Circuito (s) de proteção de bateria NiMH de 2 células: 8 etapas (com imagens)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-13 06:58

Se você veio aqui, provavelmente sabe, por quê. Se tudo o que você deseja ver é uma solução rápida, vá direto para a etapa 4, que detalha o circuito que acabei usando, eu mesmo. Mas se você não tem certeza se deseja realmente essa solução ou outra coisa, está curioso sobre o pano de fundo ou apenas gosta de visitar alguns pontos interessantes em minha viagem de tentativa e erro, aqui está a versão elaborada:

O problema

Você tem algum projeto de eletrônica que deseja alimentar com baterias recarregáveis. LiPo é a tecnologia de bateria do dia, mas as baterias de lítio ainda trazem alguns hábitos ruins, como não ter um formato padrão pronto para o supermercado, exigir carregadores especiais (um para cada formato) e se comportar como verdadeiras rainhas do drama quando maltratadas (pegando fogo, e outras coisas). Em contraste, recarregáveis NiMH estão disponíveis em fatores de forma padrão de AA a AAA para qualquer outro, o que significa que você pode usar as mesmas baterias para sua câmera digital, sua lanterna, seu carro RC de brinquedo e seus eletrônicos DIY. Na verdade, você provavelmente tem um monte deles por aí, de qualquer maneira. Eles também são muito menos conhecidos por causar problemas, exceto, uma coisa que eles realmente não gostam é de receber "alta descarga".

Este problema se torna muito mais grave, se você estiver usando um "conversor step up buck" para aumentar sua tensão de entrada - digamos para 5 V para alimentar um arduino. Embora seu carro RC se mova cada vez mais devagar conforme suas baterias vão se esgotando, um conversor de buck fará o máximo para manter a tensão de saída constante, mesmo quando a tensão de entrada estiver diminuindo, e assim você poderá sugar os últimos elétrons de sua bateria, sem qualquer sinal visível de problema.

Então, quando você tem que parar de descarregar?

Uma célula NiMH totalmente carregada tem uma voltagem típica de cerca de 1,3 V (até 1,4 V). Durante a maior parte do seu ciclo de trabalho, ele fornecerá cerca de 1,2 V (sua tensão nominal), caindo lentamente. Perto do esgotamento, a queda de tensão se tornará bastante acentuada. A recomendação comumente encontrada é parar de descarregar em algum lugar entre 0,8 V e 1 V, ponto no qual a maior parte da carga terá sido usada, de qualquer maneira (com muitos fatores afetando os números exatos - não vou entrar em mais detalhes).

No entanto, se você realmente quiser ultrapassar os limites, a situação que você deve ter cuidado é esgotar sua bateria abaixo de 0 V, momento em que ela sofrerá sérios danos (Aviso: lembre-se de que estou discutindo células NiMH, aqui; para LiPos permanente os danos começarão muito antes!). Como isso pode acontecer? Bem, quando você tem várias células NiMH em uma fileira, uma das baterias ainda pode estar perto de sua voltagem nominal, enquanto outra já está totalmente esgotada. Agora a voltagem da célula boa continuará empurrando uma corrente através do seu circuito - e através da célula vazia, esgotando-a abaixo de 0V. Esta situação é mais fácil de entrar do que pode parecer à primeira vista: Lembre-se de que a queda de tensão se torna muito mais acentuada no final do ciclo de descarga. Assim, mesmo algumas diferenças iniciais relativamente pequenas entre as células podem levar a tensões remanescentes muito diferentes após a descarga. Agora, esse problema se torna mais pronunciado, quanto mais células você coloca em série. Para o caso de duas células, discutido, aqui, ainda estaríamos relativamente seguros para descarregar para uma tensão total em torno de 1,3 V, o que corresponderia a uma bateria em 0 V, e a outra em 1,3 V, no pior caso. Não há muito sentido em descer tão baixo, entretanto (e como veremos, isso seria até difícil de conseguir). Como um limite superior, no entanto, parar em qualquer lugar acima de 2 V pareceria um desperdício (embora, AFAIU, ao contrário das baterias NiCd, descargas parciais frequentes não representam um problema para as baterias NiMH). A maioria dos circuitos que apresentarei terá como objetivo um pouco abaixo disso, cerca de 1,8 V como corte.

Por que não simplesmente usar uma solução independente?

Porque isso parece não existir! As soluções são abundantes para contagens de células mais altas. Com três células NiMH, você pode começar a usar o circuito de proteção LiPo padrão e, acima disso, suas opções só se tornam mais amplas. Mas um corte de baixa tensão igual ou inferior a 2V? Eu, pelo menos, não consegui encontrar um.

O que vou apresentar

Agora, não tema, vou apresentar-lhe não um, mas quatro circuitos relativamente fáceis para conseguir exatamente isso (um em cada "etapa" deste instrutível), e vou discuti-los em detalhes, para que você saiba como e por que modificá-los, caso sinta necessidade. Bem, para ser honesto, não recomendo usar meu primeiro circuito, que estou simplesmente incluindo para ilustrar a ideia básica. Os circuitos 2 e 3 funcionam, mas exigem alguns componentes a mais do que o circuito 4, que acabei usando sozinho. Novamente, se você está farto da teoria, pule para a Etapa 4.

Etapa 1: A ideia básica (este circuito não é recomendado!)

Vamos começar com o circuito básico acima. Não recomendo usá-lo e discutiremos o porquê mais tarde, mas é perfeito para ilustrar as idéias básicas e para discutir os principais elementos que você também encontrará nos melhores circuitos, mais adiante neste instrutível. Aliás, você também pode ver este circuito em uma simulação completa no grande simulador online de Paul Falstad e Iain Sharp. Um dos poucos que não exige registro para salvar e compartilhar seu trabalho. Não se preocupe com as linhas de escopo na parte inferior, ainda, irei explicá-las perto do final desta "etapa".

Ok, então, para evitar que suas baterias sejam descarregadas demais, você precisa de a) uma maneira de desconectar a carga eb) uma maneira de detectar quando é hora de fazer isso, ou seja, quando a tensão caiu muito.

Como ligar e desligar a carga (T1, R1)?

Começando com o primeiro, a solução mais óbvia será usar um transistor (T1). Mas que tipo escolher? Propriedades importantes desse transistor são:

1. Deve tolerar corrente suficiente para sua aplicação. Se você deseja uma proteção genérica, provavelmente desejará oferecer suporte a pelo menos 500 mA ou mais.
2. Ele deve fornecer uma resistência muito baixa enquanto ligado, para não roubar muita tensão / potência de sua já baixa tensão de alimentação.
3. Deve ser comutável com a tensão que você tem, ou seja, algo um pouco abaixo de 2V.

O ponto 3 acima parece sugerir um transistor BJT ("clássico"), mas há um dilema simples associado a isso: ao colocar a carga no lado do emissor, de modo que a corrente de base esteja disponível para a carga, você irá efetivamente diminuir a tensão disponível pela "queda de tensão Base-Emissor". Normalmente, isso é cerca de 0,6V. Muito proibitivamente, quando se fala em fornecimento total de 2V. Em contraste, ao colocar a carga no lado do coletor, você estará "desperdiçando" toda a corrente que passa pela base. Isso não é um grande problema na maioria dos casos de uso, já que a corrente de base será da ordem de um centésimo da corrente do coletor (dependendo do tipo de transistor), apenas. Mas ao projetar para uma carga desconhecida ou variável, isso significa desperdiçar 1% de sua carga máxima esperada, permanentemente. Não é tão bom.

