Схема (и) защиты 2-элементных никель-металлгидридных аккумуляторов: 8 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:54

Если вы пришли сюда, вы, наверное, знаете, почему. Если все, что вы хотите увидеть, это быстрое решение, переходите сразу к шагу 4, в котором подробно описывается схема, которую я использовал сам. Но если вы не совсем уверены, действительно ли вам нужно это решение или что-то еще, вам любопытно узнать предысторию или вам просто нравится посещать интересные места во время моего путешествия методом проб и ошибок, вот тщательно продуманная версия:

Эта проблема

У вас есть проект в области электроники, который вы хотите использовать для питания от аккумуляторных батарей. LiPo - это современная аккумуляторная технология, но литиевые батареи по-прежнему приносят некоторые вредные привычки, такие как отсутствие стандартного форм-фактора для супермаркетов, необходимость специальных зарядных устройств (по одному для каждого форм-фактора) и поведение настоящих королев драмы при плохом обращении (загорание, и вещи). Напротив, никель-металлгидридные аккумуляторные батареи доступны в стандартных форм-факторах от AA до AAA и т.д., что означает, что вы можете использовать одни и те же батареи для своей цифровой камеры, фонарика, игрушечной радиоуправляемой машины и своей электроники своими руками. На самом деле, у вас, вероятно, все равно их куча валяется. Они также гораздо менее известны тем, что доставляют неприятности, за исключением того, что им действительно не нравится, так это «глубокая разрядка».

Эта проблема становится намного более серьезной, если вы используете «повышающий понижающий преобразователь» для увеличения входного напряжения - скажем, до 5 В для питания Arduino. В то время как ваш RC-автомобиль будет двигаться все медленнее и медленнее по мере того, как ваши батареи разряжены, понижающий преобразователь будет изо всех сил стараться поддерживать постоянное выходное напряжение, даже когда входное напряжение падает, и поэтому вы можете высосать последние несколько электронов из своей батареи., без видимых признаков проблемы.

Итак, когда нужно прекратить разрядку?

Полностью заряженный никель-металлгидридный элемент имеет типичное напряжение около 1,3 В (до 1,4 В). На протяжении большей части рабочего цикла он выдает около 1,2 В (номинальное напряжение), медленно снижаясь. При приближении к истощению падение напряжения станет довольно большим. Часто встречающаяся рекомендация - прекратить разрядку где-то между 0,8 В и 1 В, после чего большая часть заряда в любом случае будет израсходована (с множеством факторов, влияющих на точные числа - я не буду вдаваться в подробности).

Однако, если вы действительно хотите выйти за пределы, вам следует опасаться ситуации, когда ваша батарея разряжается до уровня ниже 0 В, после чего она будет серьезно повреждена. поломка начнется намного раньше!). Как такое вообще может случиться? Что ж, когда у вас есть несколько никель-металлгидридных элементов подряд, одна из батарей может все еще быть около своего номинального напряжения, а другая уже полностью разряжена. Теперь напряжение исправной ячейки будет продолжать проталкивать ток через вашу цепь - и через пустую ячейку, истощая его до уровня ниже 0 В. В эту ситуацию проще попасть, чем может показаться на первый взгляд: помните, что падение напряжения становится намного сильнее к концу цикла разряда. Таким образом, даже некоторые относительно незначительные начальные различия между вашими ячейками могут привести к очень разным остаточным напряжениям после разряда. Теперь эта проблема становится тем более выраженной, чем больше ячеек вы ставите последовательно. В случае двух ячеек, обсуждаемых здесь, мы все еще относительно безопасно разряжаемся до общего напряжения около 1,3 В, что в худшем случае соответствует напряжению одной батареи 0 В, а другой - 1,3 В. Однако нет особого смысла опускаться так низко (и, как мы увидим, этого будет даже трудно достичь). Однако в качестве верхней границы остановка где-либо выше 2 В показалась бы расточительной (хотя AFAIU, в отличие от никель-кадмиевых аккумуляторов, частые частичные разряды не представляют проблемы для никель-металлгидридных аккумуляторов). Большинство схем, которые я представлю, будут стремиться немного ниже этого значения, примерно до 1,8 В в качестве отсечки.

Почему бы просто не использовать самостоятельное решение?

