մի՛ վախեցեք, ես ձեզ կներկայացնեմ ոչ թե մեկ, այլ չորս համեմատաբար հեշտ սխեմաներ ՝ դրան հասնելու համար (այս հրահանգի յուրաքանչյուր «քայլում»), և ես դրանք մանրամասն կքննարկեմ, այնպես որ դուք կիմանաք ինչպես և ինչու դրանք փոփոխել, եթե կարիքը զգաք: Դե, անկեղծ ասած, ես խորհուրդ չեմ տալիս օգտագործել իմ առաջին շրջանը, որը ես պարզապես ներառում եմ ՝ հիմնական գաղափարը պատկերելու համար: 2 -րդ և 3 -րդ սխեմաներն աշխատում են, բայց պահանջում են մի քանի բաղադրիչ ավելի, քան 4 -րդ շրջանը, որը ես ինքս օգտագործեցի: Կրկին, եթե տեսությունից հոգնել եք, ապա առաջ անցեք 4 -րդ քայլին:

Քայլ 1. Հիմնական գաղափարը (այս շրջանը խորհուրդ չի տրվում)

Սկսենք վերը նշված հիմնական միացումից: Ես խորհուրդ չեմ տալիս օգտագործել այն, և մենք կքննարկենք, թե ինչու, ավելի ուշ, բայց կատարյալ է պատկերացնել հիմնական գաղափարները և քննարկել այն հիմնական տարրերը, որոնք դուք կգտնեք նաև ավելի լավ սխեմաներում, ավելի ուշ ՝ այս հրահանգելիքում: BTW, դուք կարող եք նաև դիտել այս սխեման ամբողջական մոդելավորման մեջ ՝ Փոլ Ֆալստադի և Իեն Շարփի մեծ առցանց սիմուլյատորի միջոցով: Այն քչերից մեկը, որը չի պահանջում գրանցվել ՝ ձեր աշխատանքը խնայելու և կիսելու համար: Մի անհանգստացեք ներքևի շրջանակի տողերի մասին, այնուամենայնիվ, ես կբացատրեմ դրանք, որոնք մոտ են այս «քայլի» ավարտին:

Լավ, այնպես որ, մարտկոցները չափազանց շատ սպառվելուց պաշտպանելու համար ձեզ հարկավոր է ա) բեռը անջատելու միջոց, և բ) միջոց ՝ դա հայտնաբերելու ժամանակը, այսինքն ՝ երբ լարումը շատ է ընկել:

Ինչպե՞ս միացնել և անջատել բեռը (T1, R1):

Առաջինից սկսած ՝ ամենաակնհայտ լուծումը կլինի տրանզիստորի (T1) օգտագործումը: Բայց ո՞ր տեսակն ընտրել: Այդ տրանզիստորի կարևոր հատկություններն են.

1. Այն պետք է հանդուրժի բավականաչափ հոսանք ձեր դիմումի համար: Եթե ցանկանում եք ընդհանուր պաշտպանություն, հավանաբար կցանկանաք աջակցել առնվազն 500 մԱ և ավելի բարձր:
2. Այն միացված վիճակում պետք է ապահովի շատ ցածր դիմադրություն, որպեսզի ձեր առանց այդ էլ ցածր մատակարարման լարումից չափազանց մեծ լարում / էներգիա չգողանա:
3. Այն պետք է փոխարկելի լինի ձեր ունեցած լարման հետ, այսինքն ՝ ինչ -որ բան 2 Վ -ից փոքր -ինչ ցածր:

3-րդ կետը, որը վերևում է, կարծես առաջարկում է BJT («դասական») տրանզիստոր, բայց դրա հետ կապված մի պարզ երկընտրանք է. Դուք արդյունավետորեն կիջեցնեք առկա լարումը «Base-Emitter voltage drop»-ով: Սովորաբար, դա մոտ 0.6 Վ է: Արգելիչորեն շատ, երբ խոսում ենք 2 Վ ընդհանուր մատակարարման մասին: Ի հակադրություն, բեռը կոլեկտորի կողմում դնելիս դուք «վատնելու» եք այն ամենը, ինչ հոսանքը անցնում է բազայի միջով: Օգտագործման շատ դեպքերում դա մեծ խնդիր չէ, քանի որ բազային հոսանքը կլինի միայն կոլեկտորային հոսանքի 100-րդ կարգի (կախված տրանզիստորների տեսակից): Բայց երբ նախագծում եք անհայտ կամ փոփոխական բեռի համար, դա նշանակում է ձեր ակնկալվող առավելագույն բեռի 1% -ը մշտապես վատնել: Ոչ այնքան մեծ:

Այսպիսով, հաշվի առնելով MOSFET տրանզիստորները, փոխարենը, դրանք գերազանցում են վերը նշված 1 -ին և 2 -րդ կետերը, բայց տեսակների մեծ մասը պահանջում է զգալիորեն ավելի քան 2 Վ դարպասի լարվածություն `ամբողջությամբ միացնելու համար: Նկատի ունեցեք, որ «շեմային լարումը» (V-GS- (th)) 2 Վ-ից փոքր-ինչ ցածր չէ: Դուք ցանկանում եք, որ տրանզիստորը հեռու լինի միացված տարածաշրջանում `2 Վ լարման դեպքում: Բարեբախտաբար, կան որոշ հարմար տեսակներ, որոնց դարպասի ամենացածր լարումները սովորաբար հանդիպում են P-channel MOSFET- ներում (PNP տրանզիստորի FET համարժեքը): Եվ, այնուամենայնիվ, ձեր տեսակների ընտրությունը խիստ սահմանափակ կլինի, և ես ցավում եմ, որ ստիպված եմ դա ձեզ ներկայացնել, միակ հարմար տեսակները, որոնք ես գտա, բոլորը SMD փաթեթավորված են: Այդ ցնցումը հաղթահարելու համար նայեք IRLML6401- ի տվյալների թերթիկին և ասեք, որ տպավորված չեք այդ բնութագրերից: IRLML6401- ը նաև այն տեսակն է, որը շատ լայնորեն հասանելի է այս գրառման պահին և չպետք է ձեզ հետ տա ավելի քան 20 սենթից ավելի կտոր (պակաս ծավալով կամ Չինաստանից գնելիս): Այսպիսով, դուք, անշուշտ, կարող եք թույլ տալ տապակել դրանցից մի քանիսը, չնայած իմ բոլորն էլ ողջ են մնացել ՝ չնայած այն բանին, որ ես SMD զոդման սկսնակ եմ: 1.8V- ում դարպասի մոտ այն ունի 0.125 Օմ դիմադրություն: Բավականին լավ ՝ 500 մԱ կարգի քշելու համար ՝ առանց գերտաքացման (և ավելի բարձր ՝ համապատասխան ջերմահաղորդիչով):

Լավ, ուրեմն IRLML6401- ն այն է, ինչ մենք կօգտագործենք T1- ի համար դրանում և հետևյալ բոլոր սխեմաներում: R1- ը պարզապես այնտեղ է, որպեսզի լռելյայն բարձրացնի դարպասի լարումը (համապատասխան է անջատված բեռի. Հիշեք, որ սա P ալիք է FET):

Էլ ի՞նչ է մեզ պետք:

Ինչպե՞ս հայտնաբերել մարտկոցի ցածր լարումը:

Հիմնականում սահմանված լարման անջատման հասնելու համար մենք կարմիր LED- ն սխալ ենք օգտագործում որպես 1.4 Վ լարման համեմատաբար կտրուկ լարման տեղեկանք: Եթե ունեք համապատասխան լարման Zener դիոդ, դա շատ ավելի լավ կլիներ, բայց LED- ն դեռևս ավելի կայուն լարման տեղեկանք է տալիս, քան երկու հերթական սիլիկոնային դիոդները: R2- ը և R3- ը ծառայում են ա) LED- ով անցնող հոսանքի սահմանափակմանը (նկատի ունեցեք, որ մենք չենք ցանկանում որևէ ընկալելի լույս արտադրել), և բ) մի փոքր ավելի իջեցնել T2- ի բազայի լարումը: Դուք կարող եք R2 և R3- ը փոխարինել պոտենցիոմետրով `որոշ չափով կարգավորվող անջատման լարման համար: Այժմ, եթե T2- ի հիմքի վրա հասնող լարումը մոտ 0.5V է կամ ավելի բարձր (բավական է հաղթահարել T2- ի հիմնական-արտանետիչի լարման անկումը), T2- ը կսկսի անցկացնել ՝ T1- ի դարպասը ցածր հասցնելով և դրանով իսկ միացնելով բեռը:. BTW, T2 կարելի է ենթադրել, որ դա ձեր այգու տեսակն է. Անկախ նրանից, թե ինչ փոքր ազդանշան է տեղի ունենում NPN տրանզիստորը, որը մնում է ձեր գործիքների տուփում, չնայած նախընտրելի կլինի բարձր ուժեղացում (hFe):

Դուք կարող եք մտածել, թե ինչու է մեզ ընդհանրապես անհրաժեշտ T2- ը, և ոչ թե պարզապես միացրեք մեր ժամանակավոր լարման տեղեկանքը գետնի և T1- ի դարպասի քորոցի միջև: Դե, դրա պատճառը բավականին կարևոր է. Մենք ցանկանում ենք հնարավորինս արագ միացում և անջատում, որովհետև ցանկանում ենք խուսափել T1- ի `« կիսով չափ »վիճակում գտնվելուց ցանկացած երկար ժամանակ: Մինչև կիսամյակային ռեժիմը, T1- ը հանդես կգա որպես դիմադրություն, ինչը նշանակում է, որ լարումը կնվազի աղբյուրի և արտահոսքի միջև, բայց հոսանքը դեռ հոսում է, և դա նշանակում է, որ T1- ը տաքանալու է: Որքան կջերմացնի, կախված է բեռի դիմադրությունից: Եթե, օրինակ, դա 200 Օմ է, ապա 2 Վ լարման դեպքում հոսում է 10 մԱ, մինչդեռ T1- ը լիովին միացված է: Այժմ ամենավատ վիճակն այն է, որ T1- ի դիմադրությունը համապատասխանի այս 200 Օմ -ին, ինչը նշանակում է, որ 1V- ը կնվազի T1- ից, հոսանքը կնվազի մինչև 5mA, և 5mW հզորությունը պետք է ցրվի: Բավականին արդար: Բայց 2 Օմ բեռի համար T1- ը պետք է ցրի 500 մՎտ, և դա շատ է նման փոքր սարքի համար: (Դա իրականում IRLML6401- ի բնութագրերի սահմաններում է, բայց միայն համապատասխան ջերմահաղորդիչով, և հաջողություն դրա համար նախագծելիս): Այս համատեքստում, հիշեք, որ եթե լարման փոխարկիչը միացված լինի որպես հիմնական բեռ, ապա դա կբարձրացնի մուտքային հոսանքը `ի պատասխան մուտքային լարման անկման, դրանով իսկ բազմապատկելով մեր ջերմային խնդիրները:

