Question:
Puis-je utiliser un condensateur et un transistor pour créer un circuit qui éteint automatiquement une LED après un certain temps?
sdmtr
2017-04-24 21:14:55 UTC
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Je suis extrêmement novice en électronique et je trouve que j'apprends mieux les choses lorsque j'ai des exemples physiques à examiner. J'essaie de comprendre le fonctionnement des condensateurs et des transistors d'un point de vue pratique, et j'ai pensé que cela pourrait être un bon moyen d'obtenir une meilleure compréhension.

Alors, disons que j'ai ce circuit:

CircuitLab Schematic 6hbnd8cjwkm5

En supposant que le condensateur soit complètement déchargé lors de la première connexion de la batterie, la LED s'allumerait-elle et s'éteindrait-elle après environ 15 secondes? Voici mon raisonnement et mes attentes (extrêmement ignorantes et naïves) quant à la façon dont le circuit se déroulera:

  • Lorsque la batterie est connectée, le courant traverse R1 en C1, chargeant C1
  • 5RC = 5 * 3000 * 0.001 = 15, donc C2 devrait prendre 15 secondes pour se recharger
  • Pendant ce temps, le courant circule dans la base de T1, permettant au courant de circuler entre le collecteur et l'émetteur, alimentant ainsi la LED
  • Lorsque C1 est complètement chargé, le courant cesse de circuler dans la base de T1, donc le courant cesse de circuler entre le collecteur et l'émetteur, donc la LED s'éteint.

Ai-je fondamentalement mal compris le fonctionnement des condensateurs dans les circuits CC, et peut-être aussi comment les transistors fonctionnent-ils? Si tel est le cas, comment ce circuit pourrait-il être retravaillé pour produire le résultat que j'attends (c'est-à-dire un circuit qui utilise un condensateur et un transistor pour éteindre automatiquement une LED après un certain temps)?

Votre circuit est tellement confus que je ne sais même pas exactement ce que vous ne comprenez pas.Deux réflexions: 1. La connexion de la cathode de la LED à la tension d'alimentation la plus positive n'allumera presque jamais la LED.2. La base du NPN BJT doit être alimentée à une tension supérieure à la tension de l'émetteur pour l'allumer.
Commençons par votre premier point.Pourquoi pensez-vous que l'allumage de la batterie permettrait au courant de circuler à travers R1 et C2, alors qu'ils sont connectés à la batterie uniquement via une diode polarisée en inverse (D2) et une jonction b-e polarisée en inverse?
@ThePhoton Je pense que l'OP a les «petites choses pointues» mélangées à l'esprit.Inversez la direction de la LED et remplacez-la par un PNP.
Dans ce cas, ils devraient lire [De quelle manière dessiner la diode dans un schéma de circuit] (https://electronics.stackexchange.com/q/31825/6334).
@ThePhoton Il y a ce point.;)
Le courant ne passe-t-il pas du négatif au positif?Si cela vous aide, vous pouvez peut-être imaginer que la LED a été retournée.
Le courant conventionnel (et il faut s'y habituer) suit les premières hypothèses de Benjamin Franklin et s'écoule donc de + à -.Il avait un changement de 50/50 pour faire les choses correctement et ... eh bien ... il s'est trompé (du moins, en considérant le cas habituel du flux d'électrons.) Donc, vous avez peut-être raison, si vous pensez aux fils etflux d'électrons.Mais nous sommes pour toujours coincés avec les idées de Benjamin à ce sujet il y a quelques centaines d'années.Et voilà.
Votre circuit ne fonctionnera pas, votre explication est donc erronée, votre commentaire est fondamental pour les questions que vous posez donc, cela ne peut pas être répondu.Voter pour fermer comme raison: peu clair.
Je viens d'éditer le circuit pour suivre le mieux possible le flux conventionnel - encore une fois, je suis nouveau dans ce domaine, la condescendance ne sera pas particulièrement utile - et si cela fonctionne ou non est entièrement le point de la question: siça ne marche pas, * pourquoi * ça ne marche pas?Le commentaire est une explication de la raison pour laquelle je * crois *, à tort ou à raison, que cela devrait fonctionner, et n'est pas fondamental pour savoir si cela fonctionnerait ou non et comment cela pourrait être changé pour fonctionner.
Votre circuit fonctionnera comme vous l'avez dit.Si l'émetteur est initialement de 4,5 V, la LED obtient 2 V / 0,3 K = 6 mA.La base obtient 5v / 3K = 1,5mA ou beaucoup pour une bêta aussi basse que 4. Vous aurez une bêta de 100, donc le courant de la LED sera de 12 ou 18mA, et diminuera.Félicitations pour votre réflexion.
Personnellement, j'utiliserais plutôt un circuit de minuterie 555.
Construisez votre circuit comme vous l'avez dessiné.Voyez si ça marche.Cela n'a jamais fait de mal d'essayer.Voilà comment vous apprenez.
Cinq réponses:
Trevor_G
2017-04-24 22:39:28 UTC
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Il y a tellement de choses qui ne vont pas avec ce circuit, revenons au début.

Le transistor est une valve qui laisse passer le courant du collecteur à l'émetteur (la flèche pointue) lorsque le courant est injecté dans la base .. comme indiqué ci-dessous.

En tant que tel, tant que vous introduisez du courant dans la base, le courant passera à travers le transistor et, si la tension sur la base est suffisamment élevée, il agira comme une sorte d'interrupteur.

Lorsqu'il est allumé, le courant peut circuler de la batterie à travers la LED qui l'allume. La LED ne peut supporter qu'une quantité limitée de courant ou elle brûlera. La résistance est incluse pour limiter ce courant à la quantité nominale spécifiée par les spécifications du fabricant.

schematic

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab

Vous avez maintenant un circuit qui allumera une LED.

Vous devez maintenant piloter ce circuit avec quelque chose qui l’allume pendant un certain temps, puis l’éteint. Maintenant, votre idée est de faire quelque chose comme ça.

schematic

simuler ce circuit

L'idée d'être C1 prend un certain temps à se recharger à travers la base limitée par la résistance. En effet, avec les valeurs indiquées, le transistor commencera à s'éteindre environ huit secondes après la mise sous tension.

Malheureusement, un condensateur de 1 mF est assez gros et cher physiquement. Le choix de la résistance affecte également le courant dans la LED.

Une meilleure solution pour cette tâche consiste à utiliser un appareil différent comme un MOSFET N-Channel.

schematic

simuler ce circuit

Un MOSFET est contrôlé par la tension et non par le courant. Cela dissocie efficacement le côté synchronisation du côté conduite. Cela signifie que vous pouvez utiliser des résistances beaucoup plus grandes, et par conséquent un condensateur plus petit pour la synchronisation sans affecter le courant de la LED.

Pouvez-vous ajouter pourquoi le FET fait un meilleur choix?C'est là, en quelque sorte, mais ce serait génial si vous finissiez la pensée.Est-ce juste que vous n'avez pas à vous soucier de conduire le FET à saturation, comme le circuit bipolaire?
Merci, je crois comprendre.D'ailleurs, j'ai édité mon circuit original pendant que vous écriviez ceci pour l'adapter au flux conventionnel et pour corriger la polarité de la LED donc je ne pense pas que vous l'avez vu avant de commenter - ma nouvelle version est-elle toujours fausse (mise de côté pour le momentles fils étrangers et la disposition amateur)?
AilimrmdjqCMT .. fait.
@sdmtr votre nouveau schéma de circuit est toujours désactivé.BTW, ne changez pas vos dessins en questions ou cela gâche les réponses et les commentaires.Si vous avez besoin de changer quelque chose, ajoutez-le au bas de la question en tant que MISE À JOUR.Utilisez également l'éditeur de schémas intégré, il dispose également d'un simulateur.
@Trevor Désolé, j'ai pensé que puisque personne n'avait encore répondu, ce serait bien.À l'avenir, je (a) corrigerai la mise en page du premier coup et (b) ajouterai des mises à jour plutôt que des modifications.Merci encore d'avoir pris le temps de répondre, je l'apprécie.
Salut, existe-t-il un moyen de réduire le temps d'attente pour décharger le condensateur et réinitialiser le circuit?
jonk
2017-04-24 22:29:33 UTC
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Redessinons le schéma. Je pense que vous avez soit mal compris la direction conventionnelle du courant, soit la façon dont la diode est dessinée (cathode et anode.) La raison pour laquelle je suis presque sûr que vous avez mal compris quelque chose comme ça est que vous avez autrement écrit une description raisonnée. Alors prenons votre description et redessiner le schéma.

Avant de faire cela, il y a autre chose sur lequel vous devriez immédiatement travailler. Et c'est apprendre quand dessiner des fils et quand ne pas le faire. Un câblage excessif n'ajoute souvent rien à la compréhension d'un circuit, mais ajoute "de petits fils noirs allant d'ici à là" qui peuvent en fait agir pour confondre plutôt que pour améliorer la lecture. Et il y a l'orientation. Vous ne comprenez peut-être pas ce point tout de suite, mais rangez-le pour plus tard. Si vous regardez simplement un schéma comme une image résidant sur une grande feuille de papier, vous voulez que le flux actuel aille du haut (plus positif) vers le bas (plus négatif) et vous voulez que le flux du signal aille de la gauche (entrées) à right (résultats.) D'une manière générale, ces règles fonctionnent bien pour aider à communiquer un schéma mieux que de ne pas les suivre. (Bien sûr, il y a des cas de coin ou des expressions idiomatiques où les règles devraient probablement être enfreintes. Mais ce sont rares.)

schematic

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab

  1. La batterie et / ou l'alimentation électrique ne sont pas vraiment nécessaires car la plupart d'entre nous peuvent simplement prendre note de la tension d'un nœud et faire la bonne hypothèse quant à l'intention. En outre, le fait de faire passer des fils de bus juste pour montrer un rail d'alimentation et des connexions de ligne de terre est plus pour les personnes qui souhaitent câbler un circuit que pour les personnes qui souhaitent discuter du fonctionnement d'un circuit . Des besoins différents. C'est distrayant, en plus. Bien que la plupart apprennent à le surmonter rapidement et à passer à l'essentiel, avec ou sans tout cela, ce n'est toujours pas nécessaire.
  2. J'ai montré \ $ R_1 \ $ et \ $ C_2 \ $ avec des courants circulant sur la feuille vers le bas. J'aurais pu les montrer horizontalement aussi. Que l'on veuille considérer cette jambe comme étant un "signal" qui devrait circuler de gauche à droite, ou comme une connexion de circuit où le courant devrait circuler de haut en bas, est une question de ce que vous voulez pour communiquer, je suppose. Mais ici, j'ai décidé que nous ne parlons pas de «signal» mais plutôt des conditions initiales du circuit conduisant à des conditions de circuit ultérieures. Alors je le montre de cette façon.
  3. Notez que j'ai pris pour acquis que vous vouliez toujours parler d'une \ $ + 9 \: \ textrm {V} \ $ et que j'avais besoin d'inverser le sens des flèches, comme c'est le cas aujourd'hui que la flèche de jonction PN du semi-conducteur pointe du plus positif au plus négatif, lorsqu'elle est active.
  4. J'ai utilisé un transistor PNP pour rester cohérent avec le reste.

En supposant que la LED, lorsqu'elle est allumée, baisse d'environ \ $ 2 \: \ textrm {V} \ $ (rouge), et si les conditions initiales pour le condensateur sont qu'il n'y a aucun volt à travers elle, alors, oui ... \ $ R_1 \ $ fournira le courant de base dans le transistor PNP et le tirera actif. Je m'attendrais à un courant de base d'environ:

$$ I_B \ approx \ frac {9 \: \ textrm {V} -2 \: \ textrm {V} -750 \: \ textrm {mV}} {3 \: \ textrm {k} \ Omega + \ gauche (\ beta + 1 \ droite) \ cdot 330 \: \ Omega} $$

Si \ $ \ beta \ environ 200 \ $ alors cela suggère environ \ $ 90 \: \ mu \ textrm {A} \ $ du courant de base. Multiplié par \ $ \ beta + 1 \ $ pour obtenir le courant de l'émetteur (dans l'espoir que le BJT soit actif et pas encore saturé), j'obtiens un courant d'émetteur d'environ \ $ 18 \: \ textrm {mA} \ $. Cela suggère une baisse de \ $ 18 \: \ textrm {mA} \ cdot 330 \: \ Omega \ approx 6 \: \ textrm {V} \ $ à travers \ $ R_2 \ $. Cela signifie donc environ \ $ 9 \: \ textrm {V} -2 \: \ textrm {V} -6 \: \ textrm {V} = 1 \: \ textrm {V} \ $ sur l'émetteur lui-même et cela signifie que \ $ \ vert V_ {BE} \ vert = 1 \: \ textrm {V} \ $ et que le BJT est en fait toujours actif et pas encore saturé. Donc, mon hypothèse est née et je peux appliquer le \ $ \ beta \ $ que j'ai supposé plus tôt.

Telle est la condition initiale.Lorsque le condensateur se charge, au fur et à mesure que vous écrivez, il agit pour s'opposer à la tension restante disponible pour fournir le courant de base (voir l'équation ci-dessus et maintenant également soustraire la tension du condensateur dans le numérateur) et le courant du collecteur diminue progressivement avec le temps, devenant finalementéteint lorsque la tension restante tombe en dessous de la capacité de maintenir le BJT actif (utilement, quand il tombe en dessous d'environ \ $ 550-600 \: \ textrm {mV} \ $.)

La période de temps, ou \ $ \ tau \ $, sera la valeur du condensateur multipliée par la résistance associée.Dans ce cas, cette résistance est "telle que vue" par le condensateur et elle comprendra les deux résistances de cette façon: \ $ R_2 \ cdot \ left (\ beta + 1 \ right) + R_1 \ $.Donc, avec vos valeurs et en supposant \ $ \ beta = 200 \ $, alors \ $ \ tau = 1 \: \ textrm {mF} \ cdot \ left (\ left (\ beta + 1 \ right) \ cdot R_2 + R_1 \droite) \ environ 70 \: \ textrm {s} \ $.Ce qui est sacrément long.

Malheureusement, c'est plus un variateur qu'un interrupteur.
Merci, c'est très complet et j'apprécie particulièrement les notes sur l'amélioration de mes mises en page.
@Trevor Ouais.Cela commence plutôt brillant puis suit une longue courbe de décroissance jusqu'à ce que cela ne fonctionne plus.(Et ce plafond a besoin d'un moyen d'être déchargé, plus tard.) Je ne pense pas que l'OP signifiait que c'était un circuit pratique.Je pense que le PO voulait dire que c'était un test de leur capacité à «penser aux choses».
user147431
2017-04-26 17:14:38 UTC
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Les condensateurs "bloquent" le flux de tension continue.Donc, il serait difficile de mettre "sur" le transitor avec un réseau de série de condensateurs de résistance à la base.Regardez la moitié d'un cct multivibrateur monostable.Le condensateur sur la base se charge en tant que rapport de charge de temps rc.Dès que la tension de base atteint au-dessus de la tension «base sur» requise, le condensateur se décharge via la base vers l'émetteur.Le transistor passe à l'état bloqué.La valeur pratique requise pour votre projet a ses limites dans la valeur des composants et la taille physique.Le courant LED requis est un facteur majeur.Regardez les circuits utilisant NE555 ic.Vous apprécierez ceux-ci.Renseignez-vous sur la région d'appauvrissement de la jonction pn des diodes N et des transistors.Le transistor est comme un composant qui "transfère la résistance" d'un étage à un autre.Avec la loi des ohms en jeu, toute la commutation, l'amplification analogique devient en quelque sorte évidente, y compris les changements de phase pendant l'amplification.Je pourrais écrire un article là-dessus, je suppose.Pour les esprits curieux ...

Merci, il y a beaucoup d'informations ici qui m'aideront à apprendre, et j'apprécie que vous preniez le temps de répondre!
LPL
2017-09-14 08:30:17 UTC
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TOUT

Le cct d'origine fonctionnera (c'est un simple émetteur suiveur pour qui ne sait pas) MAIS comme le capuchon ne peut pas se décharger pendant un autre cycle, la LED restera éteinte jusqu'à ce que l'alimentation soit coupée et que le capuchon se décharge automatiquement en raison d'une fuite.

/ p>

charles
2019-12-30 21:54:33 UTC
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Je suggère que nous regardions les faibles impédances.l'impédance Zm est fonction du courant. le courant est égal à v / Zm.alternativement, le courant i = 3000sinwt. donc i = 3000<0.un condensateur est un dispositif à deux bornes.les conditions initiales d'un condensateur regarde le réseau exponentiel de l'appareil.le transistor amplifie les courants et la tension entre les deux appareils peut être déterminée par l'équivalent thevenin.

1) Il n'y a pas de Zm dans le circuit d'origine 2) L'impédance est fonction de la fréquence, pas du courant 3) Il n'y a pas de stimulus sinusoïdal, ce n'est pas une situation de courant alternatif en régime permanent, donc pas de sin \ $ \ omega \ $ t 4)i = 3000 <0 n'a aucun sens mathématiquement


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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