Circuit (s) de protecció de bateria NiMH de 2 cel·les: 8 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

Si heu vingut aquí, probablement sabreu per què. Si tot el que voleu veure és una solució ràpida, aneu directament al pas 4, que detalla el circuit que vaig acabar utilitzant jo mateix. Però si no esteu del tot segur, si realment voleu aquesta solució o alguna cosa més, teniu curiositat en el fons o simplement us agrada visitar alguns llocs interessants del meu viatge de prova i error, aquí teniu la versió elaborada:

El problema

Teniu algun projecte electrònic que voleu alimentar amb bateries recarregables. LiPo és la tecnologia de bateria del dia, però les bateries de liti encara comporten alguns mals hàbits, com ara no tenir un factor de forma estàndard preparat per a un supermercat, requerir carregadors especials (un per cada factor de forma) i comportar-se com a autèntiques reines dramàtiques quan es maltracten (prenen foc), i coses així). En canvi, els recarregables NiMH estan disponibles en factors de forma estàndard, des de AA fins a AAA, de manera que podeu utilitzar les mateixes bateries per a la càmera digital, la llanterna, el cotxe RC de joguina i l’electrònica de bricolatge. De fet, és probable que en tingueu un munt. També són molt menys coneguts per causar problemes, excepte que una cosa que realment no els agrada és la "descàrrega profunda".

Aquest problema es fa molt més greu, si utilitzeu un "convertidor incrementat" per augmentar la vostra tensió d'entrada. Digueu-ho a 5V per alimentar un arduino. Tot i que el vostre cotxe RC es mourà cada cop més lentament a mesura que s’esgoten les bateries, un convertidor de dades intentarà mantenir la tensió de sortida constant, fins i tot mentre disminueixi la tensió d’entrada, de manera que podreu aspirar els darrers electrons de la vostra bateria., sense cap senyal visible de problemes.

Llavors, quan haureu de deixar de fer la descàrrega?

Una cèl·lula de NiMH completament carregada té un voltatge típic d’uns 1,3 V (fins a 1,4 V). Durant la major part del seu cicle de treball, subministrarà uns 1,2 V (la seva tensió nominal), baixant lentament. Prop de l'esgotament, la caiguda de tensió es farà força forta. La recomanació més freqüent és que es deixi de descarregar entre 0,8 V i 1 V, moment en què s’haurà consumit la major part de la càrrega (de totes maneres, amb molts factors que afecten les xifres exactes; no entraré en més detalls).

Tanmateix, si realment voleu superar els límits, la situació en què us hauríeu de preocupar és que us baixeu la bateria per sota de 0V, moment en què patirà greus danys (advertència: recordeu que estic parlant de cèl·lules NiMH, aquí; per a LiPos permanent els danys començaran molt abans!). Com pot passar això? Bé, quan teniu diverses cel·les de NiMH seguides, és possible que una de les bateries estigui a prop del voltatge nominal, mentre que una altra ja estigui completament esgotada. Ara, el voltatge de la bona cèl·lula continuarà empenyent un corrent a través del circuit i a través de la cel·la buida, esgotant-la per sota de 0V. Aquesta situació és més fàcil d’entrar del que pot semblar a primera vista: recordeu que la caiguda de tensió es fa molt més forta cap al final del cicle de descàrrega. Per tant, fins i tot algunes diferències inicials relativament menors entre les vostres cel·les poden provocar tensions restants molt diferents després de la descàrrega. Ara aquest problema es fa més acusat, més cèl·lules col·loqueu en sèrie. En el cas de dues cel·les, aquí discutit, encara seríem relativament segurs descarregar-nos a una tensió total al voltant d’1,3V, que correspondria a una bateria a 0V i l’altra a 1,3V, en el pitjor dels casos. Tanmateix, no té gaire sentit anar tan baix (i, com veurem, fins i tot seria difícil d’aconseguir). Tanmateix, com a límit superior, aturar-se en qualsevol lloc per sobre de 2V semblaria un malbaratament (tot i que AFAIU, al contrari de les bateries NiCd, les descàrregues parcials freqüents no suposa cap problema per a les bateries NiMH). La majoria de circuits que presentaré tindran un objectiu lleugerament inferior, aproximadament a 1,8 V com a tall.

Per què no s’ha d’utilitzar simplement una solució fora de si?

Perquè sembla que no existeix! Les solucions són abundants per al recompte de cèl·lules més alt. A tres cèl·lules NiMH podríeu començar a utilitzar circuits de protecció estàndard LiPo i, més amunt, les vostres opcions només seran més àmplies. Però, un tall de baixa tensió a 2V o per sota? Per exemple, no en vaig trobar.

Què vaig a presentar

Ara, no us temeu, us presentaré no un, sinó quatre circuits relativament fàcils d’aconseguir-ho (un en cada "pas" d’aquest instructiu), i els parlaré en detall, així ho sabreu com i per què modificar-los, si en sentiu la necessitat. Bé, per ser sincer, no recomano utilitzar el meu primer circuit, que simplement incloc per il·lustrar la idea bàsica. Els circuits 2 i 3 funcionen, però requereixen uns components més que el circuit 4, que vaig acabar utilitzant jo mateix. De nou, si esteu fart de la teoria, només heu de passar al pas 4.

Pas 1: la idea bàsica (aquest circuit no es recomana)

Comencem pel circuit bàsic anterior. No recomano fer-lo servir, i discutirem per què, més endavant, però és perfecte per il·lustrar les idees bàsiques i discutir els principals elements que també trobareu als millors circuits, més avall en aquest instructiu. BTW, també podeu veure aquest circuit en una simulació completa al gran simulador en línia de Paul Falstad i Iain Sharp. Un dels pocs que no requereix que us registreu per desar i compartir el vostre treball. No us preocupeu per les línies d'abast a la part inferior, però, explicaré les que estan a prop del final d'aquest "pas".

D’acord, per tal de protegir les bateries de que no s’esgotin massa, necessiteu a) una manera de desconnectar la càrrega, ib) una manera de detectar quan és el moment de fer-ho, és a dir, quan la tensió ha baixat massa.

Com activar i desactivar la càrrega (T1, R1)?

Començant per la primera, la solució més òbvia serà utilitzar un transistor (T1). Però, quin tipus triar? Les propietats importants d’aquest transistor són:

1. Hauria de tolerar prou corrent per a la vostra aplicació. Si voleu una protecció genèrica, probablement voldreu suportar almenys 500 mA i més.
2. Hauria de proporcionar una resistència molt baixa mentre està engegat, per no robar massa tensió / potència del voltatge d’alimentació ja baix.
3. Ha de ser commutable amb el voltatge que tingueu, és a dir, una mica lleugerament per sota de 2V.

El punt 3 anterior semblaria suggerir un transistor BJT ("clàssic"), però hi ha un simple dilema associat a això: en posar la càrrega al costat de l'emissor, de manera que el corrent base estarà disponible per a la càrrega, efectivament baixareu la tensió disponible per la "caiguda de tensió de l'emissor base". Normalment, és al voltant de 0,6 V. Prohibitivament molt, quan es parla de subministrament total de 2V. En canvi, quan col·loqueu la càrrega al costat del col·lector, "malgastareu" qualsevol corrent que passi per la base. Això no és un gran problema en la majoria dels casos d’ús, ja que el corrent base serà només de l’ordre d’una centèsima part del corrent col·lector (depenent del tipus de transistor). Però quan es dissenya una càrrega desconeguda o variable, això significa malgastar l’1% de la càrrega màxima esperada de forma permanent. No tan fantàstic.

Per tant, tenint en compte els transistors MOSFET, aquests excel·len en els punts 1 i 2 anteriors, però la majoria de tipus requereixen una tensió de porta molt superior a 2V per encendre-la completament. Tingueu en compte que no és suficient un "voltatge llindar" (V-GS- (th)) lleugerament inferior a 2V. Voleu que el transistor estigui lluny a la regió on a 2V. Afortunadament hi ha alguns tipus adequats disponibles, amb els voltatges de porta més baixos que es troben normalment en els MOSFET de canal P (l’equivalent FET d’un transistor PNP). Tot i això, la vostra selecció de tipus serà molt limitada i em sap greu haver-vos de comunicar-vos-la. Per ajudar-vos a superar aquest xoc, mireu el full de dades de l'IRLML6401 i digueu-me que no us impressionen aquestes especificacions. El IRLML6401 també és un tipus molt disponible en el moment d’escriure aquest article i no us hauria de tornar més de 20 cèntims per peça (menys en comprar en volum o a la Xina). Per tant, segur que us podeu permetre fregir-ne alguns, tot i que tots els meus van sobreviure malgrat que sóc un principiant en la soldadura SMD. A 1,8 V a la porta té una resistència de 0,125 ohms. Prou bo per conduir de l'ordre de 500 mA, sense sobreescalfar (i superior, amb un dissipador de calor adequat).

Molt bé, per tant, IRLML6401 és el que farem servir per a T1 en aquest i en tots els circuits següents. R1 és simplement allà per augmentar el voltatge de la porta per defecte (corresponent a una càrrega desconnectada; recordeu que es tracta d’un canal P FET).

Què més necessitem?

Com detectar un voltatge baix de la bateria?

Per tal d’aconseguir un tall de tensió definit principalment, fem un ús indegut d’un LED vermell com a referència de tensió relativament forta d’uns 1,4V. Si teniu un díode Zener amb un voltatge adequat, seria molt millor, però un LED sembla proporcionar una referència de tensió més estable que dos díodes de silici normals en sèrie. R2 i R3 serveixen per a) limitar el corrent que passa pel LED (tingueu en compte que no volem produir cap llum perceptible) ib) reduir la tensió a la base de T2 una mica més. Podeu substituir R2 i R3 per un potenciòmetre per obtenir una tensió de tall una mica ajustable. Ara, si la tensió que arriba a la base de T2 és al voltant de 0,5 V o superior (suficient per superar la caiguda de tensió de l'emissor base de T2), T2 començarà a conduir, tirant de la porta de T1 a la baixa i connectant així la càrrega.. BTW, T2 es pot suposar com la vostra varietat de jardí: qualsevol transistor NPN de senyal petit que passi a la vostra caixa d’eines, encara que serà preferible una alta amplificació (hFe).

Us podeu preguntar per què necessitem T2 i no només connectem la nostra referència de tensió improvisada entre la terra i el pin de la porta de T1. Bé, la raó d'això és bastant important: volem un canvi tan ràpid com sigui possible entre activat i desactivat, perquè volem evitar que T1 estigui en estat "mig encès" durant qualsevol període de temps prolongat. Mentre està mig encès, T1 actuarà com a resistència, el que significa que la tensió caurà entre la font i el drenatge, però el corrent continua fluint, i això significa que T1 s’escalfarà. La quantitat que escalfarà depèn de la impedància de la càrrega. Si, per exemple, és de 200 Ohms, llavors, a 2V, fluiran 10mA, mentre que T1 està completament engegat. Ara, el pitjor estat és que la resistència de T1 coincideixi amb aquests 200 ohms, és a dir, 1V caurà sobre T1, el corrent baixarà a 5mA i s’haurà de dissipar 5mW de potència. Prou just. Però per a una càrrega de 2 Ohm, T1 haurà de dissipar 500 mW, i això és molt gran per a un dispositiu tan petit. (En realitat està dins de les especificacions de l'IRLML6401, però només amb un dissipador de calor adequat, i bona sort dissenyant-ho). En aquest context, tingueu en compte que si es connecta un convertidor de tensió intensiu com a càrrega primària, augmentarà el corrent d’entrada en resposta a la caiguda del voltatge d’entrada, multiplicant així els nostres problemes tèrmics.

Aneu a casa: volem que la transició entre activat i desactivat sigui el més nítida possible. D’això es tracta de T2: fer més nítida la transició. Però, és prou bona la T2?

Per què aquest circuit no el talla

Fem una ullada a les línies de l’oscil·loscopi que es mostren a la part inferior de la simulació del circuit 1. És possible que hàgiu observat que he col·locat un generador de triangles de 0 a 2,8 V al lloc de les nostres bateries. Aquesta és només una manera convenient d’imaginar el que passa quan el voltatge de la bateria (línia verda superior) canvia. Com mostra la línia groga, pràcticament no circula corrent mentre la tensió és inferior a uns 1,9 V. Bé. L’àrea de transició entre 1,93 V i 1,9 V sembla escarpada a primera vista, però tenint en compte que parlem d’una bateria que s’està descarregant lentament, aquests.3V encara corresponen a molt de temps passat en un estat de transició entre totalment apagat i completament apagat. (La línia verda a la part inferior mostra el voltatge a la porta de T1).

No obstant això, el que és encara pitjor d’aquest circuit és que, un cop tallat, fins i tot una lleugera recuperació de la tensió de la bateria farà que el circuit torni a estar en estat d’engegada. Tenint en compte que el voltatge de la bateria tendeix a recuperar-se lleugerament quan es talla una càrrega, això significa que el nostre circuit es mantindrà en estat de transició durant molt de temps (durant el qual el circuit de càrrega també romandrà en un estat mig trencat, un Arduino a través de centenars de cicles de reinici, per exemple).

Segon missatge de tornada a casa: no volem que la càrrega es torni a connectar massa aviat quan es recuperi la bateria.

Passem al pas 2 per obtenir una manera d’aconseguir-ho.

Pas 2: Afegir histèresi

Com que es tracta d’un circuit, és possible que vulgueu construir, us donaré una llista de peces per a aquelles parts que no són evidents a partir de l’esquema:

• T1: IRLML6401. Vegeu el "Pas 1" per obtenir una discussió, per què.
• T2: Qualsevol transistor NPN de senyal petit comú. He utilitzat BC547 quan provava aquest circuit. Qualsevol tipus comú com ara 2N2222 i 2N3904 hauria de funcionar igualment.
• T3: Qualsevol transistor PNP de senyal petit comú. He utilitzat BC327 (no en tenia cap BC548). Torneu a utilitzar el tipus comú que us sigui més convenient.
• C1: El tipus realment no importa, la ceràmica barata sí.
• El LED és un tipus vermell estàndard de 5 mm. El color és important, tot i que el LED mai no s’encendrà de manera visible: el propòsit és deixar caure un voltatge específic. Si teniu un díode Zener entre 1V i 1,4V de tensió Zener, utilitzeu-lo (connectat en polaritat inversa).
• R2 i R3 es podrien substituir per un potenciòmetre de 100 k, per ajustar bé la tensió de tall.
• El "llum" simplement representa la vostra càrrega.
• Els valors de la resistència es poden treure de l'esquema. No obstant això, els valors exactes no són realment importants. Les resistències no han de ser ni precises ni han de tenir una potència nominal significativa.

Quin avantatge té aquest circuit respecte al circuit 1?

Mireu les línies d'abast a sota de l'esquema (o executeu la simulació vosaltres mateixos). De nou, la línia verda superior correspon a la tensió de la bateria (aquí extreta d’un generador de triangles per comoditat). La línia groga correspon al corrent actual. La línia verda inferior mostra la tensió a la porta de T1.

En comparar-ho amb les línies d'abast del circuit 1, observareu que la transició entre activat i desactivat és molt més nítida. Això és particularment evident quan es mira la tensió de la porta T1 a la part inferior. La manera d’aconseguir això va ser afegint un bucle de retroalimentació positiva a T2, mitjançant el T3 acabat d’afegir. Però hi ha una altra diferència important (tot i que necessitareu ulls d’àguila per detectar-lo): tot i que el nou circuit tallarà la càrrega al voltant d’1,88 V, no (re) connectarà la càrrega fins que la tensió no superi els 1,94 V. Aquesta propietat anomenada "histèresi" és un altre subproducte del bucle de retroalimentació afegit. Mentre T3 està "activat", subministrarà a la base de T2 un biaix positiu addicional, reduint així el llindar de tall. No obstant això, mentre T3 ja està desactivat, el llindar per tornar a activar-se no es reduirà de la mateixa manera. La conseqüència pràctica és que el circuit no oscil·larà entre l’encesa i l’apagada, ja que la tensió de la bateria baixa (amb la càrrega connectada), després es recupera lleugerament (amb la càrrega desconnectada), i després cau … Bé! R4 controla la quantitat exacta d’histèresi, amb valors més baixos que donen una diferència més gran entre els llindars d’activació i apagat.

BTW, el consum d’energia d’aquest circuit mentre està apagat és d’uns 3 microAmps (molt per sota de la taxa d’autodescàrrega) i la sobrecàrrega mentre està encès és d’uns 30 microAmps.

Llavors, què és C1?

Bé, C1 és completament opcional, però estic orgullós de la idea: què passa quan desconnecteu manualment les bateries mentre estan gairebé esgotades, per exemple, a 1,92 V? En tornar-los a connectar, no serien prou forts per tornar a activar el circuit, tot i que encara serien bons per a un altre mentre estiguessin en un circuit en marxa. C1 s'encarregarà d'això: si el voltatge augmenta, de sobte (les piles es tornen a connectar), un petit corrent fluirà des de C1 (sense passar el LED) i donarà lloc a una breu engegada. Si el voltatge connectat està per sobre del llindar de tall, el bucle de retroalimentació el mantindrà. Si es troba per sota del llindar de tall, el circuit es tornarà a apagar ràpidament.

Excursus: per què no utilitzeu MAX713L per a la detecció de baixa tensió?

Us podeu preguntar si realment es necessiten aquestes parts. No hi ha alguna cosa preparada? Doncs MAX813L em va semblar un bon partit. És bastant barat i hauria d’haver estat prou bo per substituir T2, T3, el LED i R1, com a mínim. Tanmateix, tal com he descobert de la manera més difícil, el pin "PFI" del MAX813L (entrada de detecció de fallades d'energia) té una impedància força baixa. Si estigués fent servir un divisor de tensió superior a aproximadament 1 k per alimentar PFI, la transició entre activat i desactivat a "PFO" començaria a estirar-se a diverses desenes de volt. Bé, 1k correspon a un corrent constant de 2 mA mentre està tallat, molt prohibitivament i gairebé mil vegades el que necessita aquest circuit. A més, el pin PFO no oscil·larà entre el sòl i el rang complet de voltatge d’alimentació, de manera que amb l’espai reduït que tenim per conduir el nostre transistor de potència (T1), també hauríem de tornar a inserir un transistor NPN auxiliar.

Pas 3: Variacions

Hi ha moltes variacions possibles sobre el tema del bucle de retroalimentació positiva que vam introduir al pas 2 / Circuit 2. El que es presenta aquí difereix de l'anterior en el fet que, un cop apagat, no es tornarà a activar per si mateix amb una tensió de la bateria en augment. Més aviat, un cop assolit el llindar de tall, haureu de (canviar les piles i) prémer un polsador opcional (S2) per tornar-lo a iniciar. Per a una bona mesura, he inclòs un segon polsador per apagar el circuit manualment. La petita bretxa de les línies d'abast mostra si vaig activar, desactivar i encendre el circuit amb finalitats de demostració. El tall de baixa tensió es produeix automàticament, és clar. Proveu-ho a la simulació, si no estic fent una bona feina descrivint-lo.

Ara els avantatges d’aquesta variació són que proporciona el tall més nítid dels circuits considerats fins ara (exactament a 1,82 V a la simulació; a la pràctica, el nivell del punt de tall dependrà de les parts en ús i pot variar segons la temperatura o altres factors, però serà molt fort). També redueix el consum d’energia mentre està apagat fins a un petit 18nA.

Tècnicament, el truc per aconseguir això va ser moure la xarxa de referència de tensió (LED, R2 i R3) de connectada directament a la bateria a connectar-se després de T2, de manera que s’apagarà juntament amb T2. Això ajuda amb el punt de tall fort, ja que una vegada que T2 comença a apagar-se una mica, la tensió disponible a la xarxa de referència també començarà a baixar, provocant un bucle de retroalimentació ràpid de completament a totalment apagat.

Desfer els botons (si voleu)

Per descomptat, si no us agrada haver de prémer els botons, traieu els botons, però connecteu un condensador 1nF i una resistència de 10M Ohm (el valor exacte no importa, però ha de ser almenys tres o quatre vegades més que R1) en paral·lel des de la porta de T1 fins a terra (on hi havia S2). Ara, quan introduïu bateries noves, la porta de T1 es baixarà breument (fins que es carregui C1), de manera que el circuit s’encengui automàticament.

La llista de peces

Com que aquest és un altre circuit que és possible que vulgueu construir: les parts són exactament les mateixes que s’utilitzen per al circuit 2 (excepte per als diferents valors de resistència que es desprenen de l’esquema). És important destacar que T1 segueix sent IRLML6401, mentre que T2 i T3 són transistors NPN i PNP de senyal petit genèric, respectivament.

Pas 4: simplificació

Els circuits 2 i 3 estan molt bé, si em pregunteu, però em vaig preguntar si podia conformar-me amb menys parts. Conceptualment, el bucle de retroalimentació que condueix els circuits 2 i 3 només necessita dos transistors (T2 i T3 en aquests), però també tenen T1, per separat, per controlar la càrrega. Es pot utilitzar T1 com a part del bucle de retroalimentació?

Sí, amb algunes implicacions interessants: fins i tot quan està activat, T1 tindrà una resistència baixa, però no nul·la. Per tant, la tensió baixa a T1, més per a corrents més elevats. Amb la base de T2 connectada després de T1, aquesta caiguda de tensió afecta el funcionament del circuit. Per una banda, càrregues més altes significaran un voltatge de tall més alt. Segons la simulació (NOTA: per fer proves més senzilles, he canviat C1 per un polsador, aquí), per una càrrega de 4 ohms, el límit és de 1,95 V, de 8 ohms a 1,8 V, de 32 ohms a 1,66 V i per a 1 k Ohm a 1,58V. Més enllà d’això, no canvia molt. (Els valors de la vida real diferiran del simulador en funció del vostre exemplar T1, el patró serà similar). Tots aquests límits es troben dins dels límits de seguretat (vegeu la introducció), però és cert que no és ideal. Les bateries NiMH (i en particular les envellides) mostraran una caiguda de tensió més ràpida per a descàrregues ràpides i, idealment, per a taxes de descàrrega elevades, el tall de tensió hauria de ser inferior, no superior. No obstant això, pel mateix testimoni, aquest circuit proporciona una protecció eficaç contra el curtcircuit.

Els lectors detinguts també hauran observat que el tall que es mostra a les línies d'abast sembla molt reduït, en comparació fins i tot amb el circuit 1. Això no és preocupant, però. És cert que el circuit prendrà l’ordre d’1 / 10 segons per apagar-se completament, tot i que el punt de tensió, on es produeix l’apagat, encara està estrictament definit (a la simulació haurà de canviar en una CC constant font, en lloc del generador de triangles per veure això). La característica del temps es deu a C1 i desitjada: protegeix contra l’apagat automàtic prematur en cas que la càrrega (pensem: un convertidor intensiu) estigui dibuixant pics de corrent curts, en lloc d’un corrent majoritàriament constant. BTW, el segon propòsit de C1 (i R3, la resistència necessària per descarregar C1) és reiniciar el circuit automàticament cada vegada que es desconnecta / torna a connectar la bateria.

La llista de peces

Les parts necessàries tornen a ser les mateixes que per als circuits anteriors. En particular:

• T1 és IRLML6401; consulteu el pas 1 per obtenir una discussió sobre la (manca d’alternatives)
• T2 és qualsevol senyal genèric NPN petit
• C1 és una ceràmica econòmica
• Les resistències també són barates. No es requereix ni precisió ni tolerància a la potència, i els valors donats a l'esquema són majoritàriament orientatius. No us preocupeu per canviar valors similars.

Quin circuit és el millor per a mi?

Una vegada més, desaconsello construir el Circuit 1. Entre el Circuit 2 i el 3, m'inclino cap a aquest últim. Tanmateix, si espereu fluctuacions més grans en el voltatge de la bateria (per exemple, a causa de que les bateries es refreden), és possible que preferiu un reinici automàtic basat en la histèresi per sobre d’un reinici manual del circuit. El Circuit 4 és agradable ja que utilitza menys parts i ofereix protecció contra el curtcircuit, però si us preocupa tallar-lo a una tensió molt específica, aquest circuit no és adequat per a vosaltres.

En els passos següents, us guiaré per construir el Circuit 4. Si construïu un dels altres Circuits, penseu en compartir algunes fotos.

Pas 5: Comencem a construir (Circuit 4)

D'acord, així que anem a construir el Circuit 4. A més de les parts electròniques que s'enumeren al pas anterior, necessitareu:

• Un suport per a bateries de 2 cel·les (el meu era un suport AA eliminat d’una decoració nadalenca)
• Alguns perfboard
• Un parell de pinces decent per manipular l'IRLML6401
• Un tallador lateral (petit)
• Soldador i fil de soldar

Preparatius

El suport de la bateria ve amb un commutador i, convenientment, una mica de marge buit que sembla perfecte per col·locar el nostre circuit. Hi ha un passador per subjectar-hi un cargol (opcional) i el vaig tallar amb el tallador lateral.. els contactes i els cables s’acabaven d’inserir de forma fluixa. Els vaig retirar per facilitar l’accés, vaig tallar els cables i vaig eliminar l’aïllament dels extrems.

Aleshores vaig col·locar les parts electròniques de forma folgada en un tros de perfboard, per tal d’esbrinar quina ubicació ocuparien. Aproximadament, la fila inferior es posarà a terra, la fila central conté els elements de detecció de voltatge i la fila superior té la connexió amb la porta de T1. Vaig haver d’empaquetar les peces amb molta densitat perquè tot quedés a l’espai requerit. El IRLML6401 encara no està col·locat. A causa del pinout, haurà d'anar al fons del perfboard. (Tingueu en compte que he col·locat accidentalment T2, un BC547, al revés. No seguiu això a cegues, comproveu de nou el pinout del transistor que esteu fent servir; tots són diferents.) A continuació, he utilitzat el tallador lateral per retallar el perfboard a la mida requerida.

Pas 6: Soldar: primer és la part difícil

Traieu la majoria de components, però introduïu un cable de R1, juntament amb el cable positiu de la bateria (en el meu cas, de l'interruptor de la bateria) a la fila central, directament a un costat. Soldeu només aquell forat, encara no retalleu els passadors. L’altre passador de R1 va a la fila inferior (tal i com es veu des de baix), un agafat a l’esquerra. Fixeu el perfboard horitzontalment, amb la part inferior cap amunt.

D'acord, a continuació, l'IRLML6401. A més de ser petita, aquesta part és sensible a les descàrregues electrostàtiques. La majoria de les vegades no passarà res dolent, fins i tot si manipuleu la peça sense cap precaució. Però hi ha una veritable possibilitat que el danyeu o el destruïsqueu sense adonar-vos-en, així que intentem ser curosos. En primer lloc, intenteu no portar plàstics ni llana mentre feu això. A més, si no teniu una polsera antiestàtica, ara és el moment de tocar alguna cosa a terra (potser un radiador o alguna canonada), amb la mà i el soldador. Ara, agafeu amb cura l’IRLML6401 amb les vostres pinces i moveu-lo a prop del lloc final, tal com es mostra a la foto. El passador "S" hauria d'estar al costat del passador de R1 que heu soldat, els altres passadors haurien d'estar en altres dos forats tal com es mostra.

Pren-te el teu temps! Err en el costat de la precisió, en lloc de la velocitat, aquí. Quan estigueu satisfet amb la ubicació, torneu a fondre la soldadura a R1, mentre moveu acuradament la IRLML6401 cap a ella, amb les vostres pinces, de manera que el passador "S" es soldi. Comproveu acuradament que l’IRLML6401 està fixat i que està fixat al lloc correcte (també: pla al perfboard). Si no esteu del tot satisfet amb la ubicació, foneu la soldadura una vegada més i ajusteu la posició. Repetiu, si cal.

Fet? Bé. Preneu un profund sospir d’alleujament i, a continuació, soldeu el segon passador de R1 al forat situat al costat del passador "G" (al mateix costat del paquet que el passador "S"). Assegureu-vos de connectar R1 i el pin "G". Encara no retalleu el pin de R1.

Inseriu un pin de R2 i el cable de sortida positiu pel forat que hi ha al costat del pin "D" (el del costat oposat del paquet de transistors). Soldeu aquesta connexió, assegurant-vos de nou de connectar el pin "D" amb R2 i el cable de sortida.

Finalment, per a una bona mesura, apliqueu una mica més de soldadura al primer punt de soldadura (el pin "S"), ara que els altres dos punts de soldadura mantenen el transistor al seu lloc.

Tingueu en compte que estic posant intencionadament R1 i R2 molt a prop de T1. La idea és que funcionin com un dissipador de calor rudimentari per a T1. Així que, fins i tot si teniu més espai, penseu en mantenir-los també ajustats. Pel mateix, no sigueu massa frugal amb la quantitat de soldadura aquí.

Tot està bé fins ara? Genial. A partir d’aquest moment, les coses només són més fàcils.

Pas 7: Soldar: la part fàcil

La resta de la soldadura és força senzilla. Introduïu les peces una per una com a la imatge inicial (excepte, fixeu-vos bé en la fixació del transistor T2!) I, a continuació, soldeu-les. Vaig començar amb la fila central. Notareu que, en alguns casos, he inserit diversos pins en un forat (per exemple, l'altre extrem de R2 i el cable llarg del LED), i quan això no era possible, acabo de doblar els pins dels elements ja soldats per fer el connexions obligatòries.

Tota la fila inferior (tal com es veu a sota) està connectada al pin "G" de T1 i estem fent servir el pin de R2 (us he avisat que no el retalleu) per fer aquesta connexió (al col·lector de T2, C1, i R3).

Tota la fila superior (com es veu des de baix) està connectada a terra i el pin de R3 s’utilitza per fer aquesta connexió. Hi estan connectats l’altre terminal de C1, l’emissor de T2 i, sobretot, la terra de la bateria i el cable de terra de sortida.

Les dues darreres imatges mostren el circuit final per sota i per sobre. Una vegada més, vaig soldar a T2 de manera equivocada i vaig haver de solucionar-ho després del fet (no es van fer fotos). Si utilitzeu un BC547 (com he fet), funciona exactament al revés. Tanmateix, seria correcte per a un 2N3904. Bé, en altres paraules, assegureu-vos de comprovar el pinout del transistor abans de soldar.

Pas 8: passos finals

Ara és un bon moment per provar el vostre circuit

Si tot funciona, la resta és senzill. Vaig col·locar el circuit a l'interior del suport de la bateria, junt amb l'interruptor i els contactes de la bateria. Com que estava una mica preocupat pel fet que el terminal positiu de la bateria toqués el circuit, vaig posar una mica de cinta aïllant vermella pel mig. Finalment, vaig arreglar els cables de sortida amb una gota de cola calenta.

Això és! Espero que pugueu seguir-ho tot i que tingueu en compte la possibilitat de publicar imatges si feu algun dels altres circuits.