Վերցրեք տան հաղորդագրությունը. Մենք ցանկանում ենք, որ միացման և անջատման միջև անցումը հնարավորինս կտրուկ լինի: T2- ը հենց դրանում է. Անցումը դարձնել ավելի սուր: Բայց արդյո՞ք T2- ը բավական լավ է:

Ինչու այս սխեման չի կտրում այն

Եկեք նայենք oscilloscope գծերին, որոնք ներկայացված են Circuit 1 -ի մոդելավորման ներքևում: Դուք երևի նկատել եք, որ ես տեղադրել եմ եռանկյունի գեներատոր 0 -ից մինչև 2.8 Վ, մեր մարտկոցների տեղում: Սա պարզապես հարմար միջոց է պատկերացնելու, թե ինչ է տեղի ունենում, երբ մարտկոցի լարումը (վերին կանաչ գիծը) փոխվում է: Ինչպես ցույց է տրված դեղին գծով, գործնականում հոսանք չի հոսում, մինչդեռ լարումը 1.9 Վ -ից ցածր է: Լավ 1.93 Վ -ից մինչև 1.9 Վ -ի միջև անցումային տարածքը առաջին հայացքից թվում է կտրուկ, սակայն հաշվի առնելով, որ մենք խոսում ենք մարտկոցի դանդաղ լիցքաթափման մասին, այդ.3 Վ -ն դեռևս համապատասխանում է լիովին միացված և լրիվ անջատված անցման վիճակում անցկացրած շատ ժամանակին: (Ներքևի կանաչ գիծը ցույց է տալիս լարումը T1- ի դարպասի մոտ):

Այնուամենայնիվ, այս սխեմայի մեջ ամենավատն այն է, որ անջատվելուց հետո մարտկոցի լարման նույնիսկ մի փոքր վերականգնումը միացումը հետ է մղում կիսափակ վիճակի: Հաշվի առնելով, որ մարտկոցի լարումը մի փոքր վերականգնվում է, երբ բեռը կտրվում է, դա նշանակում է, որ մեր շղթան երկար ժամանակ կմնա անցումային վիճակում (որի ընթացքում բեռնվածքի միացումը նույնպես կմնա կիսաքայքայված վիճակում ՝ պոտենցիալ ուղարկելով օրինակ, Arduino- ն հարյուրավոր վերագործարկման ցիկլերի միջոցով):

Երկրորդ տան ուղերձը. Մենք չենք ցանկանում, որ բեռը շատ շուտ միացվի, երբ մարտկոցը վերականգնվի:

Եկեք անցնենք 2 -րդ քայլին `դա իրականացնելու եղանակի համար:

Քայլ 2. Հիստերեզի ավելացում

Քանի որ սա միացում է, դուք կարող եք իրականում կառուցել, ես մասերի ցուցակ կտամ այն մասերի համար, որոնք սխեմատիկից ակնհայտ չեն.

• T1: IRLML6401: Տես «Քայլ 1» ՝ քննարկման համար, թե ինչու:
• T2. Commonանկացած սովորական փոքր ազդանշանի NPN տրանզիստոր: Այս շղթան փորձարկելիս ես օգտագործել եմ BC547- ը: Commonանկացած սովորական տեսակ, ինչպիսիք են 2N2222, 2N3904, պետք է նույնքան լավ անեն:
• T3. Commonանկացած սովորական փոքր ազդանշանային PNP տրանզիստոր: Ես օգտագործեցի BC327 (չունեի որևէ BC548): Կրկին օգտագործեք այն սովորական տեսակը, որն առավել հարմար է ձեզ համար:
• C1. Տեսակը իրականում կարևոր չէ, կարժենա էժան կերամիկան:
• LED- ն ստանդարտ կարմիր 5 մմ տիպ է: Գույնը կարևոր է, չնայած LED- ն երբեք տեսանելի չի լուսավորվի. Նպատակը որոշակի լարման անկումն է: Եթե ունեք Zener դիոդ 1V- ից մինչև 1.4V Zener լարման միջև, դրա փոխարեն օգտագործեք այն (միացված է հակադիր բևեռայնությամբ):
• R2- ը և R3- ը կարող են փոխարինվել 100k պոտենցիոմետրով `անջատման լարման ճշգրիտ կարգավորման համար:
• «Լամպը» պարզապես ներկայացնում է ձեր բեռը:
• Ռեզիստորի արժեքները կարելի է վերցնել սխեմատիկայից: Այնուամենայնիվ, ճշգրիտ արժեքները իսկապես կարևոր չեն: Դիմադրիչները պետք է ոչ ճշգրիտ լինեն, ոչ էլ պետք է ունենան հզորության էական գնահատական:

Ո՞րն է այս սխեմայի առավելությունը Circuit 1 -ի նկատմամբ:

Նայեք սխեմատիկ ներքևի շրջանակի տողերին (կամ ինքներդ գործարկեք մոդելավորումը): Կրկին, վերին կանաչ գիծը համապատասխանում է մարտկոցի լարման (այստեղ վերցված է եռանկյունու գեներատորից `հարմարության համար): Դեղին գիծը համապատասխանում է հոսող հոսանքին: Ստորին կանաչ գիծը ցույց է տալիս լարումը T1 դարպասի մոտ:

Համեմատելով սա 1 -ի սխեմայի շրջանակների հետ, կնկատեք, որ միացման և անջատման միջև անցումը շատ ավելի սուր է: Սա հատկապես ակնհայտ է, երբ դիտում ենք ներքևի T1 դարպասի լարումը: Դա իրականացնելու եղանակը T2- ին դրական արձագանքների օղակի ավելացումն էր ՝ նոր ավելացված T3- ի միջոցով: Բայց կա ևս մեկ կարևոր տարբերություն (չնայած որ այն նկատելու համար անհրաժեշտ է արծվի աչքեր). Թեև նոր շղթան կկտրի բեռը 1.88 Վ-ի սահմաններում, այն (նորից) չի միացնի բեռը մինչև լարումը չբարձրանա 1.94 Վ-ից բարձր. «Հիստերեզիս» կոչվող այս հատկությունը լրացուցիչ հետադարձ հանգույցի մեկ այլ կողմնակի արտադրանք է: Մինչ T3- ը «միացված» է, այն T2- ի բազային կտրամադրի լրացուցիչ դրական կողմնակալություն ՝ դրանով իսկ նվազեցնելով կտրման շեմը: Այնուամենայնիվ, մինչ T3- ն արդեն անջատված է, նորից միացնելու շեմը նույն կերպ չի իջեցվի: Գործնական հետևանքն այն է, որ միացումը չի տատանվի միացման և անջատման միջև, քանի որ մարտկոցի լարումը նվազում է (բեռը միացված է), այնուհետև այնքան փոքր -ինչ վերականգնվում է (բեռը անջատված է), հետո ընկնում… Լավ: Հիստերեզի ճշգրիտ քանակը վերահսկվում է R4- ով, ավելի ցածր արժեքներով `ավելի մեծ բացը միացման և անջատման շեմերի միջև:

BTW, անջատված վիճակում այս սխեմայի էներգիայի սպառումը կազմում է մոտ 3 միկրոԱմպ (շատ ավելի ցածր ինքնակառավարման լիցքաթափման արագությունից), իսկ միացված հոսանքի դեպքում ՝ 30 միկրոԱմպ:

Այսպիսով, ինչի՞ մասին է C1- ը:

Դե, C1- ը ամբողջովին կամընտիր է, բայց ես դեռ բավականին հպարտ եմ այդ գաղափարով. Նրանց նորից միացնելիս նրանք այնքան ուժեղ չեն լինի, որ նորից ակտիվացնեն շրջանը, չնայած որ նրանք դեռ լավ կլինեն մյուսի համար, երբ աշխատում են միացումում: C1- ը կհոգա դրա մասին. Եթե լարումը բարձրանա, հանկարծակի (մարտկոցները նորից միացված են), C1- ից մի փոքր հոսանք կհոսի (շրջանցելով լուսադիոդը) և կհանգեցնի կարճ միացման: Եթե միացված լարումը գերազանցում է անջատման շեմը, հետադարձ կապը կպահպանի այն: Եթե այն գտնվում է անջատման շեմից ցածր, միացումն արագորեն նորից կանջատվի:

Էքսկուրսուս. Ինչու՞ չօգտագործել MAX713L- ը ցածր լարման հայտնաբերման համար:

Դուք կարող եք մտածել ՝ արդյո՞ք այսքան մասեր իսկապես անհրաժեշտ են: Պատրա՞ստ բան չկա: Դե MAX813L- ն ինձ լավ համընկնում էր թվում: Այն բավականին էժան է, և այն պետք է բավականաչափ լավ լիներ ՝ գոնե T2, T3, LED և R1 փոխարինելու համար: Այնուամենայնիվ, ինչպես ես պարզեցի դժվար ճանապարհը, MAX813L- ի «PFI» քորոցը (հոսանքի խափանումների հայտնաբերման մուտքագրում) բավականին ցածր դիմադրողականություն ունի: Եթե ես օգտագործում էի 1 լ -ից բարձր լարման բաժանարար `PFI- ն կերակրելու համար,« PFO » - ում միացման և անջատման միջև անցումը կսկսեր ձգվել մի քանի տասնյակ վոլտով: Դե, անջատված վիճակում 1k- ը համապատասխանում է 2mA հաստատուն հոսանքին `արգելող շատ, և գրեթե հազար անգամ ավելի, քան անհրաժեշտ է այս շղթան: Բացի այդ, PFO- ի քորոցը չի պտտվի գետնի և մատակարարման լարման ամբողջ միջակայքի միջև, ուստի փոքր հոսանքի տարածքով, որը մենք ունենք մեր հզորության տրանզիստորը (T1) վարելու համար, մենք նույնպես պետք է նորից տեղադրենք օժանդակ NPN տրանզիստոր:

Քայլ 3: Տատանումներ

Շատ տատանումներ հնարավոր են 2-րդ փուլում / շրջան 2-ում ներկայացված դրական արձագանքների օղակի թեմայով: Այստեղ ներկայացվածը նախորդից տարբերվում է նրանով, որ անջատված վիճակում մարտկոցի լարման բարձրացումն ինքնին չի վերագործարկվի: Ավելի շուտ, երբ անջատման շեմը կհասնի, այն նորից գործարկելու համար ստիպված կլինեք (փոխանակել մարտկոցները և) սեղմել կամընտիր սեղմման կոճակը (S2): Լավ չափման համար ես ներառեցի երկրորդ կոճակը, որն անջատում է ձեռքով: Շրջանակի գծերի փոքր բացը ցույց է տալիս, որ ես միացրել եմ միացումը, անջատում եմ, ցուցադրական նպատակներով: Lowածր լարման անջատումը, բնականաբար, տեղի է ունենում ինքնաբերաբար: Պարզապես փորձեք այն սիմուլյացիայի մեջ, եթե ես լավ չեմ կատարում այն նկարագրելը:

Այժմ այս տատանումների առավելություններն այն են, որ այն ապահովում է մինչ այժմ դիտարկված սխեմաների ամենակտրուկ անջատումը (սիմուլյացիայի ճշգրիտ 1.82 Վ-ում. Գործնականում անջատման կետի մակարդակը կախված կլինի օգտագործվող մասերից, և կարող է տարբեր լինել ջերմաստիճանի կամ այլ գործոնների հետ, բայց դա շատ կտրուկ կլինի): Այն նաև նվազեցնում է էներգիայի սպառումը մինչև մի փոքր 18nA:

Տեխնիկապես դա իրականացնելու հնարքը լարման տեղեկատուի ցանցը (LED, R2 և R3) մարտկոցին ուղղակիորեն միացվածից T2- ից հետո միացնելն էր տեղափոխելն այնպես, որ այն անջատվի T2- ի հետ միասին: Սա օգնում է կտրուկ անջատման կետին, քանի որ երբ T2- ը սկսում է մի փոքր անջատվել, տեղեկատու ցանցին հասանելի լարումը նույնպես կսկսի նվազել ՝ առաջացնելով արագ արձագանքման օղակ ամբողջությամբ միացումից մինչև լիովին անջատում:

Ազատվեք կոճակներից (եթե ցանկանում եք)

Իհարկե, եթե ձեզ դուր չի գալիս կոճակները սեղմելը, պարզապես հանեք կոճակները, այլ միացրեք 1nF կոնդենսատորը և 10 Մ Օմ ռեզիստորը (ճշգրիտ արժեքը նշանակություն չունի, բայց պետք է լինի առնվազն երեքից չորս անգամ ավելի, քան R1- ը) T1- ի դարպասից գետնին զուգահեռ (որտեղ S2- ն էր): Այժմ, երբ դուք տեղադրում եք թարմ մարտկոցներ, T1- ի դարպասը կարճ ժամանակով կիջեցվի ցածր (մինչև C1- ը լիցքավորվի), և այսպես միացումն ինքնաբերաբար միանում է:

Մասերի ցանկը

Քանի որ սա ևս մեկ միացում է, որը դուք իրականում կարող եք կառուցել. Կարևոր է, որ T1- ը դեռ IRLML6401 է, մինչդեռ T2 և T3- ն համապատասխանաբար ցանկացած ընդհանուր փոքր ազդանշանի NPN և PNP տրանզիստորներ են:

Քայլ 4: Պարզեցում

2 -րդ և 3 -րդ սխեմաները միանգամայն լավ են, եթե ինձ հարցնեք, բայց ես հետաքրքրվեցի ՝ կարո՞ղ եմ բավարարվել ավելի քիչ մասերով: 2 -րդ և 3 -րդ սխեմաների հետադարձ կապի հայեցակարգային իմաստով անհրաժեշտ է միայն երկու տրանզիստոր (դրանցում T2 և T3), բայց դրանք նաև ունեն T1, առանձին ՝ բեռը վերահսկելու համար: Կարո՞ղ է T1- ը օգտագործվել որպես հետադարձ հանգույցի մաս:

