Detectar una corriente continua

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Quiero detectar si el casillero electrónico de mi diferencial está funcionando. El bloqueo diferencial es esencialmente un solenoide que se acopla al bloqueo del eje, sin embargo, dado que el cable pasa por debajo del vehículo, está expuesto y un cable dañado no se detectará. No tengo forma de detectarlo mecánicamente (interruptor de límite, émbolo, etc.), así que necesito hacerlo eléctricamente.

El solenoide del armario funciona a 12 V y consume entre 5 y 8 amperios, por lo que, asumiendo el valor más alto, el armario tiene una resistencia efectiva de entre 1,5 y 2,4 ohmios.

He encontrado algunas resistencias de derivación de 10 A con una caída de voltaje de 75 mV (supongo que eso significa 7.5 mohmios), lo que tendrá un impacto mínimo en el funcionamiento del solenoide. Mi cálculo es que mi caída de voltaje real estará entre 37.5mV y 60mV.

No estoy tratando de medir la corriente, simplemente la detecto encendiendo un LED (lo más probable es que sea un interruptor iluminado que espera 12 V. La mayoría de los artículos o información que he encontrado OpAmps de referencia miden la corriente, pero solo quiero para detectarlo, entonces presumiblemente usaría un transistor PNP, pero ¿cuál?

He hecho algunas búsquedas, pero ni siquiera sé si estoy buscando lo correcto.

    
pregunta Prdufresne

2 respuestas

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Solo para lanzar en otro pensamiento:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Ninguno de los transistores necesita ser BJT de potencia; todos pueden ser pequeños de tipo TO-92 (o más pequeños). Óptimamente, sería bueno si se hicieran coincidir. Pero agregué \ $ R_4 \ $ como un potenciómetro para que pueda hacer ajustes, en su lugar. Esto también cubre las variaciones en su \ $ R_1 \ $ valor. Nominalmente, debe ser aproximadamente el 20-30% del valor indicado. Pero su millaje puede variar según la coincidencia de \ $ Q_1 \ $ y \ $ Q_2 \ $ y su valor real de \ $ R_1 \ $. (Pensé en sugerir un BCM62 para el emparejamiento, pero luego está \ $ R_1 \ $, así que creo que el potenciómetro es útil hasta que sepa lo que realmente necesita aquí). \ $ Q_3 \ $ no es crítico. Supongo que aquí hay un interruptor de lado alto, por lo que \ $ SW_1 \ $ está ahí para representar ese detalle. (Probablemente esté fundido, también, pero no lo agregué). Si obtiene BJT que pueden soportar un voltaje decente (como el 2N5401), probablemente no haya una necesidad real de protección de volcado de carga.

No he pasado por esto por todos los detalles prácticos de una situación automotriz. Es más un enfoque de comportamiento que evita los ataques. Podría funcionar bien, tal como está.

Solo por hacer muecas, lancé el circuito anterior a LTSpice y utilicé los BJT estándar y \ $ R_4 = 22 \: \ textrm {k} \ Omega \ $ en una alondra. El barrido de DC salió de esta manera:

Puedesjugarcon\$R_2\$o\$R_4\$paracambiarlaubicacióndondeseproduceelcambio.

Si\$Q_1\$y\$Q_2\$coinciden,nisiquierasemoveráinclusosivaría\$\beta\$y\$V_{BE}\$enunrangorazonable.Porsupuesto...esoessiestánemparejados.Porsupuestoquefuncionarábienentonces.Entonces,sipuede,elija\$Q_1\$y\$Q_2\$comoparescoincidentes,comoBCV62oBCM62.Noresistiránbienunvolcadodecarga.Peropodríansobrevivir.

Sinemparejar,yjugandocon\$\beta\$y\$V_{BE}\$(enfunciónde\$I_{SAT}\$),obtengoelsiguientediferencial:

Eso es con una buena cantidad de variación en los BJT. Entonces no es horrible, siempre y cuando obtengas el mismo número de parte. Pero puede requerir algunos ajustes de \ $ R_2 \ $ y / o \ $ R_4 \ $ para que funcione bien para usted.

He agregado \ $ R_5 \ $ para evitar un error al configurar el potenciómetro \ $ R_4 \ $ en un valor accidentalmente dañino. El valor de \ $ R_5 \ $ debe ser el mismo que el valor elegido para \ $ R_2 \ $, aproximadamente. Imaginé usar un potenciómetro hasta que se midiera el valor correcto, y luego reemplazarlo con una resistencia real. Pero si se mantiene el potenciómetro, entonces el valor de \ $ R_5 \ $ podría ser un poco menor que \ $ R_2 \ $ (tan poco como la mitad), pero probablemente no debería ser más del 25% mayor. En algún lugar de ese rango debería estar bien si el mismo valor exacto no está disponible.

He agregado algunos esquemas de protección posibles al circuito. El diodo solo tendría que ser algo con quizás \ $ 200 \: \ textrm {V} \ $ voltaje inverso y al menos \ $ 10 \: \ textrm {A} \ $ capacidad. La desventaja de esto es que la corriente de retroceso desaparece lentamente. Y en este caso, podría desaparecer demasiado lentamente. La combinación diodo + zener proporciona un alto voltaje para que el pulso de la corriente de retorno pueda extinguirse más rápidamente. Pero ambas partes deben ser capaces de los mismos altos potenciales actuales y me gustaría tener alrededor de \ $ 30 \: \ textrm {V} \ $ en todo el par, así que seleccione un Zener en esa área, si es posible. Finalmente, también hay MOVs automotrices (Littlefuse los fabrica, por ejemplo) que también pueden absorber repetidamente la energía del retorno de solenoide. Vienen en una variedad de valores de voltaje. Una vez más, estaría buscando alrededor de \ $ 30 \: \ textrm {V} \ $ aquí.

    
respondido por el jonk
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Dado que esto es automotriz, tengo que asumir que el cable está en el lado de + 12V. Como tal, necesita utilizar la detección de corriente lateral alta. Existen numerosos dispositivos que hacen esto como el LTC6101 .

Seacualseaelmétododedetecciónqueelija,entoncesnecesitaráalimentarelvaloranalógicoauncircuitocomparadoradecuadoyhacerqueenciendaunLEDcuandosedetectecorriente.

Megustaestoquizás.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Elija los valores para R2 y R3 para establecer el voltaje de umbral para encender la luz cuando la corriente es superior a 1A.

NOTA: Dado que este circuito toma su energía de la línea de alimentación de los solenoides, no consume energía cuando se apaga.

ADDITION:

Debe suponer que el fabricante del automóvil no agregó un diodo de retorno en el interruptor o el solenoide, por lo que cuando se salga de la parte superior del circuito se incrementará. Como tal, agregué un diodo de retorno de 10A. Tenga en cuenta que elegí un ZENER para proteger también contra los grandes picos de voltaje positivo del entorno del automóvil. La parte Zener no necesita tener 10 A, por lo que dos diodos, un rectificador de alta corriente y un Zener de baja corriente pueden ser más baratos.

    
respondido por el Trevor_G

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