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¿Tensión inversa?

Lo siento, he buscado pero no he podido encontrar (o tal vez entender) una respuesta exacta a mi pregunta.

Soy carpintero, no ingeniero eléctrico. Mi pasión es construir cosas (casi cualquier cosa) y a veces eso incluye circuitos, así que por favor, tened paciencia conmigo.

En la imagen de abajo el "Interruptor de Armado" en su posición por defecto estará cerrado a tierra. Si entonces todos los "interruptores de disparo" a lo largo de la parte inferior están también en sus posiciones por defecto, entonces la tierra pasará todo el camino de vuelta a la luz de "listo para armar" que estará encendida. Esto es para evitar que el usuario final arme el sistema con un interruptor de disparo erróneamente en la posición de encendido y causar un fuego prematuro.

Al armar el sistema el "interruptor de armado" pasará 9V+ y proporcionará energía a los interruptores de disparo de abajo. La luz de "Listo para armar" debería apagarse (estaría bien encendida o apagada) pero mi pregunta es si el voltaje inverso dañará el LED. Mi entendimiento limitado: esto es el voltaje no la corriente como el otro lado del diodo seguirá siendo + sólo mucho menor que el lado inverso. Sin embargo, el LED tiene un máximo de tensión inversa de 5V, así que supongo que estoy en problemas aquí.

Mi primer pensamiento fue poner un relé NC en mi círculo de "Necesidad" y hacer que la corriente del "Interruptor de Armado" abra el relé y desconecte totalmente el LED del Circuito, pero esto parece demasiado si no es necesario. Entonces, ¿cuál es la mejor manera? ¿O no debería preocuparme por esto?

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GSerg Puntos 33571

No, no necesitas un relé. En realidad nunca hay tensión inversa en el LED "Ready to Arm". Se apaga porque hay +9V en ambos extremos, para una diferencia de tensión neta de 0V.

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misterjinx Puntos 405

Como otros han señalado, no hay ningún problema como tal con tener ambos lados de un LED a +9V. Simplemente estará apagado, igual que si ambos lados estuvieran a 0V. Sin embargo, veo un par de otros problemas potenciales con su circuito:

  • Su notación de voltaje es confusa. Asumiendo que los símbolos triangulares de tu circuito representan la tierra, que está a 0V por definición, todas las tensiones presentes en tu circuito están entre 0V y +9V (y posiblemente "flotando", es decir, indeterminadas y desconectadas del resto del circuito). En particular, no hay voltaje de -9V en ninguna parte de tu circuito - necesitarías una segunda batería con el terminal + conectado a tierra para conseguirlo.

  • Incluso cuando el dispositivo está encendido pero no armado, el LED "Armado" sigue recibiendo energía a través del LED "Listo para armar" y de los interruptores de disparo, por lo que puede seguir iluminándose con una intensidad menor (a menos que la caída de tensión combinada de esos dos LEDs supere los 9V, lo que es muy poco probable).

  • En relación con lo anterior, el LED "Ready to Arm" sólo está conectado a tierra a través del LED "Armed" y el LED sin nombre en la esquina inferior izquierda (y sus resistencias en serie). Tendrás que tenerlo en cuenta a la hora de seleccionar su resistencia en serie para conseguir un brillo razonable.

  • El último interruptor de disparo no tiene ningún LED conectado que se ilumine al pulsarlo. Mientras tanto, hay ese mencionado LED extra en la esquina inferior izquierda que sólo se enciende cuando ninguno de los interruptores de disparo están presionados (o cuando el dispositivo no está armado). Tengo la sensación de que puede no ser intencional.

  • Si dos interruptores de encendido están encendidos al mismo tiempo, sólo uno de ellos (el de mayor número) suministrará realmente corriente.

  • En relación con lo anterior, no hay nada en el circuito que impida que se arme mientras uno o más interruptores de disparo están activados.

(Los dos últimos pueden o no ser problemas reales dependiendo de qué tipo de interruptores sean realmente los "interruptores de disparo" y de cómo se supone que se utiliza el dispositivo. Pero dan la sensación de ser cosas que podrían sorprender al usuario, y éste no parece el tipo de dispositivo en el que las sorpresas serían bienvenidas).

De todos modos, así es como yo reorganizaría tu circuito:

schematic

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Ahora todos los LEDs están bien en paralelo, al igual que los interruptores de disparo. Todavía no hay protección contra el armado del circuito mientras un interruptor de disparo está cerrado, pero eso no debería ser un problema si son interruptores de contacto momentáneo que siempre están abiertos cuando no se presionan activamente, como los he representado. Y parece bonito y sencillo, ¿no?

Tenga en cuenta que, cuando se pulsa un interruptor de disparo, el dispositivo piroeléctrico correspondiente se conecta directamente a través de los terminales de la batería. Con una pila estándar de 9V, esto es probablemente Es seguro hacerlo brevemente, incluso si el pirómano entra en cortocircuito, porque la resistencia interna de la batería es lo suficientemente alta como para que no se sobrecaliente y explote inmediatamente. De todos modos, podría considerar incluir una resistencia limitadora de corriente en serie con la batería para mayor seguridad. Un diodo en serie con cada pirómano también podría ser una precaución de seguridad razonable contra los errores de cableado como atar las tierras de dos pirómanos juntos y luego no conectarlos realmente a tierra. Por supuesto, tendrías que asegurarte de que los diodos y la resistencia están dimensionados para la máxima corriente de disparo posible.


Actualización: Basado en la discusión de abajo, aquí está mi nueva sugerencia para un circuito actualizado:

schematic

simular este circuito

Este circuito debería ofrecer todas las características que mencionas en los comentarios:

  • Los interruptores de disparo son del tipo SPDT con enclavamiento, por lo que siguen suministrando corriente al pirómano durante el tiempo necesario para dispararlo.

  • La activación de cualquiera de los interruptores de disparo deshabilitará todos los interruptores a su derecha en el diagrama y cortará la energía a los piros correspondientes.

  • El LED "Ready To Arm" sólo se encenderá cuando el circuito no esté armado y ninguno de los interruptores de disparo está activo.

  • En consecuencia, el LED "Armado" sólo se encenderá cuando el circuito esté armado pero no se haya activado ninguno de los interruptores de disparo. Puedes colocarlo junto al interruptor más a la derecha (en el diagrama - por supuesto también puedes disponer físicamente los interruptores en el orden que quieras) para indicar que ese es el primer interruptor de disparo que se activa, y luego colocar cada LED "Fire" junto al interruptor de su izquierda (es decir, el siguiente en la secuencia de disparo).

Este circuito se basa en el hecho de que los LEDs son, de hecho, diodos para asegurar que sólo (como máximo) uno de los LEDs "Ready To Arm" y "Armed" puede estar encendido al mismo tiempo. Cuando el interruptor de armado está apagado (y también todos los interruptores de disparo), la corriente pasa por el LED "Ready To Arm", los interruptores de disparo y R2 a tierra. (Por supuesto, también corre a tierra directamente a través de R3, pero eso sólo desperdicia una pequeña cantidad de energía). Cuando se activa el interruptor de armado, la corriente a través de los interruptores de disparo se invierte y el LED "Armado" se enciende en su lugar. Los dos LEDs también se protegen mutuamente de tensiones inversas excesivas que podrían dañarlos; la tensión inversa a través de cualquiera de los LEDs nunca puede superar la caída de tensión directa del otro.

Ten en cuenta que todas las resistencias del circuito anterior deben estar dimensionadas para un solo LED en serie. (R2 está en serie con el LED "Ready To Arm", y R3 en serie con el LED "Armed"). Para un típico LED indicador con una caída de voltaje de al menos 1,8 V y una corriente nominal máxima de 20 mA, eso significa que las resistencias deben ser al menos (9 V - 1,8 V) / 20 mA = 360 Ω. Yo probablemente iría por un poco más que eso - digamos, 470 Ω o 680 Ω - entregando así unos 10-15 mA a los LEDs, lo que debería ser suficiente para iluminarlos decentemente bien.

Debería estar bien usar el mismo valor de resistencia para todos los LEDs; incluso para un LED azul con una caída de 3,3 V una resistencia de 470-680 Ω sigue entregando unos 8-12 mA. Por supuesto, puedes experimentar con diferentes valores de resistencia para ver cómo afectan al brillo de los LEDs. Si quieres probar a usar este circuito a 18 V, haz que las resistencias sean al menos (18 V - 1,8 V) / 20 mA = 810 Ω; por ejemplo, 820 Ω o 1 kΩ deberían estar bien.


(Por último, como descargo de responsabilidad obligatorio, no soy un profesional ni de la electrónica ni de la pirotecnia. El diseño del circuito anterior se proporciona únicamente con fines educativos e ilustrativos y, por trivial que sea, no garantizo que funcione como se pretende. Si desea basar su propio diseño en él, hágalo sólo bajo su propio riesgo. No acepto ninguna responsabilidad en caso de que el artefacto resultante se vuele a sí mismo, a tu batería, a tu casa, a tu cara, a la cara de tu amigo y/o a lo que sea que estés planeando colocar esa pirotecnia).

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