Այո, որոշ հետաքրքիր հետևանքներով. Նույնիսկ երբ միացված է, T1- ը կունենա ցածր, բայց ոչ զրո դիմադրություն: Հետեւաբար, լարումը նվազում է T1- ով, ավելի բարձր հոսանքների դեպքում: T2- ի հիմքը T1- ից հետո միացված, լարման այդ անկումը ազդում է շղթայի աշխատանքի վրա: Մեկ բանի համար, ավելի մեծ բեռներ կնշանակեն ավելի բարձր անջատման լարման: Ըստ մոդելավորման (EԱՆՈԹՈ:ԹՅՈՆ. Ավելի հեշտ փորձարկման համար ես C1- ը փոխեցի կոճակի համար, այստեղ), 4 Օմ բեռնվածքի դեպքում անջատումը 1.95 Վ է, 8 Օմ-ի դեպքում `1.8 Վ, 32 Օմ-ի դեպքում` 1.66 Վ, և 1k Ohm- ի համար 1.58V- ում: Դրանից դուրս այն շատ չի փոխվում: (Իրական կյանքի արժեքները տարբերվելու են սիմուլյատորից `կախված ձեր T1 նմուշից, օրինակը նման կլինի): Այդ բոլոր անջատումները գտնվում են անվտանգ սահմաններում (տես ներածությունը), բայց, անկասկած, դա իդեալական չէ: NiMH մարտկոցները (և հատկապես ծերացող մարտկոցները) արագ լիցքաթափման դեպքում ցույց կտան ավելի արագ լարման անկում, իսկ իդեալական դեպքում ՝ բարձր լիցքաթափման դեպքում լարման անջատումը պետք է լինի ավելի ցածր, ոչ թե ավելի բարձր: Սակայն, նույն սկզբունքով, այս միացումն ապահովում է կարճ միացման արդյունավետ պաշտպանություն:

Careգույշ ընթերցողները նաև կնկատեն, որ շրջանակի տողերում ցուցադրված կտրվածքը շատ մակերեսային է թվում, նույնիսկ 1-ին շրջանի համեմատ: Այնուամենայնիվ, դա մտահոգիչ չէ: Իշտ է, միացումն ամբողջովին փակվելու համար կպահանջվի 1/10 վայրկյան, սակայն լարման կետը, որտեղ անջատումը տեղի է ունենում, դեռևս խստորեն սահմանված է (սիմուլյացիայի մեջ դուք պետք է փոխեք մշտական DC- ով սկզբնաղբյուր, սա տեսնելու համար եռանկյունու գեներատորի փոխարեն): Characteristicամանակի բնութագիրը պայմանավորված է C1- ով և ցանկալի է. Այն պաշտպանում է վաղաժամ ինքնաակտիվացումից այն դեպքում, երբ բեռը (մտածեք. Քայլափոխիչ) կարճ հոսանք է առաջացնում, այլ ոչ թե հիմնականում հաստատուն: BTW, C1- ի երկրորդ նպատակը (և R3- ը, C1- ը լիցքաթափելու համար անհրաժեշտ ռեզիստորը) միացումն ավտոմատ կերպով վերագործարկելն է, երբ մարտկոցը անջատված/միացված է:

Մասերի ցանկը

Պահանջվող մասերը կրկին նույնն են, ինչ նախորդ սխեմաների համար: Մասնավորապես:

• T1- ը IRLML6401 է. Այլընտրանքների (բացակայության) քննարկման համար տե՛ս Քայլ 1 -ը
• T2- ը ցանկացած ընդհանուր փոքր ազդանշանի NPN է
• C1- ը էժան կերամիկա է
• Ռեզիստորները նույնպես էժան են ամեն ինչից: Ոչ ճշգրտություն, ոչ էլ ուժի հանդուրժողականություն չի պահանջվում, և սխեմատիկորեն տրված արժեքները հիմնականում կոպիտ կողմնորոշում են: Մի անհանգստացեք նմանատիպ արժեքների փոխանակման մասին:

Ո՞ր միացումն է ինձ համար ամենալավը:

Կրկին խորհուրդ եմ տալիս չշրջանցել 1. Շրջանը 1 -ի և 3 -ի միջև, ես թեքվում եմ դեպի վերջինս: Այնուամենայնիվ, եթե ակնկալում եք մարտկոցի լարման ավելի մեծ տատանումներ (օրինակ ՝ մարտկոցների ցրտերի պատճառով), կարող եք գերադասել հիստերեզի վրա հիմնված ավտոմատ վերագործարկումը, քան սխեմայի ձեռքով վերագործարկումը: 4 -րդ սխեման գեղեցիկ է նրանով, որ օգտագործում է ավելի քիչ մասեր և առաջարկում է կարճ միացումից պաշտպանություն, բայց եթե ձեզ անհանգստացնում է շատ կոնկրետ լարման դեպքում անջատումը, ապա այս միացումը ձեզ համար չէ:

Հետևյալ քայլերում ես ձեզ կառաջնորդեմ 4. Շրջանի կառուցման ընթացքում: Եթե դուք կառուցում եք մյուս Շղթաներից մեկը, մտածեք մի քանի լուսանկար կիսելու մասին:

Քայլ 5: Եկեք սկսենք կառուցել (շրջան 4)

Լավ, ուրեմն մենք պատրաստվում ենք կառուցել Circuit 4 -ը: Բացի նախորդ քայլում թվարկված էլեկտրոնային մասերից, ձեզ հարկավոր կլինի.

