op integration tid

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 20409
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: op integration tid

Inlägg av 4kTRB »

Säg att du väljer en kondensator på 1000uF då kan du välja modeller av diverse fabrikat och spänningstålighet.
Sedan får du ju praktiskt mäta kapacitansen på just din valda kondensator och se om den håller sig inom toleranserna.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 20409
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: op integration tid

Inlägg av 4kTRB »

Testade den där timern från AN31 i LTSpice. Den beter sig så att utgången är låg tills inställda tiden uppnås.
Funderar på om det går seriekoppla 2st eller fler. Elektrolyter med hyggligt liten läckström finns att få tag på.
AN31_LongTimeTimer_LTSpice.jpg
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
grym
EF Sponsor
Inlägg: 17475
Blev medlem: 16 november 2003, 12:22:57
Ort: i det mörka småland

Re: op integration tid

Inlägg av grym »

för en sådan här sak så är det endast rimligt med plastkondensatorer
utan läckproblem och andra dumheter

så största man normalt hittar är runt 10µF
kollade 4.7 och 6.8 fanns det hyggligt gott om
så man hamnar runt max 100µF

ska kolla lite efter op och lite annat för att göra ett praktiskt test
E Kafeman
Inlägg: 3570
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: op integration tid

Inlägg av E Kafeman »

Kommersiellt simpla stabila timrar var före MCUns tid lika med CD4060 som utan problem kan ge stabila dygnstider +/- 1 minut.
Naturligtvis krävs för denna såväl som för andra kretsar motsvarande stabilitet av omgivningen, matningsspänning, temperatur och just luftdrag är ge påtaglig drift om man använder extrema resistanser relativt övriga komponenter. Laddningen bokstavligen förflyttas med vinden.
Något udda förekom förr luftbälgar som alternativ till kondensator i somliga industriella timrar. Man påverkade bälgen via tryckknapp som man tryckte in så att bälgen tömdes på luft och för att sedan läcka in luft tills den återtagit sin form och då mekaniskt kunde återställa tryckknappen. På ett vred kunde man styra luftventilen till önskad fördröjning.

MCU som timer är en av de saker den oftast är enkel att programmera för. Kräver ingen nämnvärd matte, ESP82 kan man känna av när programräknaren gått ett varv och då signalera detta på en pinne. Det har då gått 48 dagar.
Förutom standard header krävs då 4-5 rader programmering.
Lägg till ett alternativt sluttal och man kan välja valfritt kortare tid.

Om det nu är att emulera ej ideala egenskaper hos en kondensator i en MCU så krävs lite mer programmering. En ideal kondensator är däremot lätt att emulera så länge det är kondensatorer inom rimlig storlek.

Kondensatorn kan ersättas med andra komponenter som kan ge långa integrations-tider. Närmast finns en typ av supercap som är avsedda för liknande saker och är i storlek typ 5x4 mm. Den större laddkapaciteten gör att man kan använda rimliga motståndsvärden. Extremt stora motstånd är det som ger instabilitet och medför stor påverkan av omgivningen och styr krav på hur man ska detektera laddningsnivån utan att påverka den höga resistansen.

CD4060 består av en enkel oscillator där man kan använda RC-värden som ger små relativa förluster, såsom självurladdning och med sådana resistorvärden att IC-ingångens impedans påverkar resultatet långtidsstabilt.
RC-kretsen ger pulser till den interna räknaren och för förutbesämda räknetal aktiveras någon av de 10 utpinnarna.
Med timer satt till några sekunder kan man få fördröjningar från sekunder till något dygn genom att välja någon av räknar-pinnarna. Gör det enkelt att välja andra tider utan att ändra RC-värden.
Delay_Alarm.png
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 20409
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: op integration tid

Inlägg av 4kTRB »

Den AN31 kopplingen driver inte iväg någonting förrens nära den satta tiden. Där kan man detektera den med en komparativ.
E Kafeman
Inlägg: 3570
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: op integration tid

Inlägg av E Kafeman »

Korrekt att initiala beteendet ut från din OP inte syns då krets-utgången maskerar negativa spänningar mha en diod.
Ja det stämmer säkert att driften är låg då du valt ideala komponenter där tiden styrs av konding på 3300uF och ett motstånd på 15MOhm och en ström på som mest kanske 1nA.
Konding på 3300uF som läcker mindre än 1 nA blir svår att hitta.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 20409
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: op integration tid

Inlägg av 4kTRB »

Det är specat i appschemat vad kondensatorn ska klara.
E Kafeman
Inlägg: 3570
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: op integration tid

Inlägg av E Kafeman »

Kan mycket väl vara att man specat/förmodat en ideal kondensator men är det särskilt smart?
Det behövs inte mycket till överslagstänk för att inse att detta inte fungerar annat än med ideala komponenter.
Exempel på elektrolytkonding som är lite mindre och därför troligen också läcker mindre.
Screenshot 2025-05-07 at 17-41-34 Aluminum electrolytic capacitor - Wikiwand.png
För enkla siffror säj 1mA är stabil läckström över tid. Utan att ens ladda kondensatorn, bara motverka läckströmmen via motståndet på 15 MOhm ger det att spänningen måste vara (15 MOhm x 1mA) = 15000 Volt över motståndet.
Laddningsströmmen bör vara en dekad större än eventuella felströmmar om man ska få vettig funktion och då blir situationen än värre med dessa värdena. Man hamnar på 150 kV. Kommer definitivt slå gnistor vida omkring denna timern.
Det är sådant som man inte ens behöver använda minirärknare till för att inse att det är helt otänkt.
Att det är specat i ett applikationsexempel gör inte saken bättre.
Det ap-noten ger är att man inte verifierat i verkligheten om det kan fås att fungera och den som satte komponentvärdena värdena inte hade tillräckligt praktiskt kunnande för att inse att det var tokigt.

Även om man kan finna en väsentligt bättre kondensator så måste läckströmmen ned en miljon gånger för att vara användbart.
Det är är väl annars något många gjort som nybörjare, velat åstadkomma mycket långa fördröjningar med enkelt RC-steg och insett att det finns praktiska begränsningar pga icke ideala komponenter och förluster till omgivning.
Mycket skulle bli avsevärt enklare om det funnes ideala komponenter att köpa.
Just pga dessa begränsningarna valde lite slugare utvecklare lösningar såsom 4060 som kan ge långa fördröjningar med verkliga komponenter.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 20409
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: op integration tid

Inlägg av 4kTRB »

Man behöver ju inte bygga just den där AN31-kopplingen för 1 timmes-timer.
Man kan ladda en kondensator med konstant ström och kompensera för läckströmmen.
E Kafeman
Inlägg: 3570
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: op integration tid

Inlägg av E Kafeman »

Ja det är bara att ta karaktäristiken för läckströmmen, som iofs ändrar sej ju oftare man motionerar kondensatorn så man bör hålla koll på hur ofta ur/upp-laddning sker.
Ytterligare lite småfix behövs t.ex. känna av temperaturen då läckströmmen är påtagligt temperaturberoende.
Det blir riktigt kul med en hel hög med olika kompensations-kretsar och minnesarrangemang så man vet nuvarande förväntade kondensator-status.
Varför välja enkla och beprövade lösningar när man kan ge sej på något utmanande med liten chans att få till något kvalitativt? Det kan ju vara kul bara för sakens skull.
En nackdelen är att man skulle bli sparkad som konstruktör av sådana lösningar på ett företag där enkla fungerande lösningar alltid går före otänkta feltänkta kretsar som inte klarar att utföra förväntad funktion.

Enkla analoga timrar kräver enkelhet för att försvara sin existens.
Ta exemplet att du ska designa en batteridriven ägg-timer för ett företag som avser producera sådana. Att då komma på en timmer som kräver +/- 15 Volt... som kräver kompensations-kretsar med osäkert utfall...
Det är inte någon högre kunskap av elektronik om man missar så grovt en genomtänkt lösning.
Genomtänkt är motsatsen till okunnigt tillrört.

Visst händer det att man ibland missar och förbiser något som borde vara uppenbart så att man får återgå till ritbordet men missar såsom att det inte är världens bästa lösning att försöka ladda en 3300uF kondensator via 15MOhm i en krets som kräver dubbla spänningar, och man får det tufft att förklara hur man tänkt vid projektmötet.
Mer okunniga vid mötet kommer ifrågasätta kompetensen, undra om man inte känner till 555 eller 4060 eller MCU.

Nu är volym-priset 50 öre att stoppa dit en 8-pinnars MCU som ensam klarar att vara timer med stor flexibilitet och är hyggligt okritisk på batterispänning och inte kräver massa ström utan klara ett antal timmar på ett mindre batteri.
Kostar mindre än en 4060 som klara samma sak men med fler yttre komponenter och till högre pris.
I mer komplexa system kan man i en MCU spara loggar över tidigare händelser, total driftstid, larm om låg batterispänning mm
Högre pris och mer komponenter, större PCB är det ingen som ser som positivt, därav är 4060/555 passe idag om man inte vill vara lite retro och analog och undvika programmering, förutom att det är en form av programmering att välja vilken av de 10 pinnarna på kretsen som man ska välja som utpinne.
Generellt att välja något mer komplext och dyrare osmart analog teknik är inte kommersiellt gångbar design i dag.
Däremot är enkla RC-kretsar, att utvärdera dessa på labbänken och färstå dess begränsningar liksom verifiera tänket bakom 555/4060 värdefull kunskap för den som vill lära sej grunder för elektronik.

