Délai de transistor

J'essaie de faire une alarme pour un congélateur afin que si la porte reste ouverte, après environ 1 minute, une alarme retentit.

J'ai quelque chose de similaire au schéma ci-dessous. Lorsque l'interrupteur est ouvert, le condensateur commence à se décharger à travers la base du transistor, mais j'ai la LED en parallèle avec le transistor de sorte que lorsque le condensateur est déchargé, la LED s'allume. Cela fonctionne bien, mais je ne peux pas retarder assez longtemps. Si j'augmente la valeur du condensateur ou la résistance de base des transistors, le temps de retard est plus long, mais parce que le condensateur se décharge plus lentement, la LED / l'alarme s'estompe progressivement, ce que je ne veux pas vraiment. Je voudrais que l'alarme / LED s'allume aussi soudainement que possible.

Y a-t-il un moyen pour moi d'augmenter le délai mais de garder l'alarme activée relativement soudainement?

Comme note de bas de page, je ne veux pas utiliser de circuits intégrés (c'est-à-dire la minuterie 555)

Vous chargez le condensateur directement à partir de la batterie. Le temps de charge est donc lié au produit RC, où R est juste la résistance interne de la batterie.

Essayez quelque chose comme ceci:

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Ici, j'ai divisé la résistance de base afin que le condensateur soit chargé à travers une grande partie de celui-ci.

Cela atteint non seulement l'objectif de ralentir la charge de la résistance, mais cela présente un autre avantage secondaire. Lorsque le commutateur est relâché, C1 se décharge dans la base du transistor à travers seulement une résistance 1K, résultant en une décharge beaucoup plus rapide que la charge. Nous ne pouvons pas rendre cette résistance trop petite, car nous devons protéger la jonction BE du transistor du courant de décharge.

En simulation, le courant LED commence à s'accumuler à environ 1,5 seconde et atteint un maximum à environ 1,8. Ce n'est donc pas une mise sous tension soudaine, évidemment. Mais la mise sous tension augmente avec des délais plus rapides.

Pour un allumage plus rapide, nous devons ajouter un autre étage de transistor. Le circuit suivant a un retard similaire à celui ci-dessus, mais le courant LED augmente plus rapidement, sur une période de 70 ms environ.

^{simuler ce circuit}

Pour des durées plus longues avec un allumage rapide, nous avons besoin de plus de gain. Une façon de procéder consiste à remplacer la résistance de charge par une charge active. Selon une simulation LTSpice de ce circuit, il génère un retard de 55 secondes, moment auquel la LED augmente sur un intervalle d'environ un quart de seconde. Ce graphique montre la charge du condensateur (bleu) en fonction du courant LED (vert):

Cependant, cela devient plus compliqué que certaines solutions basées sur des circuits intégrés. Cette approche est bonne pour satisfaire l'ego amateur. ("Je l'ai fait avec des composants discrets, aucun de ces CI d'amplificateur opérationnel ou de minuterie faciles à utiliser, et regardez, il y a même un miroir actuel et des trucs!").

^{simuler ce circuit}

Pouvons-nous faire quelques petits changements afin que nous n'ayons pas besoin de l'énorme résistance de charge et que nous puissions utiliser un condensateur plus petit? Oui! Voici une façon. Nous pouvons élever le transitor Q1 pour qu'il y ait une tension de mise sous tension plus élevée à la base, en mettant une diode Zener dans l'émetteur, disons 8.2V. Ensuite, une résistance de charge de 100K et un condensateur de 470uF nous donnent un peu plus d'une minute. En augmentant la tension que le condensateur doit développer, nous pouvons obtenir un retard plus important pour les mêmes valeurs RC.

^{simuler ce circuit}

Soit vous augmentez le condensateur, qui devient déjà un peu grand, soit vous réduisez le courant de base du transistor. La deuxième option peut être accomplie en changeant le BC547 pour un BC516, un soi-disant ' paire Darlington » et en augmentant la résistance de 33k à 1M. Cela augmentera le délai d'attente.

L'autre problème que vous mentionnez, la décoloration lente, peut être mieux résolu avec un déclencheur Schmitt .

Pour de longs délais comme celui-ci, les autres solutions conviennent mieux, mais vous devez passer aux circuits intégrés pour réduire la complexité.

Pour obtenir un allumage plus net de la LED, vous devez augmenter le gain du circuit. Pour ceux qui utilisent des circuits intégrés, un circuit comparateur serait utilisé pour comparer la tension du condensateur à un niveau de référence. Une fois le seuil franchi, le gain très élevé du comparateur entraînerait un changement rapide de la sortie et l'allumage de votre LED d'alarme.

Puisque vous voulez rester avec des composants discrets plus simples, la prochaine approche la plus simple pour augmenter le gain de votre circuit serait de connecter deux transistors NPN dans une configuration Darlington. Les circuits Darlington ne satureront pas complètement le transistor de sortie et vous devrez donc régler la résistance en série avec la LED pour obtenir la même luminosité de LED.

Je posterai une photo modifiée pour vous dans un instant.

Si vous utilisez un MOSFET et placez la résistance de la grille à la masse

• La porte MOSFET ne consomme aucun courant (que vous pouvez détecter)

• La constante de temps de déclin de tension est désormais entièrement basée sur le RC.

• La désactivation se produit lorsque Vcap tombe pour se rapprocher du MOSFET Vgs_threshold.
  (Plus de choses utiles à apprendre :-)).

Assurez-vous que MOSFET Vgs_max est> 12V. Beaucoup font environ 20V. Certains sont inférieurs.

Notez que la fuite de condensateur pour un plafond de 1000 uF peut être significative pour des valeurs de décharge R plus importantes.

Cependant, un capuchon en tantale de 10 uF et une résistance de 1 M ont une constante de temps de 10 s, ce qui donne probablement plus de 20 secondes de retard. Un bouchon électrolytique de 47 uF et 1M PEUVENT fonctionner.

Si un CI était acceptable, vous adorerez ce que vous pouvez réaliser avec un CD 4060 en mode auto-oscillant - voir fig 12..