Потому что этого, похоже, не существует! Растворов много для увеличения количества клеток. С тремя ячейками NiMH вы можете начать использовать стандартную схему защиты LiPo, а после этого ваши возможности становятся только шире. Но отсечка по низкому напряжению на уровне 2В или ниже? Я, например, не смог его найти.

Что я собираюсь представить

Теперь, не бойтесь, я собираюсь представить вам не одну, а четыре относительно простых схемы для достижения именно этого (по одной на каждом «шаге» этой инструкции), и я собираюсь обсудить их подробно, чтобы вы знали как и зачем их изменять, если вы почувствуете необходимость. Что ж, честно говоря, я не рекомендую использовать свою первую схему, которую я просто включил, чтобы проиллюстрировать основную идею. Цепи 2 и 3 действительно работают, но требуют нескольких дополнительных компонентов, чем Цепь 4, которую я в конечном итоге использовал сам. Опять же, если вам надоела теория, просто переходите к шагу 4.

Шаг 1. Основная идея (эта схема не рекомендуется!)

Начнем с базовой схемы выше. Я не рекомендую использовать его, и мы обсудим почему, позже, но он идеально подходит для иллюстрации основных идей и обсуждения основных элементов, которые вы также найдете в лучших схемах, ниже в этом руководстве. Кстати, вы также можете просмотреть эту схему в полной симуляции в великолепном онлайн-симуляторе Пола Фалстада и Иэна Шарпа. Один из немногих, который не требует регистрации, чтобы сохранять и делиться своей работой. Не беспокойтесь о линиях осциллографа внизу, я объясню их ближе к концу этого «шага».

Итак, чтобы защитить ваши батареи от чрезмерного разряда, вам понадобится а) способ отключения нагрузки и б) способ определить, когда пора это сделать, то есть когда напряжение упало слишком сильно.

Как включать и выключать нагрузку (T1, R1)?

Начиная с первого, наиболее очевидным решением будет использование транзистора (Т1). Но какой тип выбрать? Важными свойствами этого транзистора являются:

1. Он должен выдерживать ток, достаточный для вашего приложения. Если вам нужна общая защита, вы, вероятно, захотите поддерживать не менее 500 мА и выше.
2. Он должен обеспечивать очень низкое сопротивление во включенном состоянии, чтобы не отнимать слишком много напряжения / мощности у вашего и без того низкого напряжения питания.
3. Он должен переключаться в зависимости от имеющегося у вас напряжения, то есть немного ниже 2 В.

В пункте 3, приведенном выше, может показаться, что предлагается BJT («классический») транзистор, но с этим связана простая дилемма: при размещении нагрузки на стороне эмиттера, так что базовый ток будет доступен для нагрузки, вы эффективно снизите доступное напряжение на «падение напряжения база-эмиттер». Обычно это около 0,6 В. Непомерно много, если говорить об общем питании 2 В. Напротив, при размещении нагрузки на стороне коллектора вы будете «растрачивать» весь ток, проходящий через базу. Это не большая проблема в большинстве случаев использования, так как базовый ток будет порядка одной сотой тока коллектора (в зависимости от типа транзистора). Но при проектировании для неизвестной или переменной нагрузки это означает потерю 1% ожидаемой максимальной нагрузки безвозвратно. Не так уж и хорошо.

Итак, учитывая транзисторы MOSFET, они превосходят по пунктам 1 и 2 выше, но для большинства типов требуется значительно более высокое напряжение затвора, чем 2 В для полного включения. Обратите внимание, что «порогового напряжения» (V-GS- (th)) чуть ниже 2 В недостаточно. Вы хотите, чтобы транзистор находился далеко во включенном состоянии при 2 В. К счастью, есть несколько подходящих типов, с самыми низкими напряжениями затвора, которые обычно встречаются в полевых МОП-транзисторах с P-каналом (эквивалент полевого транзистора PNP). И все же ваш выбор типов будет сильно ограничен, и я сожалею, что вынужден раскрыть его вам, единственные подходящие типы, которые я смог найти, - это все упакованные SMD. Чтобы помочь вам преодолеть этот шок, взгляните на техническое описание IRLML6401 и скажите, что вас не впечатлили эти характеристики! IRLML6401 - это также тип, который очень широко доступен на момент написания этой статьи, и не должен стоить вам более 20 центов за штуку (меньше при покупке в больших количествах или в Китае). Так что вы, безусловно, можете позволить себе поджарить несколько из них - хотя все мои выжили, несмотря на то, что я новичок в пайке SMD. При 1,8 В на затворе он имеет сопротивление 0,125 Ом. Достаточно хорош, чтобы управлять током порядка 500 мА без перегрева (и выше, с подходящим радиатором).

Итак, IRLML6401 - это то, что мы будем использовать для T1 в этой и всех следующих схемах. R1 по умолчанию просто увеличивает напряжение затвора (соответствует отключенной нагрузке; помните, что это полевой транзистор с каналом P).

Что нам еще нужно?

Как определить низкое напряжение батареи?

Чтобы добиться максимально определенной отсечки напряжения, мы неправильно используем красный светодиод как относительно резкий источник опорного напряжения около 1,4 В. Если бы у вас был стабилитрон подходящего напряжения, это было бы намного лучше, но светодиод по-прежнему, кажется, обеспечивает более стабильное опорное напряжение, чем два обычных кремниевых диода, соединенных последовательно. R2 и R3 служат для а) ограничения тока, проходящего через светодиод (обратите внимание, что мы не хотим производить какой-либо заметный свет), и б) еще немного понизить напряжение на базе T2. Вы можете заменить R2 и R3 потенциометром для несколько регулируемого напряжения отключения. Теперь, если напряжение, поступающее на базу T2, составляет около 0,5 В или выше (достаточно, чтобы преодолеть падение напряжения база-эмиттер T2), T2 начнет проводить, переводя затвор T1 на низкий уровень и, таким образом, подключая нагрузку.. Кстати, можно предположить, что T2 - это ваш садовый вариант: какой бы малосигнальный NPN-транзистор ни застрял в вашем ящике с инструментами, предпочтительнее будет высокое усиление (hFe).

Вы можете задаться вопросом, зачем нам вообще нужен T2, а не просто подключить наш импровизированный источник опорного напряжения между землей и выводом затвора T1. Что ж, причина для этого очень важна: мы хотим как можно быстрее переключаться между включением и выключением, потому что мы не хотим, чтобы T1 находился в состоянии «наполовину включен» в течение любого длительного периода времени. Пока он включен наполовину, T1 будет действовать как резистор, что означает, что напряжение между истоком и стоком будет падать, но ток все еще течет, а это означает, что T1 будет нагреваться. Насколько он будет нагреваться, зависит от сопротивления нагрузки. Если - например, это 200 Ом, то при 2 В будет течь 10 мА, пока T1 полностью включен. Наихудшим состоянием является то, что сопротивление T1 соответствует этим 200 Ом, что означает, что 1 В упадет на T1, ток упадет до 5 мА, и придется рассеивать мощность 5 мВт. Справедливо. Но при нагрузке 2 Ом T1 должен будет рассеивать 500 мВт, а это много для такого крошечного устройства. (На самом деле это соответствует спецификациям IRLML6401, но только с подходящим радиатором, и удачи в разработке для этого). В этом контексте имейте в виду, что если повышающий преобразователь напряжения подключен в качестве первичной нагрузки, он будет увеличивать входной ток в ответ на падение входного напряжения, тем самым увеличивая наши тепловые проблемы.

Возьмите домашнее сообщение: мы хотим, чтобы переход между включением и выключением был как можно более резким. В этом суть T2: сделать переход более резким. Но достаточно ли хорош Т2?

Почему эта схема не режет

Давайте посмотрим на линии осциллографа, показанные в нижней части моделирования схемы 1. Вы, наверное, заметили, что я поставил треугольный генератор от 0 до 2,8 В вместо наших батарей. Это просто удобный способ представить, что происходит при изменении напряжения батареи (верхняя зеленая линия). Как показано желтой линией, ток практически не течет, пока напряжение ниже 1,9 В. Хороший. Область перехода между 1,93 В и 1,9 В на первый взгляд кажется крутой, но, учитывая, что мы говорим о медленно разряжающейся батарее, эти 0,3 В по-прежнему соответствуют большому количеству времени, проведенному в состоянии перехода между полностью включенным и полностью выключенным. (Зеленая линия внизу показывает напряжение на затворе Т1).

Тем не менее, что еще хуже в этой схеме, так это то, что после отключения даже небольшое восстановление напряжения батареи вернет схему в полуприцепное состояние. Учитывая, что напряжение батареи имеет тенденцию немного восстанавливаться, когда нагрузка отключается, это означает, что наша схема будет оставаться в переходном состоянии в течение длительного времени (в течение которого цепь нагрузки также будет оставаться в полуразломанном состоянии, потенциально отправляя например, Arduino через сотни циклов перезагрузки).

Второе сообщение: мы не хотим, чтобы нагрузка была повторно подключена слишком рано, когда батарея восстановится.

Давайте перейдем к шагу 2, чтобы узнать, как это сделать.

Шаг 2: добавление гистерезиса

Поскольку это схема, которую вы действительно можете построить, я дам список тех частей, которые не видны на схеме:

• Т1: IRLML6401. См. «Шаг 1» для обсуждения, почему.
• T2: Любой обычный малосигнальный NPN-транзистор. Я использовал BC547 при тестировании этой схемы. Также подойдет любой распространенный тип, такой как 2N2222, 2N3904.
• T3: любой обычный малосигнальный PNP-транзистор. Я использовал BC327 (не было BC548). Снова используйте тот самый распространенный тип, который вам больше всего подходит.
• C1: Тип значения не имеет, подойдет и дешевая керамика.
• Светодиод стандартный красный 5 мм. Цвет важен, хотя светодиод никогда не загорится визуально: его цель - снизить определенное напряжение. Если у вас есть стабилитрон с напряжением стабилитрона от 1 В до 1,4 В, используйте его вместо него (подключенный с обратной полярностью).
• R2 и R3 могут быть заменены потенциометром 100k для точной настройки напряжения отсечки.
• «Лампа» просто представляет вашу нагрузку.
• Значения резисторов можно взять из схемы. Однако точные значения на самом деле не важны. Резисторы не должны быть ни точными, ни иметь значительную номинальную мощность.

В чем преимущество этой схемы перед схемой 1?

Посмотрите на линии обзора под схемой (или запустите симуляцию самостоятельно). Опять же, верхняя зеленая линия соответствует напряжению батареи (здесь для удобства взято из треугольного генератора). Желтая линия соответствует текущему току. Нижняя зеленая линия показывает напряжение на затворе Т1.

Сравнивая это с линиями осциллографа для контура 1, вы заметите, что переход между включением и выключением намного резче. Это особенно очевидно, если посмотреть на напряжение затвора T1 внизу. Способом сделать это было добавление петли положительной обратной связи к T2 через недавно добавленный T3. Но есть еще одно важное отличие (хотя вам понадобятся глаза орла, чтобы заметить это): хотя новая схема отключит нагрузку около 1,88 В, она не будет (повторно) подключать нагрузку до тех пор, пока напряжение не поднимется выше 1,94 В.. Это свойство, называемое «гистерезисом», является еще одним побочным продуктом добавленного контура обратной связи. Пока T3 включен, он подает на базу T2 дополнительное положительное смещение, тем самым снижая порог отсечки. Однако, пока T3 уже выключен, порог повторного включения не будет снижен таким же образом. Практическое следствие состоит в том, что схема не будет колебаться между включением и выключением, поскольку напряжение батареи падает (при подключенной нагрузке), затем немного восстанавливается (при отключенной нагрузке), затем падает … Хорошо! Точная величина гистерезиса контролируется R4, при этом более низкие значения дают больший промежуток между порогами включения и выключения.

Кстати, энергопотребление этой схемы в выключенном состоянии составляет около 3 мкА (значительно ниже скорости саморазряда), а накладные расходы во включенном состоянии - около 30 мкА.

Так что же такое C1?

Что ж, C1 не является обязательным, но я по-прежнему горжусь идеей: что происходит, когда вы вручную отсоединяете батареи, когда они почти разряжены, скажем, при 1,92 В? При повторном подключении они не будут достаточно сильными, чтобы повторно активировать цепь, даже если они все еще будут хороши для другого, находясь в работающей цепи. C1 позаботится об этом: если напряжение внезапно возрастет (батареи снова подключены), крошечный ток потечет из C1 (в обход светодиода), что приведет к кратковременному включению. Если подключенное напряжение выше порога отключения, контур обратной связи будет поддерживать его. Если он ниже порога отключения, цепь снова быстро отключится.

Экскурс: Почему бы не использовать MAX713L для обнаружения низкого напряжения?

Вы можете задаться вопросом, действительно ли нужно столько деталей. Нет ли готового? Что ж, MAX813L мне показался хорошей парой. Это довольно дешево и должно было быть достаточно хорошим, чтобы заменить, по крайней мере, T2, T3, светодиод и R1. Однако, как я выяснил на собственном опыте, вывод «PFI» MAX813L (вход обнаружения сбоя питания) имеет довольно низкий импеданс. Если бы я использовал делитель напряжения выше примерно 1 кОм для подачи PFI, переход между включением и выключением на «PFO» начал бы растягиваться на несколько десятков вольт. Что ж, 1 кОм соответствует постоянному току 2 мА в отключенном состоянии - непомерно много и почти в тысячу раз больше, чем нужно этой схеме. Кроме того, вывод PFO не будет колебаться между землей и полным диапазоном напряжения питания, поэтому с небольшим пространством для головы, которое у нас есть для управления нашим силовым транзистором (T1), нам также придется повторно вставить вспомогательный транзистор NPN.

Шаг 3: Варианты

Возможны многие вариации на тему петли положительной обратной связи, которую мы представили на шаге 2 / схеме 2. Представленная здесь отличается от предыдущей тем, что после выключения она не будет повторно активироваться при повышении напряжения батареи сама по себе. Скорее, когда будет достигнут порог отключения, вам придется (заменить батареи и) нажать дополнительную кнопку (S2), чтобы снова запустить его. Для удобства я включил вторую кнопку, чтобы выключить цепь вручную. Небольшой зазор в линиях прицела показывает, что я включил, выключил и включил схему в демонстрационных целях. Отключение по низкому напряжению, конечно же, происходит автоматически. Просто попробуйте это в моделировании, если я не очень хорошо это описываю.

Преимущества этого варианта заключаются в том, что он обеспечивает наиболее резкую отсечку из рассмотренных до сих пор схем (при моделировании ровно 1,82 В; на практике уровень точки отсечки будет зависеть от используемых деталей, и может меняться в зависимости от температуры или других факторов, но будет очень резким). Это также снижает энергопотребление до крошечных 18 нА.

Технически уловка, чтобы это произошло, заключалась в перемещении цепи опорного напряжения (светодиоды, R2 и R3) с прямого подключения к батарее на подключение после T2, чтобы она отключилась вместе с T2. Это помогает с резкой точкой отсечки, потому что как только T2 начинает отключаться совсем чуть-чуть, напряжение, доступное для опорной сети, также начинает падать, вызывая быструю петлю обратной связи от полностью включенного до полностью выключенного.

Избавляемся от кнопок (если хотите)

Конечно, если вам не нравится нажимать кнопки, просто выньте кнопки, но подключите конденсатор 1 нФ и резистор 10 МОм (точное значение не имеет значения, но должно быть как минимум в три или четыре раза больше, чем R1). параллельно от ворот T1 к земле (где был S2). Теперь, когда вы вставляете новые батареи, вентиль T1 на короткое время понижается до низкого уровня (до тех пор, пока C1 не будет заряжен), и поэтому цепь автоматически включится.

Список деталей

Поскольку это еще одна схема, которую вы действительно можете захотеть построить: детали точно такие же, как и для схемы 2 (за исключением различных значений резистора, как видно из схемы). Важно отметить, что T1 по-прежнему соответствует IRLML6401, а T2 и T3 - это любые общие малосигнальные транзисторы NPN и PNP, соответственно.

Шаг 4: упрощение

Цепи 2 и 3 абсолютно хороши, если вы спросите меня, но я подумал, смогу ли я обойтись меньшим количеством деталей. Концептуально для цепи обратной связи, управляющей схемами 2 и 3, нужны только два транзистора (в них T2 и T3), но они также имеют T1 отдельно для управления нагрузкой. Можно ли использовать T1 как часть цикла обратной связи?

Да, с некоторыми интересными последствиями: даже когда он включен, T1 будет иметь низкое, но не нулевое сопротивление. Следовательно, напряжение на T1 падает, больше при более высоких токах. Когда база T2 подключается после T1, это падение напряжения влияет на работу схемы. Во-первых, более высокие нагрузки будут означать более высокое напряжение отключения. Согласно моделированию (ПРИМЕЧАНИЕ: для упрощения тестирования я заменил C1 на кнопку здесь), для нагрузки 4 Ом отсечка составляет 1,95 В, для 8 Ом - 1,8 В, для 32 Ом - 1,66 В., а на 1 кОм при 1,58 В. В остальном это не сильно изменится. (Реальные значения будут отличаться от симулятора в зависимости от вашего образца T1, картина будет аналогичной). Все эти ограничения находятся в безопасных пределах (см. Введение), но надо признать, что это не идеально. Никель-металлгидридные батареи (и в особенности стареющие) будут демонстрировать более быстрое падение напряжения для быстрой разрядки, и в идеале, для высоких скоростей разрядки, отсечка напряжения должна быть ниже, а не выше. Однако к тому же эта схема обеспечивает эффективную защиту от короткого замыкания.

Внимательные читатели также заметят, что вырез, показанный в линиях прицела, кажется очень мелким по сравнению даже с контуром 1. Однако это не повод для беспокойства. Это правда, что схема полностью отключится примерно за 1/10 секунды, однако точка напряжения, в которой происходит отключение, по-прежнему строго определена (в моделировании вам придется поменять местами постоянный постоянный ток. источник, а не генератор треугольников, чтобы увидеть это). Временная характеристика обусловлена C1 и желательна: она защищает от преждевременного самовыключения в случае, если нагрузка (подумайте: повышающий преобразователь) потребляет короткие всплески тока, а не в основном постоянный ток. Кстати, вторая цель C1 (и R3, резистора, необходимого для разряда C1) - автоматически перезапускать схему всякий раз, когда аккумулятор отключается / снова подключается.

Список деталей

Требуемые детали снова такие же, как и для предыдущих схем. Особенно:

• T1 - IRLML6401 - см. Шаг 1 для обсуждения (отсутствия) альтернатив
• T2 - это любой общий NPN слабого сигнала.
• C1 - дешевая керамика
• Резисторы тоже недорого стоят. Не требуется ни точности, ни допуска мощности, а значения, приведенные на схеме, в основном являются приблизительными. Не беспокойтесь о замене аналогичных значений.

Какая схема мне больше подходит?

Опять же, я советую не строить Контур 1. Между Контуром 2 и 3 я склоняюсь к последнему. Однако, если вы ожидаете более значительных колебаний напряжения вашей батареи (например, из-за охлаждения батарей), вы можете предпочесть автоматический перезапуск на основе гистерезиса ручному перезапуску цепи. Схема 4 хороша тем, что в ней используется меньше деталей и обеспечивается защита от короткого замыкания, но если вас беспокоит отключение при очень определенном напряжении, эта схема не для вас.

В следующих шагах я проведу вас через построение Цепи 4. Если вы создаете одну из других Цепей, подумайте о том, чтобы поделиться некоторыми фотографиями.

Шаг 5: Приступим к строительству (контур 4)

Итак, мы собираемся построить схему 4. В дополнение к электронным деталям, перечисленным на предыдущем шаге, вам понадобятся:

• Держатель для двухэлементной батареи (у меня был держатель AA, извлеченный из рождественского украшения).
• Некоторые перфокарты
• Хороший пинцет для работы с IRLML6401
• Боковой резак (маленький)
• Паяльник и паяльная проволока

Препараты

В моем держателе батареи есть переключатель и - что удобно - немного пустого места для головы, которое кажется идеально подходящим для размещения нашей схемы. Там есть штифт, чтобы удерживать (необязательный) винт, и я вырезал его с помощью бокового резака.. контакты и кабели были вставлены неплотно. Я снял их для облегчения доступа, перерезал провода и снял изоляцию с концов.

Затем я свободно разместил электронные компоненты на перфорированной плате, чтобы выяснить, сколько места они займут. Грубо говоря, нижний ряд будет заземлен, центральный ряд содержит элементы определения напряжения, а верхний ряд соединен с затвором Т1. Пришлось достаточно плотно упаковать детали, чтобы все уместилось в необходимом пространстве. IRLML6401 еще не размещен. Из-за распиновки он должен идти вниз на монтажной плате. (Обратите внимание, что я случайно разместил T2 - BC547 - неправильно! Не следите за этим вслепую, дважды проверьте распиновку транзистора, который вы используете - все они разные.) Затем я использовал боковой резак, чтобы закрепить перфокарт необходимого размера.

Шаг 6: пайка - сначала сложная часть

Снимите большинство компонентов, но вставьте один вывод R1 вместе с плюсовым выводом от батареи (в моем случае от переключателя батареи) в центральном ряду, прямо в сторону. Припаивайте только это отверстие, пока не зажимайте контакты. Другой штифт R1 идет в нижний ряд (как видно снизу), один удерживается слева. Закрепите перфокарт горизонтально нижней стороной вверх.

Хорошо, следующий IRLML6401. Эта деталь не только крошечная, но и чувствительна к электростатическому разряду. В большинстве случаев ничего плохого не произойдет, даже если вы будете обращаться с деталью без каких-либо мер предосторожности. Но есть реальный шанс, что вы повредите или уничтожите его, даже не заметив, так что давайте постараемся быть осторожными. Во-первых, постарайтесь не носить при этом пластмассу или шерсть. Кроме того, если у вас нет антистатического браслета, сейчас самое время прикоснуться к заземленному предмету (например, радиатору или трубопроводу) как рукой, так и паяльником. Теперь осторожно возьмите IRLML6401 пинцетом и переместите его ближе к окончательному месту, как показано на фотографии. Штырь «S» должен быть рядом с штырем R1, который вы припаяли, остальные контакты должны быть на двух других отверстиях, как показано.

Не торопитесь! Здесь ошибайтесь скорее в сторону точности, чем скорости. Когда вы будете довольны размещением, снова расплавьте припой на R1, осторожно перемещая IRLML6401 к нему пинцетом так, чтобы штырь «S» стал припаянным. Тщательно проверьте, что IRLML6401 теперь закреплен, и что он зафиксирован в правильном месте (также: ровно на перфорированной плате). Если вас не совсем устраивает размещение, расплавьте припой еще раз и отрегулируйте положение. При необходимости повторить.

Выполнено? Хороший. Сделайте глубокий вздох облегчения, затем припаяйте второй вывод R1 в отверстие рядом с выводом «G» (на той же стороне корпуса, что и вывод «S»). Убедитесь, что подключены как R1, так и контакт «G». Пока не зажимайте штифт R1!

Вставьте один вывод R2 и положительный вывод через отверстие рядом с выводом «D» (на противоположной стороне корпуса транзистора). Припаяйте это соединение, снова убедившись, что контакт «D» соединен с R2 и выходным проводом.

Наконец, для хорошей меры нанесите немного больше припоя на первую точку пайки (вывод «S»), теперь, когда две другие точки пайки удерживают транзистор на месте.

Обратите внимание, что я намеренно размещаю R1 и R2 очень близко к T1. Идея состоит в том, что они будут работать как элементарный радиатор для T1. Так что, даже если у вас есть больше свободного места, подумайте о том, чтобы их тоже было плотно. Точно так же не стоит слишком экономить на количестве припоя.

Пока все хорошо? Большой. С этого момента все становится только проще.

Шаг 7: Пайка - простая часть

Остальная часть пайки довольно проста. Вставьте детали одну за другой, как на исходном рисунке (за исключением того, что обратите особое внимание на распиновку вашего транзистора T2!), Затем припаяйте их. Я начал с центрального ряда. Вы заметите, что в некоторых случаях я вставлял несколько контактов в одно отверстие (например, другой конец R2 и длинный вывод светодиода), а там, где это было невозможно, я просто сгибал контакты уже припаянных элементов, чтобы сделать необходимое соединение (я).

Весь нижний ряд (как видно снизу) подсоединен к выводу "G" T1, и мы используем вывод R2 (я предупреждал вас не зажимать его!), Чтобы сделать это соединение (к коллектору T2, C1, и R3).

Весь верхний ряд (как видно снизу) подключен к земле, и для этого соединения используется вывод R3. К нему подключаются другой вывод C1, эмиттер T2 и, что важно, заземление аккумулятора и вывод заземления.

На последних двух картинках показана финальная схема снизу и сверху. Опять же, я неправильно вставил T2, и мне пришлось исправить это постфактум (фотографий не было). Если использовать BC547 (как это сделал я), все будет с точностью до наоборот. Хотя для 2N3904 это было бы правильно. Другими словами, просто убедитесь, что перепроверили распиновку транзистора перед пайкой!

Шаг 8: Заключительные шаги

Пришло время проверить вашу схему

Если все работает, остальное просто. Я поместил схему внутрь держателя батареи вместе с переключателем и контактами батареи. Так как я немного беспокоился о том, что положительный полюс аккумуляторной батареи касается цепи, я положил между ними кусок красной изоляционной ленты. Наконец, я закрепил отходящие кабели каплей горячего клея.

Вот и все! Надеюсь, вы сможете следить за всем, и рассмотрите возможность публикации фотографий, если вы сделаете одну из других схем.