Alternativas al circuito RC para un retraso variable simple de hasta 2 minutos [duplicado]

El problema con las mayúsculas es la corriente de fuga y la constante de tiempo equivalente posible para demoras a largo plazo puede no admitir demoras de 2 minutos.

También la corriente de polarización del interruptor aumenta esta corriente de fuga y reduce aún más el posible retraso de tiempo, T.

Examinemos algunos componentes aleatorios.

Panasonic HA series, Type V Alum. Electo. SMD Vdc = 6.3 a 100V

• Spec:

  • I < 0.01 CV o 3 (μA) Después de 2 minutos (el que sea mayor)

  • Sabemos que Ic = C * dV / dt e Ir = V / R

  • Usando 470uF @ 6.3V, CV = 3000u o Ic < 30uA que es mayor que 3uA

  • utilizando 5V Rleak > = 5V / 30uA > = 167 KOhm y RC = T = 78 seg,

    • así que eso no es bueno porque quieres que T sea > > 120 segundos para agregar una R fija y reducirla a 120 segundos, elija T = 200 segundos o 3 veces más que este límite.

        

      esto significa que la fuga de su tapa debe ser < 10uA @ 5v o CV > 10,000u   entonces, si elegimos una clasificación de > = 25V, estamos bien

  • Pero significa que nuestro interruptor también debe usar mucho menos de 10 uA o tenemos otro problema de fugas y su último esquema con dos 470 k en paralelo, uno de ellos es un pozo.

  • es (5V-0.7Vbe) /245k=18.2uA lo que parece ser un problema.
  • pero espera, T es la estimación exponencial donde 1 / e = 0.367879441 veces su valor inicial. pero aquí está decayendo de 5 a 0,7 Vbe o 14% del valor inicial, por lo que este mineral se duplica pero no triplica el tiempo antes de que se apague el transistor,

  • pero espere de nuevo, el transistor está saturado, de modo que la ganancia de corriente se reduce a alrededor de 10, pero si salimos de la saturación, se restablecerá el HFE.

      

    • Entonces, ¿cuándo sale el relevo del servicio activo? Llamamos a esta corriente de retención el umbral de voltaje "DEBE apagarse", que siempre es más bajo que "puede apagarse, lo que nunca se especifica.
      

  • Supongamos que su bobina de relé necesita 50ma y su NPN tiene un hFE de 100, pero "puede" apagarse en V / 2 o 25 mA

  • esto significa que su corriente base debe ser 250uA para mantener la bobina activa

  • ** pero sabemos que supera la especificación de fugas en nuestra tapa del temporizador, por lo que se apaga más rápido. **

      

    • para que pueda ver que hay algunas variables que afectan el retraso de tiempo
      

• para empeorar las cosas, si la carga de su relé tiene alguna inductancia, los contactos se arquearán por un tiempo más prolongado durante el apagado muy lento y pueden vibrar y zumbar debido al zumbido en el conductor.

Este no es ciertamente el mejor diseño de demora con temporizador de 2 minutos, sino un análisis de lo que puede salir mal con su diseño actual.

No olvide que las bobinas inductivas conmutadas a bajo emitirán un pico de alto voltaje en el interruptor del semiconductor (colector), por lo que la práctica estándar es colocar un diodo de polarización inversa en la bobina de CC para desviar los picos de apagado.

Algunos diseños para el relé temporizador de CA utilizan un chip temporizador digital CD4060 y un FET y una tapa de plástico con > Disminución de 5 minutos a partir de la autofiltración, luego elija cualquier cuenta binaria / 2 ^ n con reinicio. Otros confían en las fugas y utilizan un temporizador de 555 CMOS.

Dependiendo de cómo mida "simple", un pequeño microcontrolador es una buena respuesta. Incluso el pequeño PIC 10F200 puede hacer esto fácilmente, y viene en un paquete SOT-23. Ese es el mismo paquete en el que vienen los transistores individuales, aunque tiene 6 derivaciones en lugar de 3. La única otra parte que necesita es la tapa de derivación. Este circuito será físicamente más pequeño que el que se muestra, y en volúmenes probablemente no sea muy diferente en precio si se considera el gran capital que requiere.

El 10F200 viene con un oscilador interno bueno a un poco por ciento, lo cual es mejor que un límite que puede obtener que no costaría más que este micro. Este PIC también puede tener activaciones pasivas internas en algunas entradas, por lo que el interruptor se conecta directamente entre un pin y tierra sin que se requiera ninguna otra parte.

El retraso se realiza digitalmente contando ciclos. Los retrasos realizados de esa manera pueden ser arbitrariamente largos y tienen la precisión del oscilador interno.

Dependiendo de lo que intentes conducir, puedes hacerlo directamente desde un pin de salida. De lo contrario, todavía necesita un transistor con resistencia de base o un FET de "nivel lógico" sin otras partes.

Una de las ventajas de usar la lógica digital para el retraso es que las transistiones serán nítidas y esencialmente instantáneas. En su ejemplo, el transistor de salida se desvanecerá lentamente.

Use un NE555 en la configuración monoflop de la siguiente manera. Eso debería imitar el comportamiento de tu circuito. Elija R1 correctamente o encadene resistencias y potenciómetros para la ventana de tiempo, grueso y fino.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Construí esto para mantener algunos LED encendidos durante unos segundos cuando se activa un interruptor de vibración para hacer una varita de origami para mi hija. El NPN y el NFET son dispositivos SOT 23 bastante genéricos y los pasivos fueron 0805. Como el FET tiene una alta impedancia de entrada, el tiempo está determinado por la resistencia. Los valores a continuación dan unos 2½ segundos, así que multiplica R por diez y C por cinco para dar unos dos minutos. Aunque todavía es un RC simple, no tiene que ser grande físicamente.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}