I speciella fall så används mycket av de äldre IC-kretsarna än idag. Åker du till Mars så måste du kanske kunna reparera navigationsdatorn halvvägs. Det är då lättare att byta en socklad 555 än en lödd MCU som dessutom måste programmeras innan den utför något alls.
Som följd av detta, äldre teknik, kretskort ofta bestyckade med välkända logikkretsar går bra reparera varför det fortfarande säljs massor av dessa kretsar. Om det sitter en befarat trasig MCU av okänt slag på PCB är ofta mest ekonomiska reparationen att köpa ett nytt PCB eller kasta hela äggtimern och köpa en ny.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 20409
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: op integration tid

Inlägg av 4kTRB »

Ska man ha mer noggrann 1 timmes timer så ska man givetvis satsa på någon typ av oscillator och räknare.
Men för "ungefär" 1 timme så kan det gott duga med en kondensatorlösning. 5 minuter hit eller dit spelar mindre roll
i många praktiska tillämpningar. 30 minuter fel då måste ju något vara fel med konstruktionen.
Castor
Inlägg: 2128
Blev medlem: 24 mars 2012, 13:03:49

Re: op integration tid

Inlägg av Castor »

Jag har köpt några såna här: C005, (finns att köpa för mindre än en tia för 10 st) kopplat upp, men inte testat mer än att tiderna stämmer någorlunda.
Har någon testat mer än så och har några synpunkter eller tips på användning?
E Kafeman
Inlägg: 3570
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: op integration tid

Inlägg av E Kafeman »

Ja det är typexempel på billiga MCU-kretsar som fabriksprogrammerats till enbart timer-funktion.
Köp 100 st och de kostar under en krona st inkl frakt, https://vi.aliexpress.com/item/1005002297100831.html
Jag köpte liknande men för 240V och monterade in två timer-kretsar i kaffebryggaren som ersättning för den trasiga timern.
Timerna triggas när vatten fylls på. Första timerna körs 10 minuter med hög effekt på värmeplattan samt ström till vattenvärmaren. Den andra timern triggas på samma sätt men styr enbart lågeffekten på värmeplattan, som ställdes till avslag efter två timmar.
Visst onödig lyx med dubbla timrar men det kostade under femman och reparationen var gjord på 10 minuter.

Att bygga RC-timer med nödvändiga kringkretsarna kan vara lärorikt men likt tjock-TV inte helt modernt.
Enklaste typen av RC-timrar drev man sällan längre än till 15 minuter för kommersiella produkter. på grund av att läckstömmen varoerade mycket över temperatur-spannet som kunde bli aktuellt. Exempelvis en belysningstimer för hemmabruk kanske skulle klara både utetemperaturer och inomhus nära lampan.
Vanliga hushålls-standarder brukar sätta 70C som max omgivnings-temperatur vilket ändå kan ge stort spann. Timerna kan hamna nära en lampa inomhus eller utomhus typ byggstrålkastare med timer under lampan.
Då måste man se till att kretsens laddström är minst en dekad större än max förekommande läckström om inte läckströmmen ska ge allt för stort fel på förmodad timer-instälnning. Därav att man sällan hittar timrar på gamla byggstrålkastare som medger längre tid än 15 minuter.
capacitor_temp.png
https://capacitorsfilm.com/are-the-para ... vironment/

Utöver andra variabler för RC-timrar med elektrolyter är omgivnings-temperaturen en stor faktor. Kan ändras med en faktor 10 för 60 grader förändring av temperaturen.

Det finns speciella elektrolytkondensatorer med mindre temperaturberoende men det är inte önskvärt om man vill hålla tillverkningskostnader låga och som timer medför det inga större fördelar jämfört med alternativa lösningar.
Exempelvis är temperaturdriften och läckströmmen obetydlig för keramiska NP0-kondensatorer (Negativ Postiv O temperatur drift). De är billigare och driftsäkrare men dessa förekommer sällan i värden över någon uF. Det gör inget om man som vid MCU eller CD4060 har inbyggd räknare som kan multiplicera tiden och medger långt större tidsspan än man någonsin kan få för en elektrolytkondensator med 10-falt stabilare tider eller bättre.

Just vad gäller 4060 är den inte låst till att använda RC-kretsar utan har inbyggd funktion för att driva en kristall.
Fungerar utmärkt med billiga 32-kHz kristaller för att skapa noggrann 1Hz tidsreferens. En simpel men exakt signalgenerator som många hobbyister förr byggde och som kunde alstra frekvenser inom hela audio-området via simpel vridomkopplare som skiftade mellan benen på 4060. Perfekt injektor testverktyg för att simpelt felsöka ljudanläggningar.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Skriv svar