Gibt es eine effizientere Alternative zum Herunterziehen von Widerständen?

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Ich baue eine LED-Spinner-Schaltung und bin gerade dabei, sie zu optimieren. Die gesamte Schaltung selbst zieht nur ca. 10-20mA max. Ich habe mir heute diesen Teil der Strecke angesehen:

Wie Sie sehen können, schaltet mein Schalter den Stromkreis aus, wenn er sich auf Position 5 befindet. Aber jetzt, wenn mein Stromkreis ausgeschaltet ist, fließt immer noch Strom durch den Pulldown-Widerstand, wodurch die Batterie entladen wird. Ich weiß, dass dies ein sehr kleiner Strom ist, aber ich habe mich gefragt, ob es eine Möglichkeit gibt, diesen Schalter so zu betätigen, dass er beim Ausschalten keinen Strom zieht.

Edit: Ich hätte vielleicht die ganze Schaltung reinstecken sollen.

transistors switches pulldown

— Francois Landry
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Bei "Aus" -Schaltern tritt immer eine Leckage auf. Sie könnten größere Widerstände oder einen FET anstelle eines Widerstands mit einem extrem hohen Öffnungs- / Ausschaltwiderstand verwenden, aber Sie werden immer eine Leckage haben.

— schadjo

Ich verstehe, dass bei den meisten Lösungen Leckagen auftreten und während meiner Einschaltzeit Stromverschwendung durch diesen Transistor zum Pulldown-Widerstand fließt. Ich war nur neugierig, ob es eine Möglichkeit gibt, den Strom vollständig auszuschalten, wenn der Stromkreis ausgeschaltet ist, und ich muss Dave für die Antwort auf meine Frage danken.

— Francois Landry

Sie können 9 Widerstände sparen, indem Sie den Widerstand nach den LEDs anstatt nach vorher setzen. Sie können auch eine Art doppelten Helligkeitseffekt erzielen, indem Sie einen Widerstand in Reihe mit dem 4017 VCC

— Jasen

Daran habe ich nicht gedacht, danke! das macht Platz für die Dioden, die ich hinzufüge. Könnten Sie auch etwas mehr über den Effekt der doppelten Helligkeit erklären, ich sehe nicht, wie das Hinzufügen eines Widerstands dort das bewirken würde.

— Francois Landry

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@Francoislandry es ist Magie! Tatsächlich kann der 4017 Strom über die Schutzdioden am Takteingang aufnehmen, sodass er mit einem Widerstand in der Hauptversorgung eine niedrigere Spannung erhält und eine relative Spannungsverstärkung erhalten kann, wenn der 555-Ausgang hoch ist.

— Jasen

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Beachten Sie, dass der Strom verschwendet wird, unabhängig davon, ob der Stromkreis eingeschaltet oder ausgeschaltet ist. Wenn er eingeschaltet ist, ist der Spannungsabfall an R11 nur geringfügig geringer als bei ausgeschaltetem Stromkreis.

Die Verwendung eines PMOS-Transistors anstelle des PNP würde bedeuten, dass der Pulldown-Widerstand in der Größenordnung von Megaohm liegen könnte, wodurch der "Leck" -Strom auf Mikroampere reduziert würde.

Oder Sie könnten eine ganz andere Strategie anwenden und den Strom außerhalb des Zustands vollständig eliminieren:

schematisch

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

Besser noch, kombinieren Sie beide Ideen und erhalten Sie auch im eingeschalteten Zustand nur minimalen Stromverlust:

schematisch

^{simulieren Sie diese Schaltung}

— Dave Tweed
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Ich denke, Sie werden feststellen, dass diese Schaltung nur langsam ausgeschaltet wird. weil C1 Ihr Q1 zurückspeist. aber bei 20mA sollte das meistens harmlos sein.

— Jasen

@Jasen: Langsam nur in dem Sinne, dass sich die Schaltung erst abschaltet, wenn der aktuelle Zeitzyklus abgeschlossen ist und der 555 Pin 7 nach unten zieht. Hmmm - Sobald die Stromversorgung unterbrochen ist, ist Pin 7 nicht mehr aktiv, und die Restladung an C1 kann dazu führen, dass die Schaltung kurzzeitig wieder eingeschaltet wird, und es kann eine Reihe solcher Schwingungen geben, bis die Ladung an C1 vollständig ist Weg.

— Dave Tweed

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Erstens: Wo sind meine anderen Kommentare geblieben? Zweitens: Solange es vollständig abschaltet, sollte es in Ordnung sein, auch wenn es nach ein paar Sekunden (natürlich ohne etwas zu beschädigen) ist. Da das Laden des Kondensators von dem Schalter kommt, der sich in einer der drei EIN-Positionen befindet, sehe ich nicht, dass er wieder vollständig eingeschaltet wird.

— Francois Landry

Ich habe Ihre anderen Kommentare gelöscht, weil sie ihren Zweck erfüllt haben, meine Antwort (erneut) zu überarbeiten. Wenn Sie mit dem von mir beschriebenen ungewöhnlichen Schaltungsverhalten einverstanden sind, dann versuchen Sie es. Es wird nichts beschädigt, und Sie erhalten immer noch den Null-Aus-Strom.

— Dave Tweed

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Das ist einfach - der NE555 ist nicht für den Betrieb unter 5,0 V spezifiziert.

— Dave Tweed

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Sie können anstelle von Q1 einen PMOS-FET verwenden. Dann könnte R11 50.000 oder 100.000 anstelle von 10.000 sein, wodurch die Leckage in der Aus-Position verringert wird.
Sie können einen separaten "Aus" -Schalter oder einen speziellen Drehschalter mit einer speziellen "Aus" -Position verwenden, der VCC vollständig vom Transistor trennt.

— Das Photon
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Sie könnten drei Schottky-Gleichrichter anstelle des Transistors und des Pulldowns verwenden. Platzieren Sie die Anoden, um die Stifte 1, 2, 4 und die Kathoden zu schalten, die miteinander verbunden sind, um den "Hauptstromkreis zu speisen". Trennen Sie Pin 5, damit er "true off" wird. Der "Hauptstromkreis" ist etwa 0,25 V niedriger als Vcc.

— rdtsc
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Sie könnten alle Teile in diesem Design mit Ausnahme des Schalters, der Batterie und der LEDs durch einen Mikrocontroller ersetzen , und dies hätte eine geringere Ausschaltleistung, eine geringere Betriebsleistung und wahrscheinlich sogar noch geringere Kosten.

Die Einsparungen beim Stromverbrauch sind auf die Tatsache zurückzuführen, dass moderne Mikrocontroller (wie AVR) im Schlaf nur 0,1 uA verbrauchen und bei einem Wechsel an einem ihrer Eingangsstifte aufwachen können.

Sie schließen das Mikro direkt an die Stromquelle an und verbinden dann die aktiven Schaltkontakte mit den E / A-Pins. Sie können interne Klimmzüge an diesen Pins aktivieren und dann einen Pin-Wechsel-Interrupt verwenden, um aus dem Energiesparmodus aufzuwachen. Die "Aus" -Position muss nicht mit einem Pin verbunden sein - die MCU weiß, dass sich der Schalter in der Aus-Position befindet und in den Ruhezustand wechselt, bis der Schalter bewegt wird, wenn keiner der anderen Pins länger als eine bestimmte Zeit aktiv ist. Die Klimmzüge verbrauchen keinen Strom, wenn der Schalter ausgeschaltet ist.

Das ist die Grundidee. Es gibt auch Verbesserungen, die Sie hinzufügen können, z. B. wenn der Aus-Schalter mit einem Klimmzug an einem Stift befestigt ist, damit Sie ihn sofort erkennen können. Dann deaktiviert die Software den Klimmzug an diesem Stift, bevor Sie in den Ruhezustand gehen, sodass kein Stromverbrauch mehr entsteht.

Beachten Sie auch, dass Sie die LEDs mit PWM direkt von den MCU-Pins ansteuern können. Dies spart die Widerstände und gibt Ihnen auch die Möglichkeit, die LEDs für mehr Helligkeit zu übersteuern, was für einen zappeligen Spinner sinnvoll sein könnte, da Sie wahrscheinlich weniger als 100% Einschaltdauer für diese LEDs haben werden.

— Bigjosh
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