Электронное оборудование ракет - БРЭО,часть XIV

Брат-2> Светодиоды VD1,VD2 синего свечения включены встречно-параллельно...

Описание исчерпывающее, читал с удовольствием.

Настораживает разброс зависимостей освещенность-фототок: один раз я столкнулся с ситуацией, когда значения фототоков не пересекались. Во всем диапазоне изменений ориентации фототок одного светодиода был больше второго. Было утро, солнце не вышло из-за кустов.
Поэтому задействовал громоздкую схему с отдельным ОУ на каждый светодиод, с возможностью настройки на любые фототоки. И все сомневаюсь - "а надо ли ?"

Serge77> Взгляни на любое облако или тучу. Снизу они темнее, чем наверху.
Я о пребывании ВНУТРИ плотