Затримка транзистора

Я намагаюся зробити сигнал для морозилки, щоб, якщо двері залишити відкритими, через 1 хвилину або близько того пролунає сигнал тривоги.

У мене є щось подібне до схеми нижче. Коли перемикач відкритий, конденсатор починає розряджатися через основу транзистора, але у мене світлодіод паралельно транзистору, так що при розряді конденсатора світлодіод включається. Це працює добре, проте я не можу зробити затримку досить довгою. Якщо я збільшую значення конденсатора або базовий резистор транзисторів, час затримки довший, однак через те, що конденсатор розряджається повільніше, світлодіодна сигналізація / сигналізація поступово згасає, на що я не дуже хочу. Я хотів би, щоб сигналізація / світлодіод ввімкнулися якомога раптовіше.

Чи є у мене спосіб збільшити затримку, але тримати сигнал тривоги відносно раптово?

Як виноска, я не хочу використовувати будь-які ІМС (тобто таймер 555)

Ви заряджаєте конденсатор безпосередньо від акумулятора. Отже час зарядки пов'язаний з продуктом RC, де R - просто внутрішній опір акумулятора.

Спробуйте щось подібне:

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Тут я розділив опорний опір, так що конденсатор заряджається через велику його частину.

Це не тільки досягає мети уповільнення зарядки резистора, але має ще одну побічну перевагу. Коли вимикач відпущений, С1 скидається в основу транзистора лише через 1К опір, в результаті чого розряд набагато швидший, ніж заряд. Ми не можемо зробити цей резистор занадто малим, оскільки нам потрібно захистити перехід BE транзистора від розрядного струму.

Під час моделювання світлодіодний струм починає наростати приблизно за 1,5 секунди і досягає максимуму приблизно в 1,8. Тож, очевидно, це не раптове включення. Але включення збільшується з більш швидкими затримками.

Для швидшого включення нам потрібно додати ще один етап транзистора. Наступна схема має аналогічну затримку в часі з вищезгаданою, але світлодіодний струм підсилюється швидше, за поширення 70 мс або більше.

^{моделювати цю схему}

Більш тривалий час із швидким включенням нам потрібен більший приріст. Один із способів зробити це - замінити резистор навантаження на активне навантаження. Відповідно до моделювання LTSpice цього ланцюга, він генерує затримку 55с, в цей момент світлодіод підсилюється з інтервалом приблизно в чверть секунди. Цей графік показує зарядку конденсатора (синій) проти світлодіодного струму (зелений):

Однак це стає складніше, ніж деякі рішення на базі ІС. Такий підхід хороший для задоволення его-хобі. ("Я робив це з дискретними компонентами. Жоден із цих простих у використанні операційних підсилювачів або інтегральних таймерів, і дивіться, є навіть поточне дзеркало та інше!").

^{моделювати цю схему}

Чи можемо ми зробити невеликі зміни, щоб нам не знадобився величезний резистор зарядки, і можемо використовувати менший конденсатор? Так! Ось один із способів. Ми можемо підняти транзитор Q1 так, щоб у підставі була більша напруга включення, поставивши діод Зенера в емітер, скажімо, 8.2V. Тоді резистор зарядки 100 К і конденсатор 470 мкФ дають нам трохи більше хвилини. Підвищуючи напругу, яке повинен розвивати конденсатор, ми можемо отримати більшу затримку для тих же значень RC.

^{моделювати цю схему}

Або ви збільшуєте конденсатор, який вже стає трохи більшим, або ви зменшуєте базовий струм транзистора. Другий варіант можна досягти, змінивши BC547 на BC516, так звану " пару Дарлінгтона ", і збільшивши резистор від 33 к до 1 М. Це збільшить час очікування.

Інше питання, яке ви згадуєте, повільне згасання, найкраще вирішити за допомогою тригера Шмітта .

Для довгих тайм-аутів подібні інші рішення краще підходять, але вам доведеться перейти до ІС, щоб зберегти складність.

Для більш різкого включення світлодіода потрібно збільшити коефіцієнт посилення ланцюга. Для тих, хто використовує ІМС, для порівняння напруги конденсатора з еталонним рівнем буде використовуватися схема порівняння. Після того, як поріг був перекреслений, дуже високий коефіцієнт підсилення компаратора призведе до того, що вихід швидко зміниться та засвітить ваш світлодіодний сигнал.

Оскільки ви хочете зупинитися на більш простих компонентах, наступним найпростішим підходом до збільшення коефіцієнта посилення ланцюга буде підключення двох транзисторів NPN в конфігурації Дарлінгтона. Схеми Дарлінгтона не повністю наситять вихідний транзистор, і тому вам доведеться послідовно регулювати резистор зі світлодіодом, щоб досягти тієї ж яскравості світлодіода.

Мить опублікую вам модифіковану картинку.

Якщо ви використовуєте MOSFET і поставте резистор від воріт до землі

• Затвор MOSFET взагалі не містить струму (який ви можете виявити)

• Постійна часу спаду напруги тепер повністю базується на RC.

• Зворот відбувається, коли Vcap падає близько до MOSFET Vgs_threshold.
  (Більше корисних речей, щоб дізнатися :-)).

Будьте впевнені, що MOSFET Vgs_max> 12В. Багато - близько 20В. Деякі нижчі.

Зауважте, що витік конденсатора для кришки 1000 UF може бути значним для більших значень R розряду.

Однак танталовий ковпачок 10 мкФ та резистор 1М мають часову постійну, так що, ймовірно, дають затримку 20+ секунд. Електролітичний ковпачок потужністю 47 мкФ та 1 МОГО можуть працювати.

Якщо ІС був прийнятним, то вам сподобається те, що ви можете досягти за допомогою CD 4060 в автоколебательному режимі - див. Рис. 12.