Krugovi za zaštitu 2 stanične NiMH baterije: 8 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Ako ste došli ovamo, vjerojatno znate zašto. Ako sve što želite vidjeti je brzo rješenje, onda prijeđite na korak 4, koji detaljno opisuje krug koji sam završio. No ako niste sasvim sigurni, želite li zaista ovo rješenje ili nešto drugo, znatiželjni ste u pozadini ili jednostavno uživate u posjetu nekim zanimljivim mjestima na mom putovanju pokušajima i pogreškama, evo razrađene verzije:

Problem

Imate neki projekt elektronike koji želite napajati punjivim baterijama. LiPo je tehnologija baterija du jour, ali litijeve baterije i dalje donose neke loše navike, poput nedostatka standardnog formata spremnog za supermarket, zahtijevanja posebnih punjača (po jedan za svaki faktor oblika) i ponašanja kao prave kraljice drame kada se s njim loše postupa (zapali se), i stvari). Nasuprot tome, NiMH punjive baterije dostupne su u standardnim faktorima veličine od AA do AAA do bilo čega, što znači da možete koristiti iste baterije za svoj digitalni fotoaparat, svjetiljku, igrački RC automobil i elektroniku za kućne radinosti. Zapravo, ionako vjerojatno imate hrpu njih. Također su mnogo manje poznati po tome što izazivaju probleme, osim što jedna stvar koja im se zaista ne sviđa je "duboko pražnjenje".

Ovaj problem postaje mnogo ozbiljniji ako koristite "step up buck pretvarač" za povećanje ulaznog napona - recimo na 5V za napajanje arduina. Dok će se vaš RC automobil kretati sve sporije dok se baterije troše, pretvarač će se jako potruditi održavati izlazni napon konstantnim, čak i dok se ulazni napon smanjuje, pa biste mogli isisati posljednjih nekoliko elektrona iz baterije, bez ikakvih vidljivih znakova nevolje.

Pa kad morate prestati s pražnjenjem?

Potpuno napunjena NiMH ćelija ima tipični napon od oko 1,3 V (do 1,4 V). Veći dio svog radnog ciklusa napajat će oko 1,2 V (njegov nominalni napon), polako opadajući. Blizu iscrpljivanja, pad napona će postati prilično strm. Uobičajeno se nalazi preporuka da se prestane s pražnjenjem negdje između 0,8 V i 1 V, kada će većina napunjenosti ionako biti potrošena (s puno faktora koji utječu na točne brojke - neću ulaziti u detalje).

Međutim, ako doista želite pomaknuti granice, situacija na koju biste trebali biti oprezni je iscrpljivanje baterije ispod 0V, u kojem će trenutku pretrpjeti ozbiljna oštećenja (Upozorenje: Zapamtite da ovdje raspravljam o NiMH stanicama; za LiPos trajno oštećenja će početi mnogo ranije!). Kako se to uopće može dogoditi? Pa, kada imate nekoliko NiMH ćelija zaredom, jedna od baterija možda je još uvijek blizu nominalnog napona, dok je druga već potpuno ispražnjena. Sada će napon dobre ćelije nastaviti gurati struju kroz vaš krug - i kroz praznu ćeliju, iscrpljujući je ispod 0V. U ovu je situaciju lakše ući nego što se na prvi pogled može činiti: Imajte na umu da pad napona postaje znatno veći prema kraju ciklusa pražnjenja. Stoga čak i neke relativno male početne razlike između vaših stanica mogu dovesti do vrlo različitih preostalih napona nakon pražnjenja. Sada ovaj problem postaje sve izraženiji, što više ćelija stavljate u niz. Za slučaj dvije ćelije, o kojima se ovdje raspravljalo, i dalje bismo bili relativno sigurni da se ispraznimo na ukupni napon oko 1,3 V, što bi odgovaralo jednoj bateriji na 0 V, a drugoj na 1,3 V, u najgorem slučaju. Međutim, nema puno smisla ići ovako nisko (a kao što ćemo vidjeti, to bi čak bilo teško postići). Kao gornja granica, međutim, zaustavljanje bilo gdje iznad 2 V činilo bi se rasipničkim (iako, AFAIU, za razliku od NiCd baterija, često djelomično pražnjenje ne predstavlja problem za NiMH baterije). Većina krugova koje ću predstaviti ciljati će nešto ispod toga, na otprilike 1,8 V kao granično ograničenje.

Zašto jednostavno ne biste koristili rješenje izvan sebe?

Jer izgleda da to ne postoji! Otopina je u izobilju za veći broj stanica. Na tri NiMH ćelije možete početi koristiti standardno zaštitno kolo LiPo, a iznad toga vaše mogućnosti postaju samo šire. No, prekid niskog napona na ili ispod 2V? Ja ga nisam mogao pronaći.

Ono što ću predstaviti

Ne bojte se, predstavit ću vam ne jedan nego četiri relativno laka kola za postizanje upravo toga (po jedan u svakom "koraku" ovog uputstva), a ja ću o njima detaljno razgovarati, tako da ćete znati kako i zašto ih izmijeniti, trebate li osjetiti potrebu. Pa, da budem iskren, ne preporučujem korištenje svog prvog kruga, koji jednostavno dodajem radi ilustracije osnovne ideje. Krugovi 2 i 3 rade, ali zahtijevaju nekoliko komponenti više od kruga 4, koji sam i sam završio. Opet, ako ste zasićeni teorijom, samo prijeđite na korak 4.

Korak 1: Osnovna ideja (ovaj krug se ne preporučuje!)

Počnimo s osnovnim krugom iznad. Ne preporučujem ga, a kasnije ćemo razgovarati o tome zašto, ali savršeno je za ilustraciju osnovnih ideja i raspravu o glavnim elementima koje ćete također pronaći u boljim sklopovima, dalje u ovom uputstvu. BTW, ovaj krug možete vidjeti i u potpunoj simulaciji u sjajnom online simulatoru Paula Falstada i Iaina Sharpa. Jedan od rijetkih koji ne zahtijevaju da se registrirate kako biste spremili i podijelili svoj rad. Ne brinite se zbog linija opsega na dnu, ipak ću vam objasniti one pri kraju ovog "koraka".

U redu, kako biste zaštitili svoje baterije od prevelikog pražnjenja, potreban vam je a) način odvajanja od opterećenja i b) način otkrivanja kada je vrijeme za to, tj. Kada je napon previše pao.

Kako uključiti i isključiti opterećenje (T1, R1)?

Počevši od prvog, najočitije rješenje bit će korištenje tranzistora (T1). Ali koju vrstu odabrati? Važna svojstva tog tranzistora su:

1. Trebao bi tolerirati dovoljno struje za vašu aplikaciju. Ako želite generičku zaštitu, vjerojatno ćete htjeti podržati najmanje 500 mA, pa naviše.
2. Trebao bi osigurati vrlo nizak otpor dok je uključen, kako ne bi ukrao previše napona / snage s vašeg ionako niskog napona napajanja.
3. Trebao bi se mijenjati s naponom koji imate, tj. Nešto malo ispod 2V.

Točka 3, gore, čini se da sugerira BJT ("klasični") tranzistor, ali postoji jednostavna dilema povezana s tim: Prilikom stavljanja opterećenja na stranu emitera, takva će osnovna struja biti dostupna za opterećenje, učinkovito ćete smanjiti raspoloživi napon "padom napona baznog emitera". Obično je to oko 0,6 V. Zabranjeno mnogo, kada govorimo o 2V ukupnoj opskrbi. Nasuprot tome, kada opterećenje postavite na stranu kolektora, "trošit ćete" svu struju koja prolazi kroz bazu. To nije veliki problem u većini slučajeva upotrebe, jer će osnovna struja biti samo stotinjak struje kolektora (ovisno o vrsti tranzistora). No, pri projektiranju za nepoznato ili promjenjivo opterećenje to znači trajno trošenje 1% očekivanog maksimalnog opterećenja. Ne tako sjajno.

Dakle, s obzirom na MOSFET tranzistore, umjesto toga, oni se ističu u točkama 1 i 2 gore, ali većina tipova zahtijeva znatno više od 2V napona vrata za potpuno uključivanje. Imajte na umu da "prag napona" (V-GS- (th)) malo ispod 2V nije dovoljan. Želite da tranzistor bude daleko u uključenom području na 2V. Srećom, postoje neki prikladni tipovi, s najnižim naponima na vratima koji se obično nalaze u P-kanalnim MOSFET-ovima (FET ekvivalent PNP tranzistora). I dalje će vaš izbor vrsta biti jako ograničen, i žao mi je što vam to moram reći, jedine prikladne vrste koje sam mogao pronaći su sve SMD pakirane. Kako bismo vam pomogli u tom šoku, pogledajte podatkovnu tablicu za IRLML6401 i recite mi da niste impresionirani tim specifikacijama! IRLML6401 je također tip koji je u vrijeme pisanja ovog članka vrlo široko dostupan i ne bi vam trebao vraćati više od 20 centi po komadu (manje pri kupnji u količini ili iz Kine). Tako da si sigurno možete priuštiti ispeći nekoliko takvih - iako su svi moji preživjeli unatoč činjenici da sam početnik u SMD lemljenju. Na 1,8 V na vratima ima otpor 0,125 Ohma. Dovoljno dobro za vožnju reda 500mA, bez pregrijavanja (i više, s odgovarajućim hladnjakom).

U redu, dakle, IRLML6401 je ono što ćemo koristiti za T1 u ovom i svim sljedećim krugovima. R1 je jednostavno tu da podigne napon vrata prema zadanim postavkama (što odgovara prekinutom opterećenju; zapamtite da je ovo P kanal FET).

Što nam još treba?

Kako otkriti nizak napon baterije?

Kako bismo postigli uglavnom definirano prekidanje napona, pogrešno koristimo crvenu LED diodu kao - relativno - oštru referentnu vrijednost napona od oko 1,4V. Ako posjedujete Zener diodu odgovarajućeg napona, to bi bilo puno bolje, ali čini se da LED ipak pruža stabilniju referentnu vrijednost napona od dvije redovne silicijske diode u nizu. R2 i R3 služe za a) ograničavanje struje koja prolazi kroz LED (imajte na umu da ne želimo proizvesti nikakvu zamjetljivu svjetlost), i b) još malo spustiti napon u podnožju T2. R2 i R3 mogli biste zamijeniti potenciometrom za donekle podesiv granični napon. Sada, ako je napon koji dolazi na bazu T2 oko 0,5 V ili veći (dovoljno da se prevlada pad napona baznog emitera od T2), T2 će se početi ponašati, povlačeći vrata T1 na nisko, i tako povezujući opterećenje. BTW, T2 se može pretpostaviti da je vaša vrtna sorta: koji god se NPN tranzistor s malim signalom zadržao u vašoj kutiji s alatima, ipak bi bilo poželjno veliko pojačanje (hFe).

Možda ćete se zapitati zašto nam uopće treba T2, a ne spajajte samo našu improviziranu referentnu vrijednost napona između mase i iglice vrata T1. Pa, razlog za to je prilično važan: želimo što je moguće brže prebacivanje između uključivanja i isključivanja, jer želimo izbjeći da T1 bude u stanju "napola uključeno" bilo koje dulje razdoblje. Dok je uključen, T1 će djelovati kao otpornik, što znači da će napon pasti između izvora i odvoda, ali struja i dalje teče, a to znači da će se T1 zagrijati. Koliko će se zagrijati ovisi o impedanciji opterećenja. Ako je - na primjer, 200 Ohma, tada će na 2V teći 10 mA, dok je T1 potpuno uključen. Sada je najgore stanje da otpor T1 odgovara ovim 200 ohma, što znači da će 1V pasti preko T1, struja će pasti na 5mA, a 5mW snage će se morati raspršiti. Pošteno. No, za opterećenje od 2 Ohma, T1 će morati raspršiti 500mW, što je puno za tako mali uređaj. (To je zapravo unutar specifikacija za IRLML6401, ali samo s odgovarajućim hladnjakom i sretno u projektiranju za to). U tom kontekstu, imajte na umu da će, ako je pojačalo pretvarača napona spojeno kao primarno opterećenje, pojačati ulaznu struju kao odgovor na pad ulaznog napona, čime će se povećati naši toplinski problemi.

Odnesite poruku kući: Želimo da prijelaz između uključivanja i isključivanja bude što oštriji. U tome se sastoji T2: Poboljšanje prijelaza. No, je li T2 dovoljno dobar?

Zašto ga ovaj krug ne prekida

Pogledajmo linije osciloskopa prikazane na dnu simulacije 1. kola. Možda ste primijetili da sam postavio generator trokuta od 0 do 2,8 V, na mjesto naših baterija. Ovo je samo prikladan način da zamislite što se događa s promjenom napona baterije (gornja zelena linija). Kao što je prikazano žutom linijom, gotovo da ne teče struja dok je napon ispod oko 1,9V. Dobro. Prijelazno područje između oko 1,93 V i 1,9 V na prvi pogled djeluje strmo, ali s obzirom na to da govorimo o bateriji koja se polako prazni, ti. 3 V i dalje odgovaraju puno vremena provedenog u stanju prijelaza između potpuno uključenog i potpuno isključenog. (Zelena linija na dnu prikazuje napon na vratima T1).

Međutim, ono što je još gore u vezi sa ovim krugom, je to što će nakon prekida, čak i blagi oporavak napona baterije vratiti krug u stanje napola. Uzimajući u obzir da se napon akumulatora ima tendenciju blagog oporavka, kad se opterećenje prekine, to znači da će naš krug dugo ostati u prijelaznom stanju (tijekom kojeg će krug opterećenja također ostati u napola prekinutom stanju, što potencijalno šalje Arduino kroz stotine ciklusa ponovnog pokretanja, na primjer).

Druga poruka odnesite kući: Ne želimo da se teret ponovno spoji prerano, kad se baterija oporavi.

Prijeđimo na korak 2 kako bismo to postigli.

Korak 2: Dodavanje histereze

Budući da je ovo sklop, možda ćete htjeti izgraditi, dat ću popis dijelova za one dijelove koji nisu vidljivi sa sheme:

• T1: IRLML6401. Pogledajte "Korak 1" za raspravu, zašto.
• T2: Bilo koji uobičajeni mali signalni NPN tranzistor. Koristio sam BC547 pri testiranju ovog kruga. Bilo koji uobičajeni tip, poput 2N2222, 2N3904, trebao bi djelovati jednako dobro.
• T3: Bilo koji uobičajeni mali signalni PNP tranzistor. Koristio sam BC327 (nisam imao BC548). Opet upotrijebite bilo koji uobičajeni tip koji vam najviše odgovara.
• C1: Vrsta nije važna, jeftina keramika će biti dovoljna.
• LED dioda je standardni crveni tip 5 mm. Boja je važna, iako LED nikada neće vidljivo zasvijetliti: Svrha je spustiti određeni napon. Ako posjedujete Zener diodu između 1V i 1.4V Zener napona, umjesto toga je upotrijebite (spojeno obrnutim polaritetom).
• R2 i R3 mogli bi se zamijeniti 100k potenciometrom za fino podešavanje graničnog napona.
• "Svjetiljka" jednostavno predstavlja vaš teret.
• Vrijednosti otpornika mogu se uzeti iz sheme. Točne vrijednosti nisu zapravo važne. Otpornici ne moraju biti precizni niti moraju imati značajnu snagu.

Koja je prednost ovog kruga u odnosu na 1. krug?

Pogledajte linije opsega ispod sheme (ili sami pokrenite simulaciju). Opet, gornja zelena linija odgovara naponu baterije (ovdje je preuzeta iz generatora trokuta radi praktičnosti). Žuta linija odgovara struji koja teče. Donja zelena linija prikazuje napon na vratima T1.

Uspoređujući ovo s linijama opsega za 1. krug, primijetit ćete da je prijelaz između uključivanja i isključivanja mnogo oštriji. To je osobito vidljivo ako se gleda napon vrata T1 na dnu. Način da se to dogodi bilo je dodavanje pozitivne povratne sprege na T2, putem novo dodanog T3. No postoji još jedna važna razlika (iako bi vam trebale orlove oči da biste je uočili): Iako će novi krug prekinuti opterećenje oko 1,88 V, neće (ponovno) spojiti opterećenje sve dok napon ne poraste na iznad 1,94 V. Ovo svojstvo pod nazivom "histereza" još je jedan nusproizvod dodatne petlje povratne sprege. Dok je T3 "uključeno", on će opskrbiti bazu T2 dodatnom pozitivnom pristranošću, čime će se smanjiti granični prag. Međutim, dok je T3 već isključen, prag za ponovno uključivanje neće se sniziti na isti način. Praktična posljedica je da krug neće varirati između uključivanja i isključivanja, jer napon baterije pada (s priključenim opterećenjem), zatim se tako malo oporavi (s isključenim opterećenjem), a zatim pada … Dobro! Točna količina histereze kontrolira se pomoću R4, a niže vrijednosti daju veći razmak između pragova uključivanja i isključivanja.

BTW, potrošnja energije ovog kruga dok je isključen iznosi oko 3 mikroAmp (znatno ispod brzine samopražnjenja), a dok je uključen iznad 30 mikroAmp.

Pa o čemu je uopće C1?

Pa, C1 je potpuno neobavezan, ali i dalje sam prilično ponosan na ideju: Što se događa kada ručno odspojite baterije dok su skoro prazne, recimo na 1,92 V? Prilikom ponovnog povezivanja ne bi bili dovoljno jaki da ponovno aktiviraju krug, iako bi još bili dobri za još jedno vrijeme dok su u krugu. C1 će se pobrinuti za to: Ako napon poraste, iznenada (ponovno spojene baterije), mala struja će poteći iz C1 (zaobilazeći LED) i rezultirati kratkim uključivanjem. Ako je priključeni napon iznad graničnog praga, povratna sprega će ga održavati. Ako je ispod graničnog praga, krug će se brzo ponovno isključiti.

Ekskurz: Zašto ne biste koristili MAX713L za niskonaponsko otkrivanje?

Možda se pitate je li ovoliko dijelova zaista potrebno. Zar nema nešto spremno? Pa MAX813L mi je izgledao kao dobar par. Prilično je jeftin i trebao je biti dovoljno dobar da zamijeni barem T2, T3, LED i R1. Međutim, kako sam otkrio na teži način, MAX813L -ov "PFI" pin (ulaz za otkrivanje nestanka struje) ima prilično nisku impedanciju. Da sam koristio razdjelnik napona iznad oko 1k za napajanje PFI -a, prijelaz između uključivanja i isključivanja na "PFO -u" počeo bi se protezati na nekoliko desetaka volti. Pa, 1k odgovara konstantnoj struji od 2mA dok je prekinuta - nedopušteno mnogo i gotovo tisuću puta više nego što je potrebno ovom krugu. Osim toga, pin PFO neće se ljuljati između zemlje i punog raspona napona napajanja, pa bismo s malo prostora za glavu koji imamo za pogon našeg tranzistora snage (T1) morali bismo ponovno umetnuti i pomoćni NPN tranzistor.

Korak 3: Varijacije

Moguće su mnoge varijacije na temu petlje pozitivne povratne sprege koju smo uveli u koraku 2 / Krug 2. Ova koja je ovdje predstavljena razlikuje se od prethodne po tome što se jednom isključila, neće se sama ponovo aktivirati pri porastu napona baterije. Prije nego što se dosegne granični prag, morat ćete (zamijeniti baterije i) pritisnuti opcijski gumb (S2) kako biste ga ponovno pokrenuli. Za dobru mjeru uključio sam drugi gumb za isključivanje kruga, ručno. Mali razmak u linijama opsega pokazuje da sam uključio, isključio, uključio krug radi demonstracije. Naravno, isključenje na niskom naponu događa se automatski. Samo pokušajte u simulaciji, ako ne radim dobro opisujući je.

Sada su prednosti ove varijacije u tome što pruža najoštrije prekid do sada razmatranih krugova (na točno 1,82 V u simulaciji; u praksi će razina granične točke ovisiti o dijelovima koji se koriste, a mogu varirati ovisno o temperaturi ili drugim čimbenicima, ali bit će vrlo oštri). Također smanjuje potrošnju energije dok je isključena na sićušnih 18nA.

Tehnički je trik kako bi se to dogodilo bilo premještanje referentne naponske mreže (LED, R2 i R3) s izravno spojene na bateriju na povezivanje nakon T2, tako da će se isključiti zajedno s T2. To pomaže pri oštrom graničnom prijelazu, jer nakon što se T2 počne gasiti samo mali dio, napon dostupan referentnoj mreži također će početi padati, uzrokujući brzu povratnu spregu od potpunog uključivanja do potpunog isključivanja.

Uklanjanje gumba (ako želite)

Naravno, ako ne volite pritiskati gumbe, samo izvadite gumbe, ali spojite 1nF kondenzator i 10M Ohm otpornik (točna vrijednost nije bitna, ali mora biti najmanje tri ili četiri puta veća od R1) paralelno od vrata T1 do tla (gdje je bio S2). Sada, kad umetnete svježe baterije, vrata T1 će se nakratko povući (dok se C1 ne napuni), pa će se krug automatski uključiti.

Popis dijelova

Budući da je ovo još jedan sklop koji biste zapravo htjeli izgraditi: dijelovi su potpuno isti kao i za krug 2 (osim za različite vrijednosti otpornika što je vidljivo iz sheme). Ono što je važno, T1 je još uvijek IRLML6401, dok su T2 i T3 bilo koji generički mali signalni NPN i PNP tranzistori.

Korak 4: Pojednostavljivanje

Krugovi 2 i 3 su sasvim u redu, ako mene pitate, ali pitao sam se mogu li se snaći s manje dijelova. Koncepcijski, povratna sprega koja pokreće krugove 2 i 3 treba samo dva tranzistora (u njima T2 i T3), ali također imaju i T1, zasebno, za kontrolu opterećenja. Može li se T1 koristiti kao dio povratne sprege?

Da, s nekim zanimljivim implikacijama: Čak i kad je uključen, T1 će imati nizak, ali ne i nulti otpor. Stoga napon pada preko T1, više za veće struje. S bazom T2 spojenom nakon T1, taj pad napona utječe na rad kruga. Kao prvo, veća opterećenja značit će i veći granični napon. Prema simulaciji (NAPOMENA: radi lakšeg testiranja, ovdje sam zamijenio C1 pritiskom na gumb), za opterećenje od 4 Ohma, prekid je na 1,95 V, za 8 Ohma na 1,8 V, za 32 Ohma na 1,66 V, i za 1k Ohm na 1,58V. Osim toga, to se ne mijenja mnogo. (Vrijednosti u stvarnom životu razlikovat će se od simulatora ovisno o vašem uzorku T1, uzorak će biti sličan). Svi ti prekidi su unutar sigurnih granica (vidi uvod), ali priznajemo da to nije idealno. NiMH baterije (a posebno one koje stare) pokazivat će brži pad napona za brzo pražnjenje, a idealno, za velike stope pražnjenja, prekid napona trebao bi biti manji, a ne veći. Međutim, na isti način, ovaj krug pruža učinkovitu zaštitu od kratkog spoja.

Pažljivi čitatelji također će primijetiti da izrez prikazan u linijama opsega djeluje vrlo plitko, u usporedbi čak i sa 1. krugom. To, međutim, ne treba brinuti. Istina je da će krug trajati oko 1/10 sekunde da bi se potpuno isključio, međutim naponska točka, gdje se isključenje događa, još uvijek je strogo definirana (u simulaciji ćete se morati mijenjati u konstantnom istosmjernom naponu izvor, umjesto generatora trokuta da biste to vidjeli). Vremenska karakteristika je zbog C1 i željena: Štiti od prijevremenog samostalnog isključivanja u slučaju da opterećenje (pomislite: pojačani pretvarač) crpi kratke skokove struje, a ne uglavnom konstantnu struju. BTW, druga svrha C1 (i R3, otpornika potrebnog za pražnjenje C1) je ponovno pokretanje kruga, automatski, kad god je baterija isključena/ponovno spojena.

Popis dijelova

Potrebni dijelovi su opet isti kao i za prethodne krugove. Posebno:

• T1 je IRLML6401 - pogledajte 1. korak za raspravu o (nedostatku) alternativa
• T2 je bilo koji generički mali signalni NPN
• C1 je jeftina keramika
• Otpornici su također jeftini. Ne traže se preciznost niti tolerancija snage, a vrijednosti navedene u shemi uglavnom su grube orijentacije. Ne brinite o zamjeni sličnih vrijednosti.

Koji je sklop najbolji za mene?

Opet, ne savjetujem izgradnju kruga 1. Između kruga 2 i 3, naginjem se prema potonjem. Međutim, ako očekujete veće fluktuacije u naponu baterije (npr. Zbog hlađenja baterija), možda ćete preferirati automatsko ponovno pokretanje na temelju histereze u odnosu na ručno ponovno pokretanje kruga. Krug 4 je lijep po tome što koristi manje dijelova i nudi zaštitu od kratkog spoja, ali ako ste zabrinuti zbog isključivanja na vrlo specifičnom naponu, ovaj krug nije za vas.

U sljedećim koracima provest ću vas kroz izgradnju 4. kola. Ako gradite jedan od drugih krugova, razmislite o dijeljenju nekoliko fotografija.

Korak 5: Počnimo graditi (4. krug)

U redu, pa ćemo izgraditi sklop 4. Osim elektroničkih dijelova navedenih u prethodnom koraku, trebat će vam:

• Držač za 2 -ćelijske baterije (moj je bio AA držač prečišćen od božićnog ukrasa)
• Neki perfboard
• Pristojan par pinceta za rukovanje IRLML6401
• (Mali) bočni rezač
• Lemilica i žica za lemljenje

Pripreme

Moj držač baterije dolazi s prekidačem i - prikladno - malo praznog prostora iznad glave koji se čini upravo savršenim za postavljanje našeg kruga. Tu je igla za držanje (opcionalno) vijka, a ja sam to izrezao pomoću bočnog rezača. kontakti i kabeli su samo labavo umetnuti. Uklonio sam ih radi lakšeg pristupa, prerezao žice i uklonio izolaciju na krajevima.

Zatim sam labavo smjestio elektroničke dijelove u komad ploče, kako bih saznao koliko će mjesta zauzeti. Otprilike, donji red bit će uzemljen, središnji red sadrži elemente za detekciju napona, a gornji red ima vezu s vratima T1. Morao sam dosta gusto pakirati dijelove kako bi sve stalo u traženi prostor. IRLML6401 još nije postavljen. Zbog isticanja, morat će ići do dna na perfboard -u. (Imajte na umu da sam slučajno postavio T2 - BC547 - na pogrešan način! Nemojte to slijepo slijediti, dvaput provjerite ispis tranzistora koji koristite - svi su različiti.) Zatim sam za izrezivanje upotrijebio bočni rezač. perfboard do potrebne veličine.

Korak 6: Lemljenje - prvi teški dio

Uklonite većinu komponenti, ali umetnite jedan kabel R1, zajedno s pozitivnim vodičem iz baterije (u mom slučaju iz prekidača baterije) u središnji red, izravno na jednu stranu. Lemite samo tu jednu rupu, nemojte još isjecati igle. Drugi pin R1 ide u donji red (kao što se vidi odozdo), jedan držite lijevo. Perfboard pričvrstite vodoravno, s donjom stranom prema gore.

U redu, slijedi IRLML6401. Osim što je mali, ovaj je dio osjetljiv i na elektrostatičko pražnjenje. Većinom se ništa loše neće dogoditi, čak i ako s tim dijelom postupate bez ikakvih mjera opreza. No postoji stvarna šansa da ga oštetite ili uništite, a da to i ne primijetite, stoga pokušajmo biti oprezni. Prvo pokušajte ne nositi plastiku ili vunu dok to radite. Također, ako nemate antistatičku narukvicu, vrijeme je da dodirnete nešto uzemljeno (možda radijator ili neki cjevovod), rukom i lemilicom. Sada pažljivo pincetom uhvatite IRLML6401 i pomaknite ga blizu krajnjeg mjesta, kao što je prikazano na fotografiji. Pin "S" bi trebao biti pokraj zatiča R1 koji ste lemili, ostali zatiči bi trebali biti na dvije druge rupe kao što je prikazano.

Ne žurite! Pogrešite ovdje na strani točnosti, umjesto brzine. Kad ste zadovoljni s postavljanjem, otopite lemljenje na R1, opet, pincetom pažljivo pomaknite IRLML6401 prema njemu, tako da će "S" iglica postati lemljena. Pažljivo provjerite je li IRLML6401 sada fiksiran i je li pričvršćen na ispravnom mjestu (također: ravno na ploči). Ako niste posve zadovoljni postavljanjem, otopite lem još jednom i namjestite položaj. Ponovite, ako je potrebno.

Gotovo? Dobro. Duboko uzdahnite s olakšanjem, a zatim zalemite drugu iglu R1 u rupu uz "G" iglu (na istoj strani pakiranja kao i "S" iglica). Priključite i R1 i "G" iglu. Nemojte još isjecati pin R1!

Umetnite jedan pin R2, a pozitivni izlazni vod kroz rupu pored "D" pina (onaj na suprotnoj strani paketa tranzistora). Lemite tu vezu, pazeći da spojite pin "D" s R2 i izlaznim kabelom.

Konačno, za dobru mjeru, nanesite još malo lemljenja na prvo mjesto lemljenja ("S" pin), sada kada druge dvije točke lemljenja drže tranzistor na mjestu.

Imajte na umu da namjerno postavljam R1 i R2 vrlo blizu T1. Ideja je da će oni funkcionirati kao osnovni hladnjak za T1. Dakle, čak i ako imate više slobodnog prostora, razmislite i o tome da ih držite čvrsto. U istom smislu, nemojte biti previše štedljivi u pogledu količine lemljenja.

Za sada sve u redu? Sjajno. Od sada pa nadalje stvari postaju sve lakše.

Korak 7: Lemljenje - lak dio

Ostatak lemljenja je prilično jednostavan. Umetnite dijelove jedan po jedan kao na početnoj slici (osim, pažljivo obratite pozornost na pinout vašeg T2 tranzistora!), A zatim ih lemite. Počeo sam sa središnjim redom. Primijetit ćete da sam u nekim slučajevima umetnuo nekoliko pinova u jednu rupu (npr. Drugi kraj R2 i dugi vod LED), a gdje to nije bilo moguće, samo sam savio pinove već lemljenih elemenata kako bih potrebne veze.

Cijeli donji red (kao što se vidi odozdo) spojen je na "G" pin T1, a mi koristimo pin R2 (upozorio sam vas da ga ne isječete!) Za povezivanje (na kolektor T2, C1, i R3).

Cijeli gornji red (kako se vidi odozdo) spojen je na masu, a za povezivanje se koristi pin R3. Drugi priključak C1, odašiljač T2 i, što je najvažnije, uzemljenje baterije i izlazni kabel uzemljenja su spojeni na ovo.

Posljednje dvije slike prikazuju završni krug odozdo i iznad. Opet sam zalemio T2 na pogrešan način i to sam morao popraviti nakon činjenice (bez slika). Ako koristite BC547 (kao što sam ja učinio), to ide upravo obrnuto. Ipak, bilo bi ispravno za 2N3904. Drugim riječima, prije lemljenja svakako provjerite iskrivnju tranzistora!

Korak 8: Završni koraci

Sada je pravo vrijeme za testiranje vašeg kruga

Ako sve funkcionira, ostatak je jednostavan. Stavio sam krug unutar držača baterije, zajedno sa prekidačem i kontaktima baterije. Kako sam bio pomalo zabrinut zbog toga što pozitivni terminal baterije dodiruje krug, između sam stavio malo crvene izolacijske trake. Na kraju sam odlazni kabel popravio kapljicom vrućeg ljepila.

To je to! Nadam se da biste mogli pratiti sve i razmislite o objavljivanju slika ako napravite neki od drugih kola.