Keterlambatan Transistor

Saya mencoba membuat alarm untuk lemari es sehingga jika pintu dibiarkan terbuka, setelah 1 menit atau lebih, alarm akan berbunyi.

Saya punya sesuatu yang mirip dengan skema di bawah ini. Ketika sakelar terbuka kapasitor mulai mengalir melalui basis transistor tetapi saya memiliki LED secara paralel dengan transistor sehingga ketika kapasitor habis, LED menyala. Ini berfungsi dengan baik, namun saya tidak bisa menunda cukup lama. Jika saya meningkatkan nilai kapasitor atau resistor basis transistor, waktu tunda lebih lama, namun karena kapasitor pemakaian lebih lambat LED / Alarm secara bertahap memudar di mana saya tidak benar-benar ingin. Saya ingin alarm / LED menyala tiba-tiba.

Apakah ada cara bagi saya untuk meningkatkan penundaan tetapi tetap mengaktifkan alarm relatif tiba-tiba?

Sebagai catatan kaki, saya tidak ingin menggunakan IC apa pun (yaitu penghitung 555)

Anda sedang mengisi kapasitor langsung dari baterai. Jadi waktu pengisian terkait dengan produk RC, di mana R hanyalah hambatan internal baterai.

Coba sesuatu seperti ini:

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Di sini, saya telah membagi resistansi dasar sehingga kapasitor diisi melalui sebagian besar.

Ini tidak hanya mencapai tujuan memperlambat pengisian resistor, tetapi memiliki manfaat sisi lain. Ketika sakelar dilepaskan, C1 melepaskan ke basis transistor hanya melalui resistansi 1K, menghasilkan pengeluaran yang jauh lebih cepat daripada muatan. Kita tidak dapat membuat resistor itu terlalu kecil, karena kita perlu melindungi persimpangan BE transistor dari arus keluaran.

Dalam simulasi, arus LED mulai membangun sekitar 1,5 detik dan mencapai maksimum sekitar 1,8. Jadi itu bukan turn-on yang tiba-tiba, jelas. Tetapi turn-on meningkat dengan penundaan yang lebih cepat.

Untuk menghidupkan lebih cepat, kita perlu menambahkan tahap transistor lain. Sirkuit berikut memiliki penundaan waktu yang serupa dengan yang di atas, tetapi arus LED landai lebih cepat, lebih dari sebaran 70 ms atau lebih.

^{mensimulasikan rangkaian ini}

Untuk waktu yang lebih lama dengan pengaktifan cepat, kita perlu lebih banyak keuntungan. Salah satu cara untuk melakukannya adalah mengganti resistor beban dengan beban aktif. Menurut simulasi LTSpice dari rangkaian ini, ia menghasilkan penundaan 55-an, di mana titik LED landai selama interval sekitar seperempat detik. Grafik ini menunjukkan pengisian kapasitor (biru) versus arus LED (hijau):

Namun, ini semakin rumit daripada beberapa solusi berbasis IC. Pendekatan ini baik untuk memuaskan ego penghobi. ("Saya melakukannya dengan komponen diskrit, tidak ada yang mudah digunakan op-amp atau penghitung waktu IC, dan lihat, bahkan ada cermin saat ini dan yang lainnya!").

^{mensimulasikan rangkaian ini}

Bisakah kita membuat beberapa perubahan kecil sehingga kita tidak perlu resistor pengisian besar, dan dapat menggunakan kapasitor yang lebih kecil? Iya! Ini satu cara. Kita dapat menaikkan transitor Q1 sehingga ada tegangan nyala yang lebih tinggi di pangkalan, dengan meletakkan dioda Zener di emitor, katakanlah 8.2V. Kemudian resistor pengisian 100K, dan kapasitor 470uF memberi kita sedikit lebih dari satu menit. Dengan menaikkan tegangan yang harus dikembangkan kapasitor, kita dapat memperoleh penundaan yang lebih besar untuk nilai RC yang sama.

^{mensimulasikan rangkaian ini}

Entah Anda meningkatkan kapasitor, yang sudah agak besar, atau Anda mengurangi arus basis transistor. Opsi kedua dapat dicapai dengan mengubah BC547 untuk BC516, yang disebut ' pasangan Darlington ' dan meningkatkan 33k ke 1M resistor. Ini akan menambah batas waktu.

Masalah lain yang Anda sebutkan, pemudaran lambat, sebaiknya diselesaikan dengan pemicu Schmitt .

Untuk batas waktu lama seperti ini solusi lain lebih cocok, tetapi Anda harus pindah ke IC untuk menjaga kompleksitas.

Untuk mendapatkan lampu LED yang lebih tajam, Anda perlu menambah penguatan sirkuit. Bagi mereka yang menggunakan IC, rangkaian pembanding akan digunakan untuk membandingkan tegangan kapasitor ke level referensi. Setelah ambang dilewati, gain pembanding yang sangat tinggi akan menyebabkan output berubah dengan cepat dan menyalakan alarm LED Anda.

Karena Anda ingin tetap menggunakan komponen beton sederhana, pendekatan paling sederhana berikutnya bagi Anda untuk meningkatkan gain rangkaian Anda adalah dengan menghubungkan dua NPN transistor dalam konfigurasi darlington. Sirkuit Darlington tidak akan sepenuhnya memenuhi transistor keluaran sehingga Anda harus menyesuaikan resistor secara seri dengan LED untuk mencapai kecerahan LED yang sama.

Saya akan memposting gambar yang dimodifikasi untuk Anda sebentar lagi.

Jika Anda menggunakan MOSFET dan letakkan resistor dari gerbang ke ground

• Gerbang MOSFET sama sekali tidak menarik arus (yang dapat Anda deteksi)

• Konstanta waktu peluruhan tegangan sekarang seluruhnya berbasis RC.

• Turnoff terjadi ketika Vcap jatuh untuk menutup ke MOSFET Vgs_threshold.
  (Lebih banyak hal berguna untuk dipelajari :-)).

Pastikan bahwa MOSFET Vgs_max adalah> 12V. Banyaknya sekitar 20V. Beberapa lebih rendah.

Perhatikan bahwa kebocoran kapasitor untuk tutup 1000 uF mungkin signifikan untuk nilai pelepasan R yang lebih besar.

Namun, tutup tantalum 10 uF dan resistor 1M memiliki konstanta waktu 10 detik sehingga mungkin memberikan waktu penundaan 20+ detik. Tutup elektrolit 47 uF dan 1 MUNGKIN bekerja.

Jika sebuah IC dapat diterima maka Anda akan menyukai apa yang dapat Anda capai dengan CD 4060 dalam mode berosilasi sendiri - lihat gbr 12..