• 2 բջջային մարտկոցի կրիչ (իմը AA- ի տուփն էր, որը հեռացվել էր ամանորյա դեկորացիայից)
• Որոշ շերտի տախտակ
• IRLML6401- ի հետ աշխատելու համար պինցետների արժանապատիվ զույգ
• (Փոքր) կողային կտրիչ
• Oldոդման երկաթ և զոդման մետաղալար

Պատրաստուկներ

Իմ մարտկոցի պահոցը գալիս է անջատիչով, և - հարմար - մի փոքր դատարկ գլխարկ, որը, կարծես, պարզապես կատարյալ է մեր սխեման ներս տեղադրելու համար: Կա մի քորոց ՝ այնտեղ (ըստ ցանկության) պտուտակ պահելու համար, և ես այն կտրեցի կողքի կտրիչի միջոցով:. կոնտակտներն ու մալուխները պարզապես ազատ տեղադրվել են: Ես դրանք հանեցի ավելի հեշտ մուտքի համար, կտրեցի լարերը և հեռացրեցի մեկուսացումը ծայրերում:

Այնուհետև ես ազատորեն տեղադրեցի էլեկտրոնային մասերը մի տախտակի կտորի մեջ, որպեսզի պարզեմ, թե որքան տեղ են դրանք զբաղեցնելու: Մոտավորապես, ներքևի շարքը պետք է հիմնավորվի, կենտրոնական շարքում պահվում են լարման հայտնաբերման տարրերը, իսկ վերին շարանը կապ ունի T1- ի դարպասի հետ: Ես ստիպված էի բավականին խիտ փաթեթավորել մասերը, որպեսզի ամեն ինչ տեղավորվի պահանջվող տարածքում: IRLML6401- ը դեռ տեղադրված չէ: Պինուտի պատճառով այն պետք է անցնի ծայրամասային տախտակի վրա: (Ո NOTՇԱԴՐՈԹՅՈՆ, որ ես պատահաբար տեղադրել եմ T2 - BC547 - ը ՝ սխալ ճանապարհով: Մի հետևեք դրան կուրորեն, կրկնակի ստուգեք ձեր օգտագործած տրանզիստորի ճեղքվածքը. Դրանք բոլորը տարբեր են): տախտակը պահանջվող չափի:

Քայլ 6. Sոդում. Դժվար մասը առաջինը

Հեռացրեք բաղադրիչների մեծ մասը, բայց տեղադրեք R1- ի մեկ կապը, մարտկոցից (իմ դեպքում `մարտկոցի անջատիչից) դրական կապի հետ միասին, կենտրոնական շարքում` անմիջապես մի կողմում: Sոդեք միայն այդ մեկ անցքը, դեռ մի ամրացրեք քորոցները: R1- ի մյուս քորոցը գնում է դեպի ներքևի տող (ինչպես երևում է ստորևից), մեկը պահում է ձախ կողմում: Ամրացրեք շերտի տախտակը հորիզոնական, ներքևի կողմը դեպի վեր:

Լավ, հաջորդ ՝ IRLML6401: Փոքր լինելուց բացի, այս հատվածը զգայուն է էլեկտրաստատիկ արտանետումների նկատմամբ: Mostամանակի մեծ մասը ոչ մի վատ բան չի պատահի, նույնիսկ եթե այն պահում եք առանց նախազգուշական միջոցների: Բայց իրական հնարավորություն կա, որ դուք կվնասեք կամ կքանդեք այն ՝ նույնիսկ չնկատելով, ուստի եկեք փորձենք զգույշ լինել: Նախ, փորձեք դա անելիս պլաստմասե կամ բուրդ չկրել: Բացի այդ, եթե դուք չունեք հակաստատիկ ձեռնաշղթա, այժմ ժամանակն է ձեռքով դիպչել ինչ -որ բանին (գուցե ռադիատորին կամ խողովակներին), ինչպես ձեր ձեռքով, այնպես էլ ձեր զոդման երկաթով: Այժմ, ձեր պինցետով զգուշորեն բռնեք IRLML6401- ը և տեղափոխեք այն իր վերջնական տեղի մոտ, ինչպես ցույց է տրված լուսանկարում: «S» քորոցը պետք է լինի ձեր զոդած R1- ի քորոցի կողքին, մյուսը ՝ երկու այլ անցքերի վրա, ինչպես ցույց է տրված:

Մի շտապեք! Սխալվում է ճշգրտության, այլ ոչ թե արագության վրա, այստեղ: Երբ դուք գոհ եք տեղադրումից, նորից հալեցրեք զոդումը R1- ում, մինչդեռ IRLML6401- ը զգույշ շարժելով դեպի այն ՝ ձեր պինցետներով, այնպես, որ «S» կապն ամրացվի: Fullyգուշորեն ստուգեք, որ IRLML6401- ն այժմ ամրագրված է, և որ այն ամրագրված է ճիշտ տեղում (նաև `հարթ տախտակի վրա): Եթե դուք լիովին գոհ չեք տեղադրումից, ևս մեկ անգամ հալեցրեք զոդիչը և կարգավորեք դիրքը: Անհրաժեշտության դեպքում կրկնել:

Կատարած? Լավ Խորը շունչ քաշեք, այնուհետև R1- ի երկրորդ քորոցը ամրացրեք «G» քորոցի կողքին գտնվող փոսում (փաթեթի նույն կողմում, ինչպես «S» քորոցը): Համոզվեք, որ միացնում եք ինչպես R1- ը, այնպես էլ «G» կապը: Դեռ մի՛ սեղմեք R1- ի քորոցը:

Տեղադրեք R2- ի մեկ քորոց, և դրական ելքը տանում է «D» կապի կողքին գտնվող անցքի միջով (այն տրանզիստորային փաթեթի հակառակ կողմում): Connectionոդեք այդ կապը ՝ կրկին համոզվելով, որ «D» կապը միացնում եք R2- ին և ելքային կապին:

Ի վերջո, լավ չափման համար մի փոքր ավելի շատ կպցրեք զոդման առաջին կետին («S» կապում), այժմ, երբ զոդման երկու այլ կետերը տրանզիստորը պահում են տեղում:

Նկատի ունեցեք, որ ես միտումնավոր տեղադրում եմ R1- ը և R2- ը T1- ին շատ մոտ: Գաղափարն այն է, որ դրանք գործելու են որպես տարրական ջերմատաքացուցիչ T1- ի համար: Այնպես որ, նույնիսկ եթե ավելի շատ տարածք ունեք ազատելու, մտածեք նաև դրանք ամուր պահելու մասին: Նույն սկզբունքով, շատ խնայող մի եղեք զոդման քանակի վերաբերյալ, այստեղ:

Մինչ այժմ ամեն ինչ կարգի՞ն է: Հոյակապ Այսուհետ ամեն ինչ պարզապես հեշտանում է:

Քայլ 7. Sոդում `հեշտ մաս

Theոդման մնացած մասը բավականին պարզ է: Տեղադրեք մասերը մեկ առ մեկ, ինչպես սկզբնական նկարում (բացառությամբ, մեծ ուշադրություն դարձրեք ձեր T2 տրանզիստորի քորոցին), այնուհետև դրանք կպցրեք: Սկսեցի կենտրոնական տողից: Դուք կնկատեք, որ որոշ դեպքերում ես մի քանի կապում եմ մտցրել մեկ անցքի մեջ (օր. R2- ի մյուս ծայրը և LED- ի երկար կապը), և որտեղ դա հնարավոր չէր, ես պարզապես թեքում էի արդեն եռակցված տարրերի կապանքները անհրաժեշտ միացում (ներ):

Ամբողջ ստորին տողը (ինչպես երևում է ստորևից) միացված է T1- ի «G» քորոցին, և մենք օգտագործում ենք R2- ի քորոցը (ես ձեզ զգուշացրել եմ, որ այն չկտրեք) այդ կապը հաստատելու համար (T2, C1 կոլեկտորին, և R3):

Ամբողջ վերին տողը (ինչպես երևում է ստորևից) միացված է գետնին, իսկ R3- ի քորոցը օգտագործվում է այդ կապը հաստատելու համար: C1- ի մյուս տերմինալը, T2- ի արտանետիչը և, ամենակարևորը, մարտկոցի գրունտը և ելքային գրունտի կապարը կապված են դրան:

Վերջին երկու նկարները ցույց են տալիս վերջնական միացումը ներքևից և վերևից: Կրկին, ես սխալ կերպով զոդեցի T2- ում, և ես ստիպված եղա դա շտկել այն բանից հետո (նկարներ չկան): Եթե օգտագործում եք BC547 (ինչպես ես արեցի), այն գնում է ճիշտ հակառակը: Այնուամենայնիվ, ճիշտ կլինի 2N3904- ի համար: Այլ կերպ ասած, պարզապես համոզվեք, որ զոդումից առաջ կրկնակի ստուգեք տրանզիստորի քորոցը:

Քայլ 8: Վերջնական քայլեր

Հիմա լավ ժամանակ է ձեր սխեման փորձարկելու համար:

Եթե ամեն ինչ աշխատում է, մնացածը պարզ է: Ես միացումը տեղադրեցի մարտկոցի պահիչի ներսում, անջատիչի և մարտկոցի կոնտակտների հետ միասին: Քանի որ ես մի փոքր անհանգստացած էի, որ մարտկոցի դրական տերմինալը շոշափում է շրջանը, ես դրա միջև մի փոքր կարմիր մեկուսիչ ժապավեն դրեցի: Ի վերջո, ես ամրացրեցի ելքային մալուխները տաք սոսինձի կաթիլով:

Վերջ! Հուսով եմ, որ կարող եք հետևել ամեն ինչին և մտածել նկարներ տեղադրելու մասին, եթե մյուս սխեմաներից մեկն եք անում: