Czy istnieje bardziej skuteczna alternatywa dla ściągania rezystorów?

11

Buduję obwód spinnera LED i jestem w stanie go zoptymalizować. Cały obwód pobiera tylko około 10-20 mA maks. Dzisiaj patrzyłem na tę część obwodu:

Jak widać, kiedy mój przełącznik znajduje się w pozycji 5, wyłącza obwód. Ale teraz, gdy mój obwód jest wyłączony, przez rezystor obniżający przepływa prąd, który wyczerpuje baterię. Wiem, że jest to bardzo mały prąd, ale zastanawiałem się, czy istnieje sposób, aby zrobić ten przełącznik, aby nie pobierał żadnego prądu po wyłączeniu.

Edycja: Może powinienem był włączyć cały obwód.

transistors switches pulldown

— Francois landry
źródło

2

Zawsze będzie jakiś wyciek w wyłącznikach. Możesz użyć większych rezystorów lub FET zamiast rezystora o wyjątkowo wysokiej rezystancji otwarcia / wyłączenia, ale zawsze będziesz miał pewien wyciek.

— schadjo

Rozumiem, że w przypadku większości rozwiązań nastąpi wyciek, a podczas mojego czasu zmarnowany prąd przechodzi przez ten tranzystor do rozwijanego rezystora. Byłem ciekawy, czy istnieje sposób na całkowite zatrzymanie prądu, gdy obwód jest wyłączony, i muszę podziękować Dave'owi za odpowiedź na moje pytanie.

— Francois landry

możesz zapisać 9 rezystorów, umieszczając rezystor za diodami LED zamiast wcześniej, możesz także uzyskać efekt podwójnej jasności, umieszczając rezystor szeregowo z 4017 VCC

— Jasen

Nie myślałem o tym, dzięki! to zrobi miejsce dla dodawanych przeze mnie diod. Ponadto, czy mógłbyś wyjaśnić nieco więcej efektu podwójnej jasności, nie widzę, jak dodanie rezystora mogłoby to zrobić.

— Francois landry

1

@Francoislandry to magia! tak naprawdę 4017 może przyjmować moc przez diody zabezpieczające na wejściu zegara, więc przy rezystorze w głównym zasilaniu dostaje niższe napięcie i może otrzymać względne zwiększenie napięcia, gdy wyjście 555 jest wysokie.

— Jasen

15

Zauważ, że prąd jest marnowany niezależnie od tego, czy obwód jest „włączony” czy „wyłączony” - gdy jest „włączony”, spadek napięcia na R11 jest tylko nieznacznie mniejszy niż wtedy, gdy jest „wyłączony”.

Zastosowanie tranzystora PMOS zamiast PNP oznaczałoby, że rezystor rozwijany może być rzędu megomów, zmniejszając prąd upływu do mikroamperów.

Możesz też zastosować inną strategię, całkowicie eliminując prąd wyłączony:

schematyczny

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}

Co więcej, połącz oba pomysły i uzyskaj minimalny marnowany prąd w stanie włączenia:

schematyczny

^{zasymuluj ten obwód}

— Dave Tweed
źródło

Myślę, że przekonasz się, że ten obwód będzie wolno się wyłączać. ponieważ C1 dostarczy ponownie Q1. ale przy 20 mA powinno to być w większości nieszkodliwe.

— Jasen

@Jasen: Wolno tylko w tym sensie, że obwód nie wyłączy się, dopóki aktualny cykl taktowania się nie zakończy, a 555 pociągnie pin 7 w stan niski. Hmmm - jednak po odłączeniu zasilania styk 7 nie będzie już aktywny, a ładunek resztkowy na C1 może spowodować krótkie włączenie obwodu, i może wystąpić szereg takich oscylacji, aż ładunek na C1 zostanie całkowicie odszedł.

— Dave Tweed

1

Po pierwsze: gdzie poszły moje inne komentarze? Po drugie: tak długo, jak całkowicie się wyłączy, nawet jeśli po kilku sekundach (bez uszkodzenia niczego oczywiście) powinno być w porządku. Ponieważ ładowanie kondensatora pochodzi z przełącznika znajdującego się w jednej z trzech pozycji WŁĄCZENIA, nie widzę, aby wrócił całkowicie.

— Francois landry

Usunąłem twoje pozostałe komentarze, ponieważ spełniły swój cel - spowodowały, że poprawiłem moją odpowiedź (ponownie). Jeśli nie masz nic przeciwko dziwnemu zachowaniu obwodu, które opisałem, to idź. Niczego to nie uszkodzi, a ty nadal otrzymujesz zerowy prąd wyłączenia.

— Dave Tweed

1

To proste - NE555 nie jest przeznaczony do pracy poniżej 5,0 V.

— Dave Tweed

4

Możesz użyć PMOS FET zamiast Q1. Wtedy R11 może wynosić 50k lub 100k zamiast 10k, zmniejszając przeciek w pozycji wyłączonej.
Możesz użyć osobnego przełącznika „wyłączonego” lub specjalnego przełącznika obrotowego ze specjalnym położeniem „wyłączonym”, który całkowicie odłącza VCC od tranzystora.

— The Photon
źródło

4

Możesz użyć trzech prostowników Schottky'ego zamiast tranzystora i ściągania. Umieść anody, aby przełączyć styki 1, 2, 4, katody połączone razem w „zasilanie głównego obwodu”. Odłącz pin 5, aby stał się „prawdziwie wyłączony”. „Główny obwód zasilania” będzie o około 0,25 V niższy niż Vcc.

— rdtsc
źródło

2

Możesz wymienić wszystkie części w tym projekcie, z wyjątkiem przełącznika, baterii i diod LED na mikrokontroler, a to miałoby niższą moc wyłączenia, niższą moc bieżącą, a prawdopodobnie nawet niższy koszt.

Oszczędności związane z wyłączaniem energii wynikają z faktu, że nowoczesne mikrokontrolery (takie jak AVR) mogą zużywać zaledwie 0,1 uA podczas snu i mogą obudzić się po zmianie na jednym ze styków wejściowych.

Podłącz mikro bezpośrednio do źródła zasilania, a następnie podłącz aktywne styki przełącznika do styków we / wy. Możesz włączyć wewnętrzne podciąganie na tych pinach, a następnie użyć przerwań zmiany pinów, aby obudzić się z trybu uśpienia o niskiej mocy. Pozycja „wył.” Nie musi być podłączona do żadnego styku - MCU wie, że jeśli żaden z pozostałych styków nie jest aktywny przez czas dłuższy niż określony czas, przełącznik znajduje się w pozycji „wyłączony” i przechodzi w stan uśpienia, dopóki przełącznik nie zostanie przesunięty. Podciągnięcia nie zużywają żadnej mocy, gdy przełącznik jest w pozycji wyłączonej.

To jest podstawowy pomysł. Istnieją również udoskonalenia, które możesz dodać, takie jak włączenie wyłącznika przymocowanego do szpilki z podciągnięciem, abyś mógł go natychmiast wykryć - ale wtedy oprogramowanie wyłącza podciągnięcie na tej szpilce przed pójściem spać, więc ponownie nie pobiera energii.

Należy również pamiętać, że można bezpośrednio napędzać diody LED z pinów MCU za pomocą PWM. To oszczędza, unikając rezystorów, a także daje możliwość przesterowania diod LED w celu uzyskania większej jasności, co może mieć sens dla fidget spinner, ponieważ prawdopodobnie będziesz miał mniej niż 100% cyklu pracy na tych diodach LED.

— bigjosh
źródło