Источник питания для бортовой электроники минимальных габаритов

Ckona> Думаю, что пропихнуть хим.состав между витками спирали не получится, то есть прямой тепловой контакт будет только с наружными частями витков спирали.

Я вот именно такое планирую. Константан 0.08. Внутренний диаметр спирали 0.8, и длина такая же.
ПХК с эпоксидкой внутрь.
Чтоб нагреть всё (спираль и состав) до 600 градусов надо около 1 джоуля, при 3 ваттах задержка 0.3 секунды. Ну, меньше, наверное.
Пайка проволочки к проводам, намотка спирали, закрепление, наполнение составом.

LEVSHA> вольфрамовая проволока, на воздухе еле покраснев, сгорает белым дымом.
О ! Кстати ! - была у меня вольфрамовая спираль из проволоки диаметром 0,5 мм.
Решил из нее "дачный козел" сделать - в железный ящик с песком закопать.
После двух-трех нагреваний проволока покрылась белым налетом и стала ломаться - вольфрам окислился и охрупчился.
Заменил на нихром от двух утюгов, уже 8 лет этому "козлу".

Сказанное не может служить решающим аргументом против одноразового запала.

Voldemar> Вообще, мне всё равно, кто и что думает про воспл. из лампочек, но жалко тех, кто возможно начитается негативных высказываний про оные, и возможно, сложит неправильное мнение.
Да были уже высказывания сугубых практиков не в пользу лампочек на этом форуме, и не единичные. Просто поколение участников сменилось, многое забылось, и опять по кругу завелось, как заезженная пластинка.

Средний человек так устроен, что сор из избы выносит на люди крайне неохотно. 4 х 36 говоришь? А год напряжённого труда - сервомоторы, карданы, микроэлектроника, собственными руками и собственными глазами паяная, видеокамеры и прочая фигня - часто висели у тебя на твоей битой лампочке? Тоже четыре раза по тридцать шесть?

Так что это не только измышления и рассуждения, и жалеть в таких вещах надо прежде всего себя.

Homeship> До этого безуспешно собирал такой на AD8541. Вот в плане понижения потребления рассматриваю ОУ: CA3140EZ. Имеет смысл такой замены? В схеме от Serge77 (Serge77 - Моя ракетная мастерская - Светодиодный датчик апогея RocketLED) - возможно будет использование конденсаторного питания (хотя бы от 3300 мкФ 16 В)?
Трёхтранзисторная схема Брата-2 кроме всего прочего экстремально привлекательна ещё и тем, что работает с высоковольтным питанием напрямую от конденсатора - без каких бы то ни было стабилизаторов, понижающих напряжения до значений, с которыми работают микромощные ОУ. Ведь стабилизаторы эти в свою очередь потребляет ток, и кроме того, имеют свои ограничения по максимальному входному напряжению.

Можно попробовать запитать схему фотодатчика на микромощном ОУ и от конденсатора - ведь моя схема на микромощном счётчике-таймере CD4060 именно так и построена, причём в качестве микромощного стабилизатора напряжения для питания основной ИС там используется обратно смещённый транзисторный переход (аналог микромощного стабилитрона), питаемый источником тока на полевом транзисторе с p-n переходом. Такой микромощный стабилизатор показал высокую экономичность и надёжную работу в широком диапазоне температур (см. статью).

Ёмкость конденсатора питания будет зависеть от суммарного тока потребления схемы и от предполагаемой продолжительности работы (высоты апогея) + двойной запас для обеспечения надёжности. Если вся схема на свои нужды будет потреблять единицы микроампер (до трёх-пяти примерно), а высокие полёты не предполагаются - всё получится намного компактнее, надёжнее, легче, и дешевле, чем с батарейным питанием.

Non-conformist> Трёхтранзисторная схема Брата-2 ...

А если рекламу оставить "за кадром" ?)))
Я вопрос задал довольно прямой:
Получится ли с указанным ОУ схема на конденсаторном питании?
Или лучше смотреть на CA3240E (DIP8 ITL/HAR): ОУх2 Высокое R входа: Iвх=10пА, Iпотр=4мАx2, f=4.5МГц, SR=9В/мкС, t = -40 C... +85 C ??

Это в отсутствии комплектухи для транзисторной схемы.

И еще одно - на твоем сайте Capacitor as an onboard power supply есть схема с конденсаторным ИП (на микромощном счётчике-таймере CD4060, где емкости 2200 для датчика системы спасения и 470 - для пульта).
Но описание схемы отличается от рисунка по маркировкам элементов. Например в описании идет ссылка на индексы элементов для 2.Х пульта и 1.Х - для on-board таймера, а в рисунке такой градации нет. Потому, мне как новичку - совсем непонятно.

Ronin> По запалам - как насчёт smd-резисторов ? Воспламенитель из SMD-резистора: smd

Цитирую с той же статьи:

"Проверка работоспособности SMD-воспламенителя дала положительный результат. Для практического применения есть одна основная рекомендация - качественный источник питания, позволяющий получить ток разрядки не менее 1 Ампера. Однако при таком источнике надежно срабатывают и стандартные запалы из нихромовой проволоки. А они, на мой взгляд, проще в изготовлении и прочнее."

Как в том анекдоте: "А смысл?" )))

Homeship> Я вопрос задал довольно прямой: получится ли с указанным ОУ схема на конденсаторном питании?
Мой прямой ответ: КАКОЕ самое низкое потребление из тех ОУ, которые ты рассматриваешь в качестве кандидатур? Ты сам выбираешь кандидатов по даташитам, или берёшь за основу проверенную схему на сайте Serge77?

Homeship> Или лучше смотреть на CA3240E (DIP8 ITL/HAR): ОУх2 Высокое R входа: Iвх=10пА, Iпотр=4мАx2, f=4.5МГц, SR=9В/мкС, t = -40 C... +85 C ??
Четыре МИЛЛИампера (мА) на канал, два канала в чипе? Я правильно тебя понял? Это не микромощный ОУ. Если бы четыре МИКРОампера (мкА) на канал, а лучше на два - тогда другое дело.

Обозначь необходимые условия, если хочешь получить прямой ответ: сколько секунд нужно питать схему и каков ток потребления твоего ОУ. Миллиамперы - не идут вообще. Если хотим конденсатор, то оперируем единицами МИКРОампер.

Homeship> Но описание схемы отличается от рисунка по маркировкам элементов. Например в описании идет ссылка на индексы элементов для 2.Х пульта и 1.Х - для on-board таймера, а в рисунке такой градации нет. Потому, мне как новичку - совсем непонятно.
Схема эта претерпела множество редакций, и в конце концов морально устарела, сменившись актуальным вариантом Брата-2. Редактирование этой страницы давно заброшено, отсюда и нестыковки. Сама схема полностью рабочая, номиналы правильные, позиционные обозначения - не соответствуют тексту. Что конкретно тебя интересует? Где заканчивается бортовая часть и начинается наземная? Могу нарисовать линию, если надо. Могу поискать на архивном винте дома - там должны были остаться позднейшие редакции... ???

Non-conformist> Мой прямой ответ: КАКОЕ самое низкое потребление из тех ОУ, которые ты рассматриваешь в качестве кандидатур? Ты сам выбираешь кандидатов по даташитам, или берёшь за основу проверенную схему на сайте Serge77?
Четыре МИЛЛИампера (мА) на канал, два канала в чипе? Я правильно тебя понял? Это не микромощный ОУ. Если бы четыре МИКРОампера (мкА) на канал, а лучше на два - тогда другое дело.

Понял. С ОУ вопрос закрыт. Выбираю где-то сам, плюс пользуюсь списком ОУ с сайта Serge77. Но т.к. не соображаю пока в каких порядках какие характеристики смотреть - больше тыкаюсь наугад.

Non-conformist> Обозначь необходимые условия, если хочешь получить прямой ответ: сколько секунд нужно питать схему и каков ток потребления твоего ОУ. Миллиамперы - не идут вообще. Если хотим конденсатор, то оперируем единицами МИКРОампер.

С МИКРО - уже понятнее. Спасибо. Схему питать надо до 25 секунд (это с запасом по времени). Какой ток потребления ? (озадаченно чешу репу) У меня пока два ОУ: AD8541 и CA3140EZ. Достать CD4060 пока не представляется возможным (в ближ. продаже нет, как и "Эласта" например).

Non-conformist> Схема эта претерпела множество редакций... Где заканчивается бортовая часть и начинается наземная? Могу нарисовать линию, если надо.

Именно это и интересует. Примерно понятно (насколько я вообще схему понимаю), но лучше убедиться. Заранее - благодарю.

Если будешь заниматься CD4060 - перечерчу схему заново и приведу её в полное соответствие с текстом. Если нет, то мне не хотелось бы заниматься тем, к чему больше никогда не вернусь.

Если подберёшь микромощный ОУ (с током потребления в единицы миКРОампер, мкА) и пикоамперным входным током - а по-моему у Serge77 такой и есть - то для конденсаторного питания из схемы с CD4060 тебе надо будет взять стабилизатор напряжения на источнике тока (полевике с p-n переходом) и обратносмещённом транзисторном переходе (аналоге микромощного стабилитрона).

Тебе нужно придерживаться такого плана действий:
1. Собери и запусти схему с сайта Serge77 от батарейного питания

Если решишь двигаться дальше в сторону конденсаторного питания, то:
1. Собери и запусти зарядное устройство, которое выдавало бы как минимум тридцать вольт от двух-трёх пальчиковых батареек. Или на основе телефонного индуктора. Или на основе одноразового фотоаппарата с лампой-вспышкой. Попробуй заряжать им конденсатор - убедись, что зарядное, подключенное к конденсатору через стартовый кабель, выдаёт приемлемый ток (т.е. что скорость заряда конденсатора тебя устраивает).
2. Собери и запусти микромощный высоковольтный стабилизатор напряжения с моей схемы с CD4060
3. Объедини стабилизатор из п.2 со схемой с сайта Serge77, запитав её от заряженного конденсатора
4. Добавь цепь индикации заряда конденсатора
5. ...

Примерно так - только по частям. Если валить всё в одну кучу, а потом пытаться отлаживать всё скопом, в один присест - ничего не получится, даю практически полную гарантию.

Не подходят указанные тобой ОУ для конденсаторного питания на 25 секунд. Сорок микроампер потребления 8541 - много, большой конденсатор нужен. Смысл теряется. Про миллиамперы я уже объяснил.

Если хочешь конденсаторное питание - собери приборчик для отбора полевиков по напряжению отсечки, для схемы Брата-2, и попробуй походить с ним по рынку. Нет гарантии, конечно, что все продавцы позволят тыкать свой товар в какую-то коробку... Я не вижу другого выхода, разве что покупать наугад, много и разных. У меня есть много уже отобранных для этого дела транзисторов, с ними братская схема работает гарантированно. Я бы с удовольствием поделился. Родственников, знакомых на Украине нет?

CD4060 сейчас найти трудно, потому что это вчерашний день. Сейчас практически все её функции с успехом выполняют микроконтроллеры...

Non-conformist> Не подходят указанные тобой ОУ...

Ясно. Придется двигаться в сторону транзисторов. Что немного печально - на транзисторах я даже таймер не смог сделать - чтобы заработал. Точнее - макет заработал, а вот на плате - нет.
Но "дорогу осилит идущий". Разберемся.

Non-conformist> Если хочешь конденсаторное питание... Родственников, знакомых на Украине нет?

Увы, нет.

Non-conformist> CD4060 сейчас найти трудно...

только с МК на конденсаторе точно не проедешь.

Non-conformist> Если будешь заниматься...


Благодарю за столь подробную инструкцию. Тогда не напрягайся со схемой на ОУ.
По пунктам инструкции - если зарядное уст-во делать не на батарейках, а на АКБ (12 В, 1.2 А*ч) от UPSа - наверное это решит все вопросы с должной силой тока и напряжением (через преобразователь)?
Мне компактность ИП - некритична.

И 30 Вольт требуется - для лучшей инициации воспламенителя, да?

Homeship> Ясно. Придется двигаться в сторону транзисторов. Что немного печально - на транзисторах я даже таймер не смог сделать - чтобы заработал.
Воспроизводимость братской схемы хорошая. Единственная проблема - напряжение отсечки входного полевика. Оно должно быть как можно меньшим (примерно до 1000 мВ). Напряжение отсечки КП303, к примеру - это такое отрицательное напряжение на его затворе, при котором ток стока становится равным нулю. Если на затворе КП303 ничего нет, то в канале течёт некоторый небольшой ток, который называется начальным током стока. Светодиодная антипара в стартовом положении, своим выходным отрицательным напряжением, приложенным к затвору входного полевика, запирает его, приводя схему в состояние "боевого взвода". Ток потребления схемы при этом можно считать равным нулю. При перевороте ракеты в апогее, отрицательное напряжение антипары становится меньшим напряжения отсечки полевика, далее переходит через ноль и становится положительным по отношению к затвору. В момент, когда напряжение антипары сравняется с напряжением отсечки полевика, через канал полевика начинает течь ток, в результате чего вся остальная схема мгновенно опрокидывается лавинным образом, самоускоряясь, и защёлкивается - как будто щёлкнули переключателем - срабатывает воспламенитель.

Т.е. чем меньше у полевика напряжение отсечки, тем меньший сигнал требуется от светодиодной антипары, чтобы "взвести" схему в стартовое положение. Если после подачи напряжения схема в стартовом положении открывается, значит у полевика слишком велико напряжение отсечки, т.е. напряжения, развиваемого антипарой, не хватает для его запирания...

Homeship> Мне компактность ИП - некритична.
Тогда самое простое и эффективное - индуктор от полевого телефона (динамомашина с ручкой). Выдаёт около сотни вольт переменки, всегда готов к использованию. Выходное напряжение всегда можно выпрямить и поделить, как тебе надо. Таскать с собой УПС... Смотри сам.

Homeship> И 30 Вольт требуется - для лучшей инициации воспламенителя, да?
С увеличением напряжения заряда потребная ёмкость конденсатора уменьшается. А вместе с ней - габариты, масса и стоимость конденсатора.

Homeship> только с МК на конденсаторе точно не проедешь.
Я не специалист в этой области, но насколько я знаю, существует целый ряд приёмов и режимов, которые понижают средний ток потребления до единиц микроампер. Но нужен микромощный стабилизатор, напрямую питать не получится.

Non-conformist> Воспроизводимость братской схемы хорошая. Единственная проблема - напряжение отсечки входного полевика....

Круто! Вот бы таких объяснений побольше! Только что порыскал по сайтам магазинов в своем регионе - есть в наличии только транзисторы BC856. Остальных из схемы - нет. Даже вариаций.

Где у нас в городе радиорынки - пока не знаю. Буду искать людей, что этим делом занимаются - выспрашивать. Пока все знакомые покупают в тех же магазинах. А там нужных деталей - нет.

Non-conformist>> Воспроизводимость братской схемы хорошая. Единственная проблема - напряжение отсечки входного полевика....
Homeship> Остальных из схемы - нет. Даже вариаций.
Быть такого не может. Если есть магазин - должны быть вариации. Поступай так: пиши в поисковую строку Гугля маркировку отсутствующего компонента, выбирай из предложенных ссылок datasheet, смотри основные параметры, и по ним подбирай аналог.

1) Силовой ключ:
- Maximum continuous drain current (не меньше)
- Maximum drain-to-source voltage (не меньше)
- Цена
Всё остальное в данном случае неважно.

2) Биполярный pnp ты нашёл

3) Входной полевик:
Если нет рынка - в магазинах шансов практически нет. Попробуй заменить КП303/103 на 2n7002/7000 - как я понял, успех этого дела зависит от партии; у Брата-2 получилось. Это широко распространённый дешёвый МОП-полевик общего назначения, в лавках не быть его просто не может. Если всё же нет, главный параметр, по которому надо искать замену - Gate threshold voltage. Чем меньше, тем лучше. Забей эти слова в поисковую строку твоей pdf-смотрелки, и прочитай заявленные производителем цифры. Если в графе typical значится примерно 1000mV - можно и нужно пробовать. Если меньше - ещё лучше. Обращай также внимание на параметр Input capacitance - если более 100..200 pF, то не подходит, даже если threshold низкий... Но лучше попробовать.

Ищите - обрящете!

Homeship> Как в том анекдоте: "А смысл?" )))

Ну кагбы технологичность. Припаял, обмазал и готово. Впрочем их тут так раскритиковали ...
Сам пока делал нихромовые.

Homeship> Схему питать надо до 25 секунд (это с запасом по времени). Какой ток потребления ?

собственно, Error 404 - Page Not Found


откуда t/(RC) = ln (U0 / Uk),
где R - сопротивление нагрузки (R=U/I) Ом, С - ёмкость нашего конденсатора, Ф, RC - постоянная времени, сек. (либо кОм, мкф, мсек)
Uk - допустимое конечное напряжение, U0 - начальное напряжение, t - время.

Если Kr = Uk/U0 (коэфф. разряда), то:
C = t / ( R * ln(1/Kr) ),
например t=25c, напряжение 50в, потребляемый ток 1ма: R=50в/1ма=50ком, Kr=0.8 => потребуется C=2200мкф

Homeship> И 30 Вольт требуется - для лучшей инициации воспламенителя, да?

да. т.к. энергия запасённая в конденсаторе - пропорциональна квадрату напряжения: E = C*U²/2

Один миллиампер? 25 секунд? 2200 мкф х 50 В ??? Может у меня миллиамперы другие, может вольты, может микрофарады. Не знаю. Пробуйте!

Non-conformist> Один миллиампер? 25 секунд? 2200 мкф х 50 В ??? Может у меня миллиамперы другие, может вольты, может микрофарады. Не знаю. Пробуйте!

Дык теория жешь
На самом деле банка 2200*63в уже не такая и мелкая.
И смысл Kr=0.8 обозначает что через 25с напряжение упадёт до 50*0.8=40в уже.
Так же не учтён саморазряд и нелинейность сопротивления нагрузки - хотя их влияние не слишком большое. Для просто на глаз прикинуть.

Хотя подождите... Что у меня в статье, в табличке-то написано! Средний ток потребления схемы - 700 мкА. М-да, я уж и сам забыл, что писал... Давно дело было, однако. Значит подойдёт AD8541!

Получается, что основной потребитель тока - это стабилизатор напряжения (VT1, VT2, VT3, R1, R2). Хотя, если мне не изменяет память, ток его потребления можно существенно уменьшить, увеличив сопротивление R1 раза в два. Возможный побочный эффект - возрастёт нестабильность напряжения на выходе при снижении питающего напряжения (напряжения на конденсаторе питания) и при изменениях температуры. Нужно смотреть, чтобы не выйти за коридор питания AD8541.

Но я бы всё-таки сконцентрировался на братской схеме...

Non-conformist> Один миллиампер? 25 секунд? 2200 мкф х 50 В ??? Может у меня миллиамперы другие, может вольты, может микрофарады. Не знаю. Пробуйте!

Расчет правильный.

Ток разряда конденсатора равен его емкости, умноженной на скорость разряда (уменьшения напряжения).
Пусть емкость 0,002 фарады (примерно 2200 мкФ), разряд со скоростью 0,5 вольта в секунду, ток получится 0,002х0,5 = 0,001 ампера, то есть 1 мА.
За 20 секунд напряжение упадет на 10 вольт. Или с 45 до 35 вольт.

Можно и конденсаторно-батарейное питание совместить. Мозг (таймер либо датчик) питать от мелкой батарейки типа тех что в брелках сигнализаций на 6-12в, а воспламенитель сжигать зарядом от конденсатора. Но... некрасиво так. И сложнее организационно (включи питание от батарейки, заряди конденсатор).. Хотя если БРЭО более сложная (на микроконтроллере), а габариты критичны - почему нет.

Да, вспомнил: экономичность микромощного стабилизатора радикально повышается, если заменить VT1,2 по схеме в моей статье на источник тока на основе полевика с p-n переходом (характерная схемка, с затвором закороченным с истоком). Но нужен полевик с p-n переходом (в англоязычной литературе - JFET). Я делал на КП303, получалось отлично; заменил на биполярники, добиваясь "народности" схемы. В данном случае - ценой значительного дополнительного расхода тока.