2 Celični NiMH zaščitni vezji: 8 korakov (s slikami)

2025 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2025-01-23 15:09

Če ste prišli sem, verjetno veste, zakaj. Če želite videti le hitro rešitev, pojdite takoj na korak 4, ki podrobno opisuje vezje, ki sem ga na koncu uporabil. Če pa niste povsem prepričani, ali res želite to rešitev ali kaj drugega, ste radovedni v ozadju ali pa samo uživate ob obisku zanimivih točk na mojem potovanju poskusov in napak, tukaj je izdelana različica:

Težava

Imate projekt elektronike, ki ga želite napajati z akumulatorskimi baterijami. LiPo je tehnologija baterije, vendar litijeve baterije vseeno prinašajo nekaj slabih navad, na primer, da nimajo standardnega faktorja, pripravljenega v supermarketu, da potrebujejo posebne polnilnike (po enega za vsak faktor oblike), in da se ob neprimernem ravnanju obnašajo kot prave kraljice drame (vname se in podobno). V nasprotju s tem so NiMH akumulatorske baterije na voljo v standardnih oblikah od AA do AAA do kar koli, kar pomeni, da lahko uporabite iste baterije za svoj digitalni fotoaparat, svetilko, avtomobil za igrače RC in elektroniko za samostojno izdelavo. Pravzaprav jih imate najbrž kar nekaj. Prav tako so veliko manj znani po tem, da povzročajo težave, le ena stvar, ki jim res ni všeč, je, da se "globoko izpraznijo".

Ta težava postane veliko hujša, če uporabljate "step up buck converter" za povečanje vhodne napetosti - recimo 5V za napajanje arduina. Medtem ko se bo vaš avtomobil RC premikal počasneje in počasneje, ko se vam baterije praznijo, se bo pretvornik dolarjev močno potrudil, da bo izhodna napetost ostala konstantna, tudi če se vhodna napetost zmanjšuje, zato boste lahko iz baterije izsesali zadnjih nekaj elektronov, brez vidnih znakov težav.

Kdaj morate torej prenehati prazniti?

Popolnoma napolnjena NiMH celica ima tipično napetost okoli 1,3 V (do 1,4 V). Večino svojega obratovalnega cikla bo napajal približno 1,2 V (nazivno napetost) in se počasi zmanjšal. Blizu izčrpanja bo padec napetosti precej strm. Običajno priporočilo je, da prenehate prazniti nekje med 0,8 V in 1 V, takrat pa bo večina naboja vseeno porabljena (z veliko dejavniki, ki vplivajo na natančne številke - ne bom se spuščal v podrobnosti).

Če pa res želite preseči meje, morate biti pozorni na stanje, ko baterijo izpraznite pod 0V, nato pa bo utrpela resno škodo (Opozorilo: Ne pozabite, da tukaj razpravljam o celicah NiMH; za LiPos trajno škoda se bo začela veliko prej!). Kako se to sploh lahko zgodi? No, če imate več celic NiMH zaporedoma, je lahko ena od baterij še vedno blizu nazivne napetosti, druga pa je že popolnoma izpraznjena. Zdaj bo napetost dobre celice še naprej potiskala tok skozi vaše vezje - in skozi prazno celico, ga izčrpala pod 0V. V to situacijo je lažje priti, kot se morda zdi na prvi pogled: Ne pozabite, da se padec napetosti proti koncu cikla praznjenja precej poveča. Tako lahko tudi nekatere relativno majhne začetne razlike med vašimi celicami povzročijo zelo različne preostale napetosti po praznjenju. Zdaj ta problem postaja vse bolj izrazit, več celic daš v niz. V primeru dveh celic, o katerih tukaj govorimo, bi bilo še vedno relativno varno izprazniti do skupne napetosti okoli 1,3 V, kar bi ustrezalo eni bateriji pri 0 V, drugi pa pri 1,3 V, v najslabšem primeru. Tako nizko pa ni smiselno (in kot bomo videli, bi bilo to celo težko doseči). Kot zgornja meja pa se zdi ustavitev kjer koli nad 2V potratna (čeprav AFAIU v nasprotju z NiCd baterijami pogoste delne izpraznitve za NiMH baterije ne predstavljajo težav). Večina vezij, ki jih bom predstavil, bodo usmerjene nekoliko pod to vrednost, na okrog 1,8 V kot prekinitev.

Zakaj preprosto ne bi uporabili rešitve, ki ni zase?

Ker se zdi, da to ne obstaja! Rešitev je veliko za večje število celic. Pri treh celicah NiMH lahko začnete uporabljati standardno zaščitno vezje LiPo, nad tem pa se vaše možnosti le še povečajo. Toda prekinitev nizke napetosti pri ali pod 2V? Enega za enega nisem mogel najti.

Kaj bom predstavil

Ne bojte se, predstavil vam bom ne eno, ampak štiri sorazmerno lahka vezja, ki bodo dosegla ravno to (po eno v vsakem "koraku" tega navodila), o njih bom podrobno razpravljal, zato boste vedeli kako in zakaj jih spremeniti, če čutite potrebo. No, če sem iskren, ne priporočam uporabe prvega vezja, ki ga preprosto vključujem za ponazoritev osnovne ideje. Vezja 2 in 3 delujeta, vendar zahtevata nekaj več komponent kot vezje 4, ki sem ga na koncu uporabil sam. Še enkrat, če ste siti teorije, pojdite na korak 4.

1. korak: Osnovna ideja (to vezje ni priporočljivo!)

Začnimo z osnovnim vezjem zgoraj. Ne priporočam njegove uporabe, kasneje pa bomo razpravljali, zakaj, vendar je kot nalašč za ponazoritev osnovnih zamisli in za razpravo o glavnih elementih, ki jih boste našli tudi v boljših vezjih, spodaj v tem navodilu. BTW, to vezje si lahko ogledate tudi v celotni simulaciji v odličnem spletnem simulatorju Paul Falstad in Iain Sharp. Eden redkih, ki ne zahteva registracije, da shranite in delite svoje delo. Ne skrbite za vrstice področja uporabe na dnu, vendar bom razložil tiste, ki se bližajo koncu tega "koraka".

V redu, zato, da zaščitite svoje baterije pred preveč izpraznjenostjo, potrebujete a) način, da odklopite obremenitev, in b) način, da zaznate, kdaj je čas za to, to je, ko je napetost predaleč padla.

Kako vklopiti in izklopiti obremenitev (T1, R1)?

Začenši s prvim, bo najbolj očitna rešitev uporaba tranzistorja (T1). Toda katero vrsto izbrati? Pomembne lastnosti tega tranzistorja so:

1. Moral bi prenašati dovolj toka za vašo aplikacijo. Če želite splošno zaščito, boste verjetno želeli podpreti vsaj 500 mA in navzgor.
2. Med vklopom naj bi zagotavljal zelo nizek upor, da ne bi ukradel preveč napetosti / moči iz vaše že tako nizke napajalne napetosti.
3. Moral bi ga preklopiti na napetost, ki jo imate, to je nekaj nekoliko pod 2V.

Zgoraj navedena točka 3 bi kazala na tranzistor BJT ("klasičen"), vendar je s tem povezana preprosta dilema: pri obremenitvi na strani oddajnika bo tako za obremenitev na voljo osnovni tok, boste učinkovito znižali razpoložljivo napetost s "padcem napetosti baznega oddajnika". Običajno je to okoli 0,6 V. Prepovedano veliko, če govorimo o 2V skupni oskrbi. Nasprotno pa boste pri obremenitvi na strani zbiralnika "zapravili" ves tok, ki teče skozi osnovo. V večini primerov uporabe to ni veliko vprašanje, saj bo osnovni tok le približno 100-ti del kolektorskega toka (odvisno od vrste tranzistorja). Toda pri načrtovanju za neznano ali spremenljivo obremenitev to pomeni trajno izgubo 1% pričakovane največje obremenitve. Ne tako super.

Torej, če upoštevamo tranzistorje MOSFET, se ti odlikujejo v točkah 1 in 2 zgoraj, vendar večina vrst za popoln vklop potrebuje precej več kot 2 V napetost vrat. Upoštevajte, da "prag napetosti" (V-GS- (th)) nekoliko pod 2 V ni dovolj. Želite, da je tranzistor daleč v območju vklopa pri 2V. Na srečo je na voljo nekaj primernih tipov z najnižjimi napetostmi vrat, ki jih običajno najdemo v P-kanalnih MOSFET-ih (enakovreden FET tranzistorja PNP). In še vedno bo vaša izbira vrst močno omejena in žal mi je, da vam moram razkriti, edine primerne vrste, ki sem jih našel, so vse pakirane v SMD. Da bi vam pomagali pri tem šoku, si oglejte podatkovni list za IRLML6401 in mi povejte, da te specifikacije niso navdušile! IRLML6401 je tudi vrsta, ki je v času pisanja tega članka zelo razširjena in vam ne bi smela zavreči več kot 20 centov na kos (manj pri nakupu v obsegu ali na Kitajskem). Torej si zagotovo lahko privoščiš, da popražiš nekaj teh - čeprav so vsi preživeli kljub temu, da sem začetnik pri spajkanju SMD. Pri 1,8 V na vratih ima upor 0,125 Ohma. Dovolj dobro za vožnjo po redu 500mA, brez pregrevanja (in višje, z ustreznim hladilnikom).

V redu, torej IRLML6401 bomo uporabili za T1 v tem in vseh naslednjih vezjih. R1 je preprosto tam, da privzeto dvigne napetost vrat (kar ustreza odklopljeni obremenitvi; ne pozabite, da je to P kanalski FET).

Kaj še potrebujemo?

Kako zaznati nizko napetost akumulatorja?

Da bi dosegli večinoma določeno napetostno omejitev, rdečo LED napačno uporabljamo kot relativno ostro referenčno napetost okoli 1,4 V. Če bi imeli zener diodo primerne napetosti, bi bilo to veliko bolje, vendar se zdi, da LED še vedno zagotavlja stabilnejšo referenčno napetost kot dve redni silicijevi diodi v seriji. R2 in R3 služita za: a) omejevanje toka, ki teče skozi LED (upoštevajte, da ne želimo proizvajati zaznavne svetlobe), in b) še nekoliko znižajte napetost na dnu T2. R2 in R3 lahko zamenjate s potenciometrom za nekoliko nastavljivo prekinitveno napetost. Zdaj, če je napetost, ki prihaja na bazo T2, okoli 0,5 V ali več (dovolj za premagovanje padca napetosti baznega oddajnika T2), se bo T2 začel izvajati, potegnil vrata T1 na nizko in s tem povezal obremenitev. BTW, T2 je mogoče domnevati, da je vaša vrtna sorta: ne glede na to, da se v vašem orodjarniku zadrži tranzistor z majhnim signalom, čeprav je bolje uporabiti visoko ojačanje (hFe).

Morda se sprašujete, zakaj sploh potrebujemo T2, in ne povežite samo naše začasne referenčne napetosti med ozemljitvijo in zatičem vrat T1. No, razlog za to je precej pomemben: želimo čim hitrejši preklop med vklopom in izklopom, saj se želimo izogniti temu, da bi bil T1 v daljšem časovnem obdobju v stanju "polovičnega vklopa". T1 bo med pol vklopa deloval kot upor, kar pomeni, da bo napetost med virom in odtokom padla, vendar tok še vedno teče, kar pomeni, da se bo T1 segrel. Koliko se bo segrelo, je odvisno od impedance obremenitve. Če je - na primer 200 ohmov, bo pri 2 V teklo 10 mA, medtem ko je T1 popolnoma vklopljen. Zdaj je najslabše stanje, da se upor T1 ujema s temi 200 ohmi, kar pomeni, da bo 1V padel nad T1, tok bo padel na 5mA in 5mW moči bo treba razpršiti. Dovolj pošteno. Toda za obremenitev 2 Ohma bo moral T1 razpršiti 500mW, kar je za tako majhno napravo veliko. (Pravzaprav je v specifikacijah za IRLML6401, vendar le z ustreznim hladilnikom in veliko sreče pri tem). V zvezi s tem ne pozabite, da bo, če je kot primarna obremenitev priključen povečevalni napetostni pretvornik, povečal vhodni tok kot odziv na padajočo vhodno napetost in tako pomnožil naše toplotne težave.

Sporočilo domov: želimo, da je prehod med vklopom in izklopom čim bolj oster. Za to gre pri T2: ostrejši prehod. Toda ali je T2 dovolj dober?

Zakaj ga to vezje ne prereže

Oglejmo si linije osciloskopa, prikazane na dnu simulacije 1. vezja. Morda ste opazili, da sem namesto baterij postavil generator trikotnikov od 0 do 2,8 V. To je samo priročen način za prikaz dogajanja, ko se napetost baterije (zgornja zelena črta) spreminja. Kot kaže rumena črta, skorajda ne teče tok, medtem ko je napetost pod okoli 1,9 V. Dobro. Prehodno območje med približno 1,93 V in 1,9 V se na prvi pogled zdi strmo, toda glede na to, da govorimo o bateriji, ki se počasi prazni, ti.3V še vedno ustrezajo veliko časa, ki ga porabimo v stanju prehoda med popolnoma vklopljenim in popolnoma izklopljenim. (Zelena črta na dnu prikazuje napetost na vratih T1).

Kar pa je pri tem vezju še slabše, je, da bo po prekinitvi celo rahlo okrevanje napetosti akumulatorja vrnilo vezje v stanje polovičnega vklopa. Glede na to, da se napetost akumulatorja ponavadi rahlo obnovi, ko se obremenitev prekine, to pomeni, da bo naše vezje dolgo časa ostalo v prehodnem stanju (v tem času bo tudi obremenitveno vezje ostalo v napol prekinjenem stanju, kar lahko potencialno pošlje na primer Arduino skozi stotine ciklov ponovnega zagona).

Drugo sporočilo za domov: Ne želimo, da bi se obremenitev ponovno priključila prehitro, ko se baterija izprazni.

Preidimo na 2. korak, kako to doseči.

2. korak: Dodajanje histereze

Ker je to vezje, boste morda želeli zgraditi, dal bom seznam delov za tiste dele, ki niso razvidni iz sheme:

• T1: IRLML6401. Glejte "1. korak" za razpravo, zakaj.
• T2: Vsak običajen NPN tranzistor z majhnim signalom. Pri testiranju tega vezja sem uporabil BC547. Vsaka običajna vrsta, kot sta 2N2222, 2N3904, bi morala delovati prav tako dobro.
• T3: Vsak skupni tranzistor PNP z majhnim signalom. Uporabil sem BC327 (nisem imel BC548). Ponovno uporabite tisto, ki je za vas najbolj primerna.
• C1: Tip res ni pomemben, poceni keramika bo dovolj.
• LED je standardni rdeči tip 5 mm. Barva je pomembna, čeprav LED nikoli ne bo vidno zasvetila: namen je znižati določeno napetost. Če ste lastnik Zener diode med 1V in 1.4V Zener napetostjo, jo uporabite (priključeno v obratni polarnosti).
• R2 in R3 bi lahko zamenjali s 100k potenciometrom za fino nastavitev prekinitvene napetosti.
• "Svetilka" preprosto predstavlja vašo obremenitev.
• Vrednosti upora lahko vzamete iz sheme. Natančne vrednosti pa res niso pomembne. Upori ne smejo biti niti natančni niti ne smejo imeti pomembne nazivne moči.

Kakšna je prednost tega vezja pred vezjem 1?

Oglejte si vrstice obsega pod shemo (ali simulacijo zaženite sami). Zgornja zelena črta spet ustreza napetosti baterije (vzeta iz generatorja trikotnikov za udobje). Rumena črta ustreza toku, ki teče. Spodnja zelena črta prikazuje napetost na vratih T1.

Če primerjate to s črtami obsega za 1. vezje, boste opazili, da je prehod med vklopom in izklopom veliko ostrejši. To je še posebej očitno, če pogledamo napetost vrat T1 na dnu. To je bilo mogoče doseči z dodajanjem pozitivne povratne zanke T2 prek na novo dodanega T3. Obstaja pa še ena pomembna razlika (čeprav bi za opazovanje potrebovali orlove oči): Čeprav bo novo vezje obremenitev obrezalo okoli 1,88 V, ne bo (ponovno) povezalo bremena, dokler napetost ne naraste nad 1,94 V. Ta lastnost, imenovana "histereza", je še en stranski produkt dodane povratne zanke. Medtem ko je T3 "vklopljen", bo osnove T2 oskrbel z dodatno pozitivno pristranskostjo in s tem znižal mejni prag. Medtem ko je T3 že izklopljen, prag za ponovni vklop ne bo znižan na enak način. Praktična posledica je, da vezje ne bo nihalo med vklopom in izklopom, saj napetost akumulatorja pade (pri priključeni obremenitvi), nato pa se tako rahlo obnovi (pri odklopljeni obremenitvi), nato pade … Dobro! Natančno količino histereze nadzira R4, pri čemer nižje vrednosti dajejo večjo vrzel med pragom vklopa in izklopa.

Mimogrede, poraba energije tega vezja, ko je izklopljen, je približno 3 mikroAmp (precej pod stopnjo samopraznjenja), medtem ko je režijski strošek med vklopljenim okoli 30 mikroAmp.

Kaj torej sploh pomeni C1?

No, C1 je popolnoma neobvezen, vendar sem še vedno precej ponosen na idejo: Kaj se zgodi, ko ročno odklopite baterije, medtem ko so skoraj prazne, recimo pri 1,92 V? Ko bi jih znova priklopili, ne bi bili dovolj močni, da bi ponovno aktivirali vezje, čeprav bi bili še dobri za drugega, medtem ko so v teku. C1 bo poskrbel za to: Če napetost nenadoma naraste (baterije se ponovno priključijo), bo iz C1 (mimo LED) pritekel majhen tok, kar bo povzročilo kratek vklop. Če je priključena napetost nad mejnim pragom, jo bo povratna zanka ohranila. Če je pod mejnim pragom, se bo vezje spet hitro izklopilo.

Izlet: Zakaj ne uporabite MAX713L za nizkonapetostno zaznavanje?

Morda se sprašujete, če je res potrebno toliko delov. Ali ni kaj pripravljenega? No, MAX813L se mi je zdel dober tek. Je precej poceni in bi moral biti dovolj dober, da zamenja vsaj T2, T3, LED in R1. Kot sem ugotovil na težji način, ima pin "PFI" MAX813L (vhod za zaznavanje izpada električne energije) precej nizko impedanco. Če bi za napajanje PFI uporabljal delilnik napetosti nad približno 1 k, bi se prehod med vklopom in izklopom pri "PFO" začel raztezati na več deset voltov. No, 1k ustreza konstantnemu toku 2mA, medtem ko je prekinljen - pretirano veliko in skoraj tisočkrat toliko, kolikor potrebuje to vezje. Poleg tega, da pin PFO ne bo nihal med ozemljitvijo in celotnim območjem napajalne napetosti, bi morali z malo prostora za glavo, ki ga imamo za pogon našega tranzistorja (T1), znova vstaviti tudi pomožni tranzistor NPN.

3. korak: variacije

Na temo pozitivne povratne zanke, ki smo jo predstavili v 2. koraku / vezju 2., je možnih veliko variacij. Predstavljena tukaj se od prejšnje razlikuje po tem, da se ob izklopu ne bo znova aktivirala pri naraščajoči napetosti baterije. Ko boste dosegli mejni prag, boste morali (zamenjati baterije in) pritisniti izbirni gumb (S2), da ga znova zaženete. Za dobro merilo sem vključil drugi gumb za ročni izklop vezja. Majhna vrzel v linijah obsega kaže, da sem za demonstracijo vklopil, izklopil, vklopil vezje. Seveda se prekinitev pri nizki napetosti zgodi samodejno. Samo poskusite v simulaciji, če tega ne opišem dobro.

Zdaj so prednosti te variacije v tem, da zagotavlja najostrejši prekinitev doslej obravnavanih vezij (pri simulaciji natančno 1,82 V; v praksi bo raven presečne točke odvisna od uporabljenih delov in se lahko spreminja glede na temperaturo ali druge dejavnike, vendar bo zelo oster). Zmanjša tudi porabo energije, medtem ko je izklopljena na majhnih 18nA.

Tehnično trik, da se to zgodi, je bil premik referenčnega omrežja napetosti (LED, R2 in R3) iz neposredno priključenega na baterijo v priključeno po T2, tako da se bo izklopilo skupaj s T2. To pomaga pri ostri točki prekinitve, saj ko se T2 začne za trenutek izklopiti, se bo napetost, ki je na voljo referenčnemu omrežju, začela zniževati, kar bo povzročilo hitro povratno zanko od popolnega vklopa do popolnega izklopa.

Znebite se gumbov (če želite)

Seveda, če vam ni všeč pritiskati na gumbe, le odstranite gumbe, vendar priključite 1nF kondenzator in 10M ohmski upor (natančna vrednost ni pomembna, vendar mora biti vsaj tri ali štirikrat večja od R1) vzporedno od vrat T1 do tal (kjer je bil S2). Ko vstavite sveže baterije, se vrata T1 na kratko spustijo (dokler se C1 ne napolni), zato se vezje samodejno vklopi.

Seznam delov

Ker je to še eno vezje, ki bi ga dejansko želeli zgraditi: deli so popolnoma enaki kot za vezje 2 (razen za različne vrednosti upora, kot je razvidno iz sheme). Pomembno je, da je T1 še vedno IRLML6401, medtem ko sta T2 in T3 kateri koli generični tranzistor NPN z majhnim signalom in PNP tranzistor.

4. korak: Poenostavitev

Vezja 2 in 3 sta popolnoma v redu, če mene vprašate, pa sem se vprašal, ali bi mi uspelo z manj deli. Konceptualno, povratna zanka, ki poganja vezja 2 in 3, potrebuje le dva tranzistorja (v teh T2 in T3), vendar imata tudi T1 ločeno za nadzor obremenitve. Ali je mogoče T1 uporabiti kot del povratne zanke?

Da, z nekaj zanimivimi posledicami: Tudi ko je vklopljen, bo imel T1 nizek upor, vendar ne nič. Zato napetost pade na T1, bolj za višje tokove. Ko je osnova T2 priključena po T1, ta padec napetosti vpliva na delovanje vezja. Prvič, večje obremenitve bodo pomenile višjo prekinitveno napetost. Glede na simulacijo (OPOMBA: zaradi lažjega testiranja sem tukaj zamenjal C1 za potisni gumb), za obremenitev 4 Ohmov je mejna vrednost pri 1,95 V, za 8 Ohmov pri 1,8 V, za 32 Ohmov pri 1,66 V, in za 1k Ohm pri 1,58V. Poleg tega se to ne spremeni veliko. (Vrednosti v resničnem življenju se bodo razlikovale od simulatorja glede na vaš vzorec T1, vzorec bo podoben). Vse te meje so v varnih mejah (glej uvod), vendar to seveda ni idealno. NiMH baterije (in zlasti tiste, ki se starajo) bodo pokazale hitrejši padec napetosti za hitre izpraznitve, v idealnem primeru pa za visoke stopnje praznjenja mora biti izklop napetosti nižji, ne višji. Vendar pa to vezje zagotavlja učinkovito zaščito pred kratkim stikom.

Skrbni bralci bodo prav tako opazili, da se izrez, prikazan v vrsticah obsega, zdi zelo plitv v primerjavi s celo vezjem 1. Vendar to ni zaskrbljujoče. Res je, da bo vezje trajalo približno 1/10 sekunde, da se popolnoma zapre, vendar je napetostna točka, kjer pride do zaustavitve, še vedno strogo določena (v simulaciji boste morali zamenjati v konstantnem enosmernem toku vir, namesto generatorja trikotnikov, da to vidite). Časovna značilnost je posledica C1 in je zaželena: Ščiti pred prezgodnjim samodejnim izklopom, če obremenitev (pomislite: povečevalni pretvornik) črpa kratke tokovne konice in ne večinoma stalen tok. BTW, drugi namen C1 (in R3, upora, ki je potreben za praznjenje C1) je samodejni ponovni zagon vezja, kadar koli odklopite/ponovno priključite baterijo.

