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¿Cómo puedo agregar un retraso de apagado a este circuito?

Luego de de una extensa búsqueda de información hemos podido solucionar este asunto que pueden tener ciertos lectores. Te regalamos la respuesta y esperamos serte de mucha ayuda.

Solución:

Si bien no proporcionó un esquema, tsk, tsk;) a partir de su texto, es bastante obvio lo que estaba tratando de lograr con ese relé, interruptor, condensador y resistencia.

Aquí hay algo que hará lo que quieras:

ingrese la descripción de la imagen aquí

EL CIRCUITO

Cuando se hace S1, Ct se carga a casi Vcc rápidamente, a través de R1, y cuando su voltaje aumenta hasta el punto en que el voltaje en la entrada inversora (-) de U1 es más positivo que el voltaje en U1-, la salida de U1 bajará , encendiendo Q1.

Eso energizará K1 y hará que su terminal común (C) se desconecte del contacto normalmente cerrado (NC) y se conecte al contacto normalmente abierto (NO) mientras se establezca S1.

Cuando se libera S1, sus contactos se abrirán y Ct se descargará a través de Rt hasta que el voltaje en U1- sea más negativo que el voltaje en U1 +, en cuyo punto la salida de U1 aumentará, apagando Q1 y desenergizando K1, que se desconectará C de NO y conéctelo de nuevo a NC.

LA TEMPORIZACIÓN

Si un capacitor cargado se descarga a través de una resistencia en paralelo con la tapa, el voltaje a través del capacitor decaerá a $ approx $ 37% del voltaje cargado en una constante de tiempo, siendo ese tiempo igual a:

$$ t = RC $$

donde t es el tiempo en segundos, R es la resistencia en ohmios y C es la capacitancia en faradios.

La elección de R o C es arbitraria siempre que el producto RC sea igual al tiempo de espera deseado, y tiendo a preferir capacitancias más pequeñas siempre que las resistencias no se vuelvan escandalosamente grandes, por lo que, para esta aplicación, elegí 1 microfaradio para Ct y 5,1 megaohmios para Rt como un cómodo compromiso. El condensador debe ser algo diferente a electrolítico para evitar que la corriente de fuga de la tapa compita con la corriente de descarga a través de Rt.

A continuación, dado que el punto de conmutación será aproximadamente el 37% de la tensión de alimentación (a la que se cargó Ct [the supply voltage] antes de que comience a descargarse), U1 + debe establecerse en aproximadamente 2,2 voltios.

Ese voltaje lo proporcionará el divisor de voltaje R2R3, y dado que tomará corriente del suministro todo el tiempo, elegí 1 megaohmio para R1 para mantener el drenaje pequeño, alrededor de 6 microamperios.

para resolver R3 podemos escribir:

$$ R3 = frac V_ REF R2 Vcc – V_ REF = frac 2.2V times 1 cdot10 ^ 6 Omega 6V- 2.2V approx 579 k Omega $$

560k y 620k son los valores E24 más cercanos y cualquiera de los dos probablemente estaría bien para una sincronización RC imprecisa como esta.

Solo para sonreír, aquí está el esquema y la trama de LTspice; el trazo verde es S1 empujado y liberado, y el trazo rojo es la corriente a través de la bobina del relé.

La lista de circuitos LTspice sigue en caso de que quieras jugar con el circuito.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Version 4
SHEET 1 880 680
WIRE -960 -256 -992 -256
WIRE -768 -256 -960 -256
WIRE -544 -256 -768 -256
WIRE -416 -256 -544 -256
WIRE -144 -256 -416 -256
WIRE -768 -240 -768 -256
WIRE -544 -224 -544 -256
WIRE -768 -144 -768 -160
WIRE -816 -128 -880 -128
WIRE -144 -80 -144 -256
WIRE -416 -64 -416 -256
WIRE -768 -48 -768 -64
WIRE -640 -48 -768 -48
WIRE -448 -48 -640 -48
WIRE -320 -32 -384 -32
WIRE -208 -32 -240 -32
WIRE -544 -16 -544 -144
WIRE -448 -16 -544 -16
WIRE -768 32 -768 -48
WIRE -640 48 -640 -48
WIRE -544 48 -544 -16
WIRE -144 48 -144 16
WIRE -64 48 -144 48
WIRE -992 64 -992 -256
WIRE -880 64 -880 -128
WIRE -144 80 -144 48
WIRE -64 80 -64 48
WIRE -992 192 -992 144
WIRE -880 192 -880 144
WIRE -880 192 -992 192
WIRE -816 192 -816 -80
WIRE -816 192 -880 192
WIRE -768 192 -768 112
WIRE -768 192 -816 192
WIRE -640 192 -640 112
WIRE -640 192 -768 192
WIRE -544 192 -544 128
WIRE -544 192 -640 192
WIRE -416 192 -416 0
WIRE -416 192 -544 192
WIRE -144 192 -144 144
WIRE -144 192 -416 192
WIRE -64 192 -64 160
WIRE -64 192 -144 192
WIRE -992 288 -992 192
FLAG -992 288 0
FLAG -960 -256 6V
SYMBOL ind -80 64 R0
SYMATTR InstName L1
SYMATTR Value 1
SYMATTR SpiceLine Rser=72
SYMBOL diode -128 144 R180
WINDOW 0 24 64 Left 2
WINDOW 3 24 0 Left 2
SYMATTR InstName D1
SYMATTR Value 1N4148
SYMBOL res -224 -48 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R3
SYMATTR Value 1000
SYMBOL res -560 -240 R0
SYMATTR InstName R1
SYMATTR Value 1meg
SYMBOL res -560 32 R0
SYMATTR InstName R2
SYMATTR Value 600k
SYMBOL res -784 16 R0
SYMATTR InstName Rt
SYMATTR Value 5.1meg
SYMBOL sw -768 -48 M180
SYMATTR InstName S1
SYMBOL voltage -880 48 R0
WINDOW 3 24 96 Invisible 2
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 0 0 Left 2
SYMATTR Value PULSE(0 1 1 10m 10m 500m)
SYMATTR InstName V1
SYMBOL Misc\battery -992 48 R0
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 0 0 Left 2
SYMATTR InstName Vcc
SYMATTR Value 6
SYMBOL res -784 -256 R0
SYMATTR InstName R4
SYMATTR Value 1000
SYMBOL pnp -208 16 M180
SYMATTR InstName Q1
SYMATTR Value 2N3906
SYMBOL Comparators\LT1716 -416 -32 R0
SYMATTR InstName U2
SYMBOL cap -656 48 R0
SYMATTR InstName C1
SYMATTR Value 1µ
TEXT -976 224 Left 2 !.model SW SW(Ron=.01 Roff=1G Vt=0.5Vh=0)
TEXT -976 256 Left 2 !.tran 10 startup uic

La respuesta de fuerza bruta es poner un capacitor al otro lado del interruptor. Eso permitirá que la corriente siga fluyendo durante un tiempo mientras se carga el condensador. Sin embargo, esta no es una respuesta realista ya que el capacitor necesitaría ser muy grande y el interruptor terminaría acortándolo cuando se cierre. Esto enviaría un gran pulso de corriente a través del interruptor que probablemente vaporizaría o soldaría sus contactos.

Una mejor manera es seguir usando un condensador, pero en un circuito que controle la corriente del relé en lugar de proporcionarla directamente. No tengo tiempo en este momento para resolver todos los detalles, pero aquí hay una topología básica:

C1 se carga hasta casi la tensión de alimentación cuando se cierra el interruptor. R2 solo está ahí para limitar la corriente cuando el interruptor, de lo contrario, estaría cortocircuitando C1 a través del suministro.
Cuando el interruptor se abre, C1 se descargará exponencialmente, pero continuará conduciendo corriente a través de la base de Q1 por un tiempo. Esto mantendrá Q1 encendido por un tiempo, lo que mantendrá el relé encendido.

Tengo que irme ahora. Quizás alguien más pueda poner cifras concretas sobre esto. Puede ser conveniente utilizar un segundo transistor para proporcionar más ganancia entre la corriente del condensador y la corriente de la bobina del relé.

Mejor circuito

Como dije anteriormente, ese fue un circuito rápido y sucio que debería haberle dado al OP lo que quería y coincidir con su aparente nivel de experiencia. Por alguna razón, EMFields renovó sus quejas acerca de este circuito ciertamente simple un año y medio después. Originalmente solo iba a ignorarlo, pero luego decidí que este podría ser un buen momento de aprendizaje sobre cómo hacer algo como esto con “acción rápida” usando solo algunas partes discretas:

Q2 realiza la conmutación real del relé. En este ejemplo, asumí un relé que requiere 50 mA de corriente de bobina.

D1 y R1 conducen por un corto tiempo después de que se apaga el relé. La bobina del relé tiene una inductancia considerable, por lo que no puede cambiar su corriente instantáneamente. Cuando el transistor se apaga, tiene que haber un camino seguro para que tome esta corriente, de lo contrario producirá un alto voltaje y explotará el transistor. R1 desarrollará aproximadamente 6 V a través de él cuando la corriente completa de la bobina fluya inicialmente a través de él. Este voltaje inverso disminuirá la corriente de la bobina rápidamente, apagando el relé rápidamente.

Se puede contar con que estos transistores tendrán una ganancia de al menos 50. Para asegurarme de que estén sólidamente encendidos y dejar un margen, apunté a una corriente de base aproximadamente el doble de lo que debía ser, o 1/25 de la corriente del colector. . Cuando Q1 está encendido, habrá aproximadamente 2 mA de corriente en la base de Q2, que encenderá el relé.

Por lo tanto, encender el relé requiere encender Q1. Con el extremo izquierdo de R6 mantenido a 0 V, saldrá corriente más que suficiente de la base de Q1 para encenderlo sólidamente. Al cerrar el interruptor, esencialmente se pone en cortocircuito el extremo izquierdo de R6 y la parte inferior del capacitor a tierra. El propósito de R2 es limitar la gran corriente que de otro modo fluiría a través del condensador cuando el interruptor se cierra por primera vez. Esto podría dañar SW1 y grandes transitorios de corriente causarían ruido y otros problemas.

Cuando se abre el interruptor después de haber estado cerrado durante un tiempo, el condensador está completamente cargado. Permanecerá así a corto plazo, manteniendo el relevo encendido. Eventualmente, el capacitor se descargará lo suficiente a través de R6 para que ya no mantenga suficiente voltaje en R6, lo que causa una corriente insuficiente a través de R6 para mantener Q1 encendido. Eso apaga Q2, que apaga el relé.

Sin embargo, ese desvío ocurrirá lentamente. R5 es un poco de retroalimentación positiva para que se “rompa”. Cuando el Q2 comienza a apagarse, su voltaje de colector aumentará. Debido a R5, esto hace que el voltaje base de Q1 suba solo un poco, lo que lo apaga más, lo que apaga más Q2, lo que hace que el voltaje del colector Q2 aumente, etc. Este tipo de retroalimentación positiva también se llama histéresisy proporciona una transición rápida del estado de encendido a apagado una vez que comienza el apagado.

El tiempo de retardo a la desconexión es principalmente una función de C1 y R6. El retraso exacto es un poco difícil de predecir porque depende de la ganancia de los transistores, particularmente de Q1. La forma más fácil de obtener el retardo deseado es probar con un valor de C1 y luego ajustar hacia arriba o hacia abajo experimentando. El 47 µF que muestro es un valor inicial tan bueno como cualquier otro.

Para un retraso más predecible, se puede agregar una resistencia a través de C1. Por supuesto, hay varias formas en que este circuito se puede modificar para obtener aún más funciones, pero en algún momento se vuelve tonto.

En el mundo real, especialmente cuando importa la precisión del retardo, esto se haría con un microcontrolador como el PIC 10F200. El interruptor estaría conectado entre tierra y uno de los pines de entrada configurados con un pullup pasivo interno. El firmware haría la eliminación de rebotes del interruptor y produciría una señal digital que haría la transición de manera efectiva y instantánea entre alto y bajo. Esto se conectaría a la base de Q2 a través de una resistencia que permite que fluyan aproximadamente 2 mA cuando está alta. Se eliminarían R3, R4, Q1, R5, R6, R2 y C1.

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