Portanto, considerando os transistores MOSFET, em vez disso, eles se destacam nos pontos 1 e 2, acima, mas a maioria dos tipos requer consideravelmente mais do que 2 V de tensão de porta para ligar totalmente. Observe que uma "tensão limite" (V-GS- (th)) ligeiramente abaixo de 2 V não é suficiente. Você quer que o transistor esteja longe na região de 2V. Felizmente, existem alguns tipos adequados disponíveis, com as tensões de porta mais baixas normalmente encontradas em MOSFETs de canal P (o FET equivalente a um transistor PNP). E ainda assim sua escolha de tipos será severamente limitada, e sinto muito por ter que dizer isso a você, os únicos tipos adequados que pude encontrar são todos embalados em SMD. Para ajudá-lo a superar esse choque, dê uma olhada na folha de dados do IRLML6401 e diga-me que você não está impressionado com essas especificações! O IRLML6401 também é um tipo amplamente disponível no momento em que este livro foi escrito e não deve custar mais do que cerca de 20 centavos por peça (menos ao comprar em volume ou da China). Portanto, você certamente pode fritar alguns deles - embora todos os meus tenham sobrevivido, apesar do fato de eu ser um iniciante em soldagem SMD. A 1,8 V no portão, ele tem uma resistência de 0,125 Ohms. Suficientemente bom para conduzir na ordem dos 500mA, sem sobreaquecimento (e superior, com um dissipador de calor adequado).

Tudo bem, então o IRLML6401 é o que usaremos para T1 neste e em todos os circuitos seguintes. R1 está lá simplesmente para aumentar a tensão do gate por padrão (correspondendo a uma carga desconectada; lembre-se de que este é um FET de canal P).

O que mais nós precisamos?

Como detectar uma voltagem de bateria fraca?

A fim de atingir um corte de tensão mais definido, usamos indevidamente um LED vermelho como uma referência de tensão - relativamente - nítida de cerca de 1,4V. Se você tiver um diodo Zener com uma voltagem adequada, seria muito melhor, mas um LED ainda parece fornecer uma referência de voltagem mais estável do que dois diodos de silício regulares em série. R2 e R3 servem para a) limitar a corrente que passa pelo LED (observe que não queremos produzir nenhuma luz perceptível) eb) diminuir a tensão na base de T2 um pouco mais. Você poderia substituir R2 e R3 por um potenciômetro para uma tensão de corte ajustável. Agora, se a tensão que chega à base de T2 está em torno de 0,5 V ou mais (o suficiente para superar a queda de tensão do emissor de base de T2), T2 começará a conduzir, puxando a porta de T1 para baixo, e assim conectando a carga. BTW, T2 pode ser considerado a sua variedade de jardim: qualquer pequeno sinal de transistor NPN que aconteça permanecer em sua caixa de ferramentas, embora uma alta amplificação (hFe) seja preferível.

Você pode se perguntar por que precisamos de T2, e não apenas conecte nossa referência de tensão improvisada entre o aterramento e o pino da porta de T1. Bem, a razão para isso é muito importante: queremos uma alternância entre ligar e desligar o mais rápido possível, porque queremos evitar que T1 fique em um estado "meio ligado" por um longo período de tempo. Enquanto estiver meio ligado, T1 agirá como um resistor, o que significa que a tensão cairá entre a fonte e o dreno, mas a corrente ainda está fluindo, e isso significa que T1 vai aquecer. Quanto vai aquecer depende da impedância da carga. Se - por exemplo, for 200 Ohms, então, a 2 V, 10 mA fluirão, enquanto T1 está totalmente ligado. Agora, o pior estado é para a resistência de T1 corresponder a esses 200 Ohms, o que significa que 1V cairá sobre T1, a corrente cairá para 5mA e 5mW de potência terão que ser dissipados. É justo. Mas para uma carga de 2 Ohms, T1 terá que dissipar 500mW, e isso é muito para um dispositivo tão pequeno. (Na verdade, está dentro das especificações do IRLML6401, mas apenas com um dissipador de calor apropriado e boa sorte no design para isso). Nesse contexto, lembre-se de que, se um conversor elevador de tensão for conectado como carga primária, ele aumentará a corrente de entrada em resposta à queda da tensão de entrada, multiplicando assim nossos problemas térmicos.

Leve a mensagem para casa: Queremos que a transição entre ligado e desligado seja o mais nítida possível. É disso que trata o T2: tornar a transição mais nítida. Mas o T2 é bom o suficiente?

Por que este circuito não o corta

Vamos dar uma olhada nas linhas do osciloscópio mostradas na parte inferior da simulação do Circuito 1. Você deve ter notado que coloquei um gerador triangular de 0 a 2,8 V, no lugar de nossas baterias. Esta é apenas uma maneira conveniente de imaginar o que acontece quando a tensão da bateria (linha verde superior) muda. Conforme mostrado pela linha amarela, virtualmente nenhuma corrente flui enquanto a tensão está abaixo de cerca de 1,9V. Boa. A área de transição entre cerca de 1,93 V e 1,9 V parece íngreme à primeira vista, mas considerando que estamos falando de uma bateria descarregando lentamente, aqueles.3 V ainda correspondem a muito tempo gasto em um estado de transição entre totalmente ligado e totalmente desligado. (A linha verde na parte inferior mostra a tensão na porta de T1).

No entanto, o que é ainda pior sobre este circuito, é que uma vez desligado, mesmo uma ligeira recuperação na tensão da bateria empurrará o circuito de volta para o estado parcialmente ligado. Considerando que a tensão da bateria tende a se recuperar, ligeiramente, quando uma carga é cortada, isso significa que nosso circuito permanecerá no estado de transição por um longo tempo (durante o qual o circuito de carga também permanecerá em um estado meio quebrado, potencialmente enviando um Arduino por centenas de ciclos de reinicialização, por exemplo).

Segunda mensagem para levar para casa: Não queremos que a carga seja reconectada muito cedo, quando a bateria se recuperar.

Vamos passar para a Etapa 2 para ver uma maneira de fazer isso.

Etapa 2: adicionar histerese

Já que este é um circuito, você pode realmente querer construir, darei uma lista de peças para aquelas peças que não são evidentes no esquema:

• T1: IRLML6401. Veja a "Etapa 1" para uma discussão, por quê.
• T2: Qualquer transistor NPN de sinal pequeno comum. Usei BC547 ao testar este circuito. Qualquer tipo comum, como 2N2222, 2N3904, também serve.
• T3: Qualquer transistor PNP de sinal pequeno comum. Usei BC327 (não tinha nenhum BC548). Novamente, use o tipo comum que for mais conveniente para você.
• C1: O tipo realmente não importa, cerâmica barata serve.
• O LED é do tipo vermelho padrão de 5 mm. A cor é importante, embora o LED nunca acenda visivelmente: o objetivo é reduzir uma voltagem específica. Se você possuir um diodo Zener entre a tensão Zener de 1 V e 1,4 V, use-o (conectado na polaridade reversa).
• R2 e R3 podem ser substituídos por um potenciômetro de 100k, para ajuste fino da tensão de corte.
• A "lâmpada" simplesmente representa sua carga.
• Os valores do resistor podem ser obtidos no esquema. Os valores exatos não são realmente importantes, no entanto. Os resistores não precisam ser precisos nem ter uma classificação de potência significativa.

Qual é a vantagem deste circuito em relação ao circuito 1?

Observe as linhas de escopo abaixo do esquema (ou execute a simulação você mesmo). Novamente, a linha verde superior corresponde à voltagem da bateria (aqui tirada de um gerador triangular por conveniência). A linha amarela corresponde ao fluxo da corrente. A linha verde inferior mostra a tensão na porta de T1.

Comparando isso com as linhas do osciloscópio para o Circuito 1, você notará que a transição entre ligado e desligado é muito mais nítida. Isso é particularmente evidente quando se olha para a tensão da porta T1 na parte inferior. A maneira de fazer isso acontecer foi adicionando um loop de feedback positivo a T2, por meio do T3 recém-adicionado. Mas há outra diferença importante (embora você precise de olhos de águia para identificá-la): embora o novo circuito corte a carga em torno de 1,88 V, ele não (re) conecta a carga até que a tensão suba para mais de 1,94 V. Essa propriedade chamada "histerese" é outro subproduto do loop de feedback adicionado. Enquanto T3 estiver "ligado", ele fornecerá à base de T2 uma polarização positiva adicional, reduzindo assim o limite de corte. No entanto, enquanto T3 já estiver desligado, o limite para religar não será reduzido da mesma maneira. A consequência prática é que o circuito não vai oscilar entre ligado e desligado, pois a tensão da bateria cai (com carga conectada), depois se recupera levemente (com carga desconectada), depois cai … Ótimo! A quantidade exata de histerese é controlada por R4, com valores mais baixos fornecendo uma lacuna maior entre os limiares ativado e desativado.

BTW, o consumo de energia deste circuito enquanto desligado é de cerca de 3 microAmps (bem abaixo da taxa de autodescarga), e a sobrecarga enquanto ligado é de cerca de 30 microAmps.

Então, do que se trata C1?

Bem, C1 é totalmente opcional, mas ainda estou bastante orgulhoso da ideia: o que acontece quando você desconecta manualmente as baterias enquanto elas estão quase esgotadas, digamos em 1,92 V? Ao reconectá-los, eles não seriam fortes o suficiente para reativar o circuito, mesmo que ainda fossem bons para outra enquanto em um circuito em execução. C1 cuidará disso: Se a tensão aumentar, de repente (baterias reconectadas), uma pequena corrente fluirá de C1 (ignorando o LED) e resultará em um breve acendimento. Se a tensão conectada estiver acima do limite de corte, o loop de feedback irá mantê-lo. Se estiver abaixo do limite de corte, o circuito desligará rapidamente novamente.

Excurso: Por que não usar MAX713L para detecção de baixa tensão?

Você pode se perguntar se todas essas peças são realmente necessárias. Não há algo pronto? Bem, MAX813L parecia uma boa combinação para mim. É muito barato e deveria ser bom o suficiente para substituir T2, T3, o LED e R1, pelo menos. No entanto, como descobri da maneira mais difícil, o pino "PFI" do MAX813L (entrada de detecção de falha de energia) tem uma impedância muito baixa. Se eu estivesse usando um divisor de tensão acima de cerca de 1k para alimentar o PFI, a transição entre ligado e desligado no "PFO" começaria a se estender por várias dezenas de volt. Bem, 1k corresponde a uma corrente constante de 2mA durante o corte - uma quantidade proibitiva e quase mil vezes maior do que este circuito precisa. Além do pino do PFO não oscilar entre o terra e toda a faixa de tensão de alimentação, então com o pouco espaço livre que temos para acionar nosso transistor de potência (T1), teríamos que reinserir um transistor NPN auxiliar também.

Etapa 3: Variações

Muitas variações são possíveis sobre o tema do loop de feedback positivo que introduzimos na Etapa 2 / Circuito 2. O apresentado aqui difere do anterior porque, uma vez desligado, não será reativado por si só com o aumento da tensão da bateria. Em vez disso, uma vez que o limite de corte foi atingido, você terá que (trocar as baterias e) pressionar um botão opcional (S2) para reiniciá-lo. Para uma boa medida, incluí um segundo botão para desligar o circuito, manualmente. A pequena lacuna nas linhas do escopo mostra onde eu liguei, desliguei e liguei o circuito para fins de demonstração. O corte na baixa tensão acontece automaticamente, é claro. Apenas tente na simulação, se eu não estiver fazendo um bom trabalho ao descrevê-lo.

Agora, os benefícios desta variação são que ela fornece o corte mais nítido dos circuitos considerados até agora (exatamente em 1,82 V na simulação; na prática, o nível do ponto de corte dependerá das peças em uso, e pode variar com a temperatura ou outros fatores, mas será muito nítido). Ele também reduz o consumo de energia para um minúsculo 18nA.

Tecnicamente, o truque para fazer isso acontecer foi mover a rede de referência de tensão (LED, R2 e R3) de diretamente conectada à bateria para ser conectada após T2, de modo que ela seja desligada junto com T2. Isso ajuda com o ponto de corte abrupto, porque uma vez que T2 começa a desligar apenas um pouquinho, a tensão disponível para a rede de referência também começa a cair, causando um rápido ciclo de feedback de totalmente ligado para totalmente desligado.

Livrar-se dos botões (se quiser)

Claro, se você não gosta de apertar botões, basta tirar os botões, mas conectar um capacitor de 1nF e um resistor de 10M Ohm (o valor exato não importa, mas deve ser pelo menos três ou quatro vezes maior que R1) em paralelo da porta de T1 ao solo (onde estava S2). Agora, quando você inserir baterias novas, o portão de T1 será brevemente puxado para baixo (até que C1 seja carregado), e assim o circuito liga, automaticamente.

A lista de peças

Como este é outro circuito que você pode realmente querer construir: As peças são exatamente as mesmas usadas para o Circuito 2 (exceto para os diferentes valores do resistor como evidente no esquema). É importante ressaltar que T1 ainda é IRLML6401, enquanto T2 e T3 são quaisquer transistores NPN e PNP de pequeno sinal genérico, respectivamente.

Etapa 4: Simplificando

Os circuitos 2 e 3 são absolutamente bons, se você me perguntar, mas eu me perguntei se eu poderia me virar com menos peças. Conceitualmente, o loop de feedback que aciona os circuitos 2 e 3 precisa apenas de dois transistores (T2 e T3 nesses), mas eles também têm T1, separadamente, para controlar a carga. T1 pode ser usado como parte do loop de feedback?

Sim, com algumas implicações interessantes: Mesmo quando ligado, T1 terá uma resistência baixa, mas não zero. Portanto, a tensão está caindo em T1, mais para correntes mais altas. Com a base de T2 conectada após T1, essa queda de tensão afeta a operação do circuito. Por um lado, cargas mais altas significarão uma tensão de corte mais alta. De acordo com a simulação (NOTA: para facilitar o teste, troquei C1 por um botão de pressão, aqui), para uma carga de 4 Ohms, o corte é de 1,95V, para 8 Ohms a 1,8V, para 32 Ohms a 1,66V e para 1k Ohm a 1,58V. Além disso, não muda muito. (Os valores da vida real serão diferentes do simulador dependendo do seu espécime T1, o padrão será semelhante). Todos esses pontos de corte estão dentro dos limites de segurança (ver introdução), mas reconhecemos que isso não é o ideal. As baterias NiMH (e as antigas em particular) mostrarão uma queda de tensão mais rápida para descargas rápidas e, idealmente, para altas taxas de descarga, o corte de tensão deve ser menor, não maior. No entanto, da mesma forma, este circuito fornece uma proteção eficaz contra curto-circuito.

Leitores atentos também terão notado que o recorte mostrado nas linhas do escopo parece muito raso, mesmo em comparação com o Circuito 1. Isso não é para se preocupar, no entanto. É verdade que o circuito levará cerca de 1/10 de segundo para desligar totalmente, porém o ponto de tensão, onde ocorre o desligamento, ainda está estritamente definido (na simulação você terá que trocar em uma DC constante fonte, em vez do gerador de triângulo para ver isso). A característica de tempo é devida a C1 e desejada: protege contra autodesligamento prematuro caso a carga (pense: um conversor elevador) esteja consumindo picos de corrente curtos, em vez de uma corrente quase constante. BTW, o segundo propósito de C1 (e R3, o resistor necessário para descarregar C1) é reiniciar o circuito, automaticamente, sempre que a bateria for desconectada / reconectada.

A lista de peças

As peças necessárias são novamente as mesmas dos circuitos anteriores. Em particular:

• T1 é IRLML6401 - consulte a Etapa 1 para uma discussão das (falta de) alternativas
• T2 é qualquer sinal pequeno genérico NPN
• C1 é uma cerâmica barata
• Os resistores também são baratos. Nem precisão, nem tolerância de potência é necessária, e os valores dados no esquema são principalmente uma orientação aproximada. Não se preocupe em trocar valores semelhantes.

Qual circuito é o melhor para mim?

Mais uma vez, desaconselho a construção do Circuito 1. Entre os Circuitos 2 e 3, inclino-me para o último. No entanto, se você espera maiores flutuações na tensão da bateria (por exemplo, devido ao resfriamento das baterias), você pode preferir uma reinicialização automática com base na histerese em vez de uma reinicialização manual do circuito. O circuito 4 é bom porque usa menos peças e oferece proteção contra curto-circuito, mas se você está preocupado em desligar com uma tensão muito específica, este circuito não é para você.

Nas etapas a seguir, vou guiá-lo pela construção do Circuito 4. Se você construir um dos outros Circuitos, considere compartilhar algumas fotos.

Etapa 5: vamos começar a construir (circuito 4)

Ok, então vamos construir o Circuito 4. Além das peças eletrônicas listadas na etapa anterior, você vai precisar de:

• Um suporte de bateria de 2 células (o meu era um suporte AA retirado de uma decoração de Natal)
• Algum perfboard
• Um par de pinças decente para manusear o IRLML6401
• Um cortador lateral (pequeno)
• Ferro de soldar e fio de solda

Preparativos

Meu suporte de bateria vem com um interruptor e - convenientemente - um pouco de espaço vazio que parece perfeito para colocar nosso circuito. Há um pino para prender um parafuso (opcional) ali, e eu o cortei usando o cortador lateral. os contatos e cabos foram inseridos com folga. Eu os retirei para facilitar o acesso, cortei os fios e removi o isolamento nas pontas.

Em seguida, coloquei vagamente as partes eletrônicas em um pedaço de perfboard, a fim de descobrir quanto lugar elas ocupariam. Aproximadamente, a linha inferior será aterrada, a linha central conterá os elementos de detecção de tensão e a linha superior terá a conexão com a porta de T1. Tive que embalar as peças com bastante densidade para fazer tudo caber no espaço necessário. O IRLML6401 ainda não foi colocado. Devido à pinagem, ele terá que ir para o fundo do perfboard. (NOTE que acidentalmente coloquei T2 - um BC547 - ao contrário! Não siga isso cegamente, verifique a pinagem do transistor que você está usando - eles são todos diferentes.) Em seguida, usei o cortador lateral para prender o perfboard para o tamanho necessário.

Etapa 6: Soldar - a parte difícil primeiro

Remova a maioria dos componentes, mas insira um cabo de R1, junto com o cabo positivo da bateria (no meu caso, do interruptor da bateria) na linha central, diretamente para um lado. Solde apenas aquele orifício, não corte os pinos ainda. O outro pino de R1 vai para a linha inferior (como visto de baixo), um segure para a esquerda. Fixe o perfboard horizontalmente, com a parte inferior voltada para cima.

Ok, próximo o IRLML6401. Além de ser minúscula, essa parte é sensível à descarga eletrostática. Na maioria das vezes, nada de ruim acontecerá, mesmo que você manuseie a peça sem nenhum cuidado. Mas há uma chance real de você danificá-lo ou destruí-lo sem nem perceber, então vamos tentar ser cuidadosos. Primeiro, tente não usar plástico ou lã ao fazer isso. Além disso, se você não tiver uma pulseira antiestática, agora é a hora de tocar em algo aterrado (talvez um radiador ou alguma tubulação), tanto com a mão quanto com o ferro de solda. Agora, pegue cuidadosamente o IRLML6401 com sua pinça e mova-o próximo ao seu lugar final, conforme mostrado na foto. O pino "S" deve estar próximo ao pino de R1 que você soldou, os outros pinos devem estar em dois outros orifícios, conforme mostrado.

Sem pressa! Errar pelo lado da precisão, em vez da velocidade, aqui. Quando estiver satisfeito com a colocação, derreta a solda em R1, novamente, enquanto move cuidadosamente o IRLML6401 em sua direção, com sua pinça, de modo que o pino "S" seja soldado. Verifique cuidadosamente se o IRLML6401 agora está fixado e se está fixado no lugar correto (também: plano no perfboard). Se você não estiver totalmente satisfeito com o posicionamento, derreta a solda mais uma vez e ajuste a posição. Repita, se necessário.

Feito? Boa. Dê um profundo suspiro de alívio e solde o segundo pino de R1 no orifício próximo ao pino "G" (no mesmo lado da embalagem que o pino "S"). Certifique-se de conectar R1 e o pino "G". Não corte o pino de R1 ainda!

Insira um pino de R2 e o cabo de saída positivo através do orifício próximo ao pino "D" (aquele no lado oposto do pacote do transistor). Solde essa conexão, novamente certificando-se de conectar o pino "D" com R2 e o cabo de saída.

Finalmente, como medida de segurança, aplique um pouco mais de solda no primeiro ponto de solda (o pino "S"), agora que os outros dois pontos de solda estão segurando o transistor no lugar.

Observe que estou intencionalmente colocando R1 e R2 muito perto de T1. A ideia é que eles funcionem como um dissipador de calor rudimentar para o T1. Portanto, mesmo se você tiver mais espaço de sobra, considere mantê-los bem apertados também. Da mesma forma, não seja muito frugal quanto à quantidade de solda aqui.

Tudo bem até agora? Excelente. As coisas só estão ficando mais fáceis de agora em diante.

Etapa 7: Soldar - a parte fácil

O restante da solda é bastante simples. Insira as peças uma a uma como na imagem inicial (exceto, preste muita atenção à pinagem de seu transistor T2!), Então solde-as. Comecei com a linha central. Você notará que em alguns casos eu inseri vários pinos em um orifício (por exemplo, a outra extremidade de R2 e o cabo longo do LED), e onde isso não foi possível, apenas dobrei os pinos dos elementos já soldados para fazer o conexão (ões) necessária (s).

Toda a linha inferior (como visto de baixo) está conectada ao pino "G" de T1, e estamos usando o pino de R2 (avisei para não prendê-lo!) Para fazer essa conexão (ao coletor de T2, C1, e R3).

Toda a linha superior (como visto de baixo) é conectada ao aterramento, e o pino de R3 é usado para fazer essa conexão. O outro terminal de C1, emissor de T2 e, mais importante, o aterramento da bateria e o cabo de aterramento de saída são conectados a este.

As duas últimas fotos mostram o circuito final de baixo e de cima. Novamente, eu soldei no T2 ao contrário e tive que consertar depois do fato (nenhuma foto tirada). Se estiver usando um BC547 (como eu fiz), ocorre exatamente o contrário. No entanto, seria correto para um 2N3904. Bem, em outras palavras, apenas certifique-se de verificar a pinagem do transistor antes de soldar!

Etapa 8: etapas finais

Agora é um bom momento para testar seu circuito

Se tudo funcionar, o resto é simples. Coloquei o circuito dentro do suporte da bateria, junto com a chave e os contatos da bateria. Como eu estava um pouco preocupado com o terminal positivo da bateria tocando o circuito, coloquei um pouco de fita isolante no meio. Finalmente consertei os cabos de saída com uma gota de cola quente.

É isso! Espero que você possa acompanhar tudo, e considere postar fotos, se você fizer um dos outros circuitos.