Seznam delov

Zahtevani deli so spet enaki kot pri prejšnjih vezjih. Še posebej:

• T1 je IRLML6401 - glejte 1. korak za razpravo o (pomanjkanju) alternativ
• T2 je kateri koli generični NPN z majhnim signalom
• C1 je poceni keramika
• Upori so tudi poceni. Niti natančnost niti toleranca moči nista potrebni, vrednosti v shemi pa so večinoma grobe orientacije. Ne skrbite, da bi zamenjali podobne vrednosti.

Kateri krog je zame najboljši?

Spet odsvetujem gradnjo 1. vezja. Med vezjem 2 in 3 se nagibam k slednjemu. Če pa pričakujete večja nihanja napetosti akumulatorja (npr. Zaradi ohlajanja baterij), se lahko raje odločite za samodejni ponovni zagon na podlagi histereze nad ročnim ponovnim zagonom vezja. Vezje 4 je lepo, ker uporablja manj delov in ponuja zaščito pred kratkim stikom, če pa ste zaskrbljeni zaradi prekinitve pri zelo specifični napetosti, to vezje ni za vas.

V naslednjih korakih vas bom vodil skozi gradnjo vezja 4. Če sestavite eno od drugih vezij, razmislite o skupni rabi nekaterih fotografij.

5. korak: Začnimo graditi (vezje 4)

V redu, zato bomo zgradili vezje 4. Poleg elektronskih delov, navedenih v prejšnjem koraku, boste potrebovali:

• Držalo za 2 -celično baterijo (moje je bilo držalo AA, prefinjeno iz božičnega okrasja)
• Nekaj perfboard -a
• Dober par pincete za rokovanje z IRLML6401
• (Majhen) stranski rezalnik
• Spajkalnik in spajkalna žica

Priprave

Moj nosilec baterije je opremljen s stikalom in - priročno - z nekaj praznega prostora nad glavo, ki se zdi kot nalašč za namestitev našega vezja. Tam je zatič za držanje (neobveznega) vijaka, ki sem ga izrezal s stranskim rezalnikom. stiki in kabli so bili samo ohlapno vstavljeni. Odstranil sem jih za lažji dostop, prerezal žice in odstranil izolacijo na koncih.

Nato sem ohlapno položil elektronske dele v kos perfurbona, da bi ugotovil, koliko mesta bodo zasedli. Približno bo spodnja vrstica ozemljena, osrednja vrstica vsebuje elemente za zaznavanje napetosti, zgornja vrstica pa ima povezavo z vrati T1. Deli sem moral pakirati precej gosto, da je vse ustrezalo zahtevanemu prostoru. IRLML6401 še ni postavljen. Zaradi pinout -a bo moral iti do dna na perfboard. (OPOMBA, da sem pomotoma postavil T2 - BC547 - napačno! Ne sledite temu na slepo, dvakrat preverite pinout tranzistorja, ki ga uporabljate - vsi so različni.) Nato sem za izrezovanje uporabil stranski rezalnik. perfboard do zahtevane velikosti.

6. korak: Spajkanje - najprej težaven del

Odstranite večino sestavnih delov, vendar vstavite en vod R1 skupaj s pozitivnim kablom iz akumulatorja (v mojem primeru iz stikala akumulatorja) v sredinsko vrsto, neposredno na eno stran. Spajkajte samo to eno luknjo, zatičev še ne izrežite. Drugi zatič R1 gre v spodnjo vrstico (kot je prikazano od spodaj), eno držite levo. Ploščo pritrdite vodoravno s spodnjo stranjo navzgor.

Ok, naslednji IRLML6401. Poleg tega, da je majhen, je ta del občutljiv na elektrostatično razelektritev. Največkrat se ne bo zgodilo nič slabega, tudi če z delom ravnate brez kakršnih koli previdnostnih ukrepov. Obstaja pa resnična možnost, da ga poškodujete ali uničite, ne da bi ga sploh opazili, zato poskusimo biti previdni. Najprej poskusite pri tem ne nositi plastike ali volne. Če tudi nimate antistatične zapestnice, je zdaj čas, da se z roko in spajkalnikom dotaknete nečesa ozemljenega (morda radiatorja ali kakšne cevi). Zdaj pazljivo primite IRLML6401 s svojo pinceto in ga premaknite blizu njegovega končnega mesta, kot je prikazano na fotografiji. Zatič "S" mora biti poleg zatiča R1, ki ste ga spajkali, drugi zatiči pa na dveh drugih luknjah, kot je prikazano.

Vzemi si čas! Napaka na strani natančnosti in ne hitrosti. Ko ste zadovoljni z namestitvijo, znova stopite spajkalnik pri R1, pri tem pa s pinceto previdno premaknite IRLML6401 proti njej, tako da bo zatič "S" spajkan. Previdno preverite, ali je IRLML6401 zdaj pritrjen in ali je pritrjen na pravilnem mestu (tudi: ravno na plošči). Če z namestitvijo niste povsem zadovoljni, spajk še enkrat stopite in nastavite položaj. Po potrebi ponovite.

Končano? Dobro. Globoko zavzdihnite, nato pa drugi zatič R1 spajkajte v luknjo poleg zatiča "G" (na isti strani embalaže kot zatič "S"). Priključite R1 in pin "G". Zatiča R1 še ne izrežite!

Vstavite en zatič R2 in pozitivni izhodni kabel skozi luknjo poleg zatiča "D" (tistega na nasprotni strani paketa tranzistorjev). Spajajte to povezavo, pri tem pazite, da pin "D" povežete z R2 in izhodnim kablom.

Nazadnje, za dobro meritev nanesite še nekaj spajkanja na prvo spajkalno točko (pin "S"), zdaj ko dve drugi spajkalni točki držita tranzistor na mestu.

Upoštevajte, da namenoma postavljam R1 in R2 zelo blizu T1. Ideja je, da bodo ti delovali kot osnovni hladilnik za T1. Torej, tudi če imate na voljo več prostora, razmislite tudi o tem, da jih ohranite tesne. Prav tako ne bodite preveč varčni glede količine spajkanja.

Je zaenkrat vse v redu? Super. Od zdaj naprej so stvari vse lažje.

7. korak: Spajkanje - enostaven del

Preostanek spajkanja je precej preprost. Deli vstavljajte enega za drugim, kot je na začetni sliki (razen, bodite pozorni na pinout vašega tranzistorja T2!), Nato jih spajkajte. Začel sem s sredinsko vrstico. Opazili boste, da sem v nekaterih primerih v eno luknjo vstavil več zatičev (npr. Drugi konec R2 in dolg vodnik LED), kjer pa to ni bilo mogoče, sem samo upognil zatiče že spajkanih elementov, zahtevane povezave.

Celotna spodnja vrstica (kot je prikazano od spodaj) je povezana z zatičem "G" T1, za povezavo pa (z zbiralnikom T2, C1, uporabljamo zatič R2 (opozoril sem vas, da ga ne odrežete!) in R3).

Celotna zgornja vrstica (kot je prikazano od spodaj) je priključena na ozemljitev, za povezavo pa se uporablja pin R3. Drugi priključek C1, oddajnik T2 in pomembno ozemljitev akumulatorja ter izhodni ozemljitveni kabel so priključeni na to.

Zadnji dve sliki prikazujeta končno vezje od spodaj in zgoraj. Spet sem napačno spajkal v T2 in to sem moral popraviti po dejstvu (brez posnetkov). Če uporabljate BC547 (kot sem jaz), gre ravno obratno. Bi pa bilo pravilno za 2N3904. No, z drugimi besedami, samo dvakrat preverite pinout tranzistorja pred spajkanjem!

8. korak: Zadnji koraki

Zdaj je pravi čas, da preizkusite svoje vezje

Če vse deluje, je preostanek preprost. Vezje sem vstavil v nosilec baterije skupaj s stikalom in kontakti baterije. Ker me je nekoliko skrbelo, da bi se pozitivni priključek baterije dotaknil vezja, sem vmes vstavil malo rdečega izolacijskega traku. Na koncu sem odhodne kable popravila s kapljico vročega lepila.

To je to! Upam, da bi lahko sledili vsemu, in razmislite o objavi slik, če naredite eno od drugih vezij.