Cambio de una válvula de gas de milivoltios con un temporizador digital de bajo voltaje

3

Tengo uno de esos viejos calentadores de gas que tiene una válvula de milivoltios alimentada por una termopila. Quiero controlarlo con el cerebro de un temporizador de salida digital programable (menos los componentes de conmutación de CA, esto es solo la placa del controlador) Puedo programarlo para que se encienda durante una hora por la mañana antes de levantarme, sin tenerlo funcionando toda la noche.

La válvula funciona a 0,5 v, y cuando está conectada, consume una corriente de 75 mA. Para accionar la válvula, simplemente tiene que hacer un circuito entre dos contactos.

El temporizador funciona con una batería AAA de 1.5v. Cuando se enciende, hace un circuito entre dos contactos. Pensé que simplemente podría conectar estos dos contactos a los contactos de la válvula del calentador para activar la válvula. Desafortunadamente, la cantidad de corriente que llega al temporizador es de solo 1.85 mA, ¡lo cual no es suficiente para accionar la válvula!

Me gustaría mantener esta configuración lo más eficiente posible de la energía para que no tenga que conectar un cable de alimentación o cambiar las baterías todo el tiempo. La válvula es excelente porque está alimentada por el calentador, y el controlador es excelente porque extrae 5 µA de una sola batería AAA. ¿Hay alguna forma de usar transistores u otros componentes para darle a la válvula los 75 mA que necesita?

¡Gracias!

Actualización # 1:

  • Válvula de gas: enlace
  • Termopila: enlace (Modelo 101934F32)
  • Diagrama de bloques:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

He intentado simular el circuito MOSFET a la izquierda, pero incluso cuando establezco el umbral de la puerta en 0.2v, solo puedo obtener la corriente de la fuente de drenaje hasta 75 mA si bombeo como 100v en la puerta, lo que obviamente no funcionará El circuito de la derecha sería excelente si pudiera encontrar un relé con un voltaje de bobina realmente bajo que consuma muy poca corriente. ¿Alguna idea para cualquiera de los dos?

Actualización # 2:

He modificado el esquema de dmitryvm para eliminar la batería de 1.5V y agregar una resistencia para representar el encendido del temporizador. También agregué un interruptor que con suerte funcionará en la práctica cuando use el temporizador como un interruptor. Aquí está el nuevo esquema:

simular este circuito

Hice algunas pruebas del transistor, y parece funcionar, aunque tuve que aumentar el voltaje a 10V porque la resolución de mi multímetro es de 10µA.

Actualización # 3:

¡¡Éxito !! Descubrí que el temporizador en realidad apaga 1.5v cuando está encendido, así que pude disparar el FDN337N con él. ¡Qué gran pequeño MOSFET! Gracias a dmitryvm por la recomendación. Incluso hice mi propio PCB. El temporizador ahora está programado y conectado a mi calentador. Aquí están las fotos de todo:

FeoperofuncionalesquemáticodeEagle

DiseñodePCBEagle

TemporizadoryPCB

TemporizadoralimentadoporPCB

Temporizador conectado directamente al calentador (hasta que tenga tiempo de conectarlo en serie con el termostato).

Gracias de nuevo a dmitryvm y a todos los demás que contribuyeron. Esta es la primera vez que publico en StackExchange y estoy muy contento de que este proyecto haya tenido éxito.

    
pregunta osmithy

2 respuestas

3

Dado que el temporizador se alimenta con un AAA de 1.5 vatios, puede esperar un voltaje de la celda al final de su vida útil en torno a 1 V, por lo que el circuito de control de la válvula debe poder manejar el rango de voltaje de entrada de 1 a 1.5 V No estoy seguro de que puede lograr este objetivo con un solo circuito MOSFET; hay muchos MOSFET de potencia con baja resistencia en Vgs > 2.5 V, pero puede ser difícil encontrar un MOSFET de potencia con baja resistencia en Vgs = 1 V.

Para usar MOSFET de amplia disponibilidad con baja resistencia en Vgs > 2.5 V (por ejemplo, FDN337N, IRF6201, IRL6342, etc.) puede considerar el siguiente circuito:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

En este circuito, la vida útil esperada de la celda CR2032 debe ser del orden de diez años.

Actualización : la implementación en funcionamiento, como puedo ver, se parece al circuito a continuación, pero sin R2 y R3 (la función de estos resistores se explica a continuación):

simular este circuito

Dentro del cuadro de puntos está mi suposición sobre los internos del temporizador.

Siento la necesidad de repetir la advertencia del comentario del transistor :

  

La termopila no puede dar salida si no hay llama y la válvula cerrará el gas. Una vez que introduce una batería, corre el riesgo de un modo de falla del lado incorrecto. Por ejemplo, la descomposición de la compuerta MOSFET permite la corriente a la válvula.

Es por eso que se recomienda R2.

También, como he dicho anteriormente en los comentarios, también se recomienda una resistencia de 1 megaohmio entre la puerta y la fuente (R3 en el esquema). Si la salida del temporizador se implementa como un colector abierto o drenaje abierto (como he adivinado), el MOSFET puede encenderse espontáneamente sin la señal del temporizador. R3 previene esta posibilidad.

Tenga en cuenta que el MOSFET puede encenderse incluso con la corriente de fuga picoampere, que puede ocurrir debido a un cambio en la humedad o la temperatura, si no hay una ruta de CC entre la compuerta y la fuente. La resistencia de 1M proporciona dicha ruta en cualquier caso posible.

Y la nota final: mientras FDN337N funciona bien con la nueva batería de 1.5 V, pero puede que no funcione con la batería parcialmente descargada. Esto puede comprobarse mediante un experimento.

    
respondido por el dmitryvm
0

Si desea mantener el consumo de energía bajo, debe insertar un pequeño regulador de seguridad entre la batería y la válvula. Esto será controlado por su temporizador y reducirá el voltaje de las baterías sin pérdidas, por lo que la corriente extraída de la batería será baja. Para cambiar de termopila probablemente tengas que encontrar un Mosfet de bajo voltaje de compuerta o un relé de lámina porque los transistores tienen caídas de voltaje demasiado altas.

    
respondido por el krufra

Lea otras preguntas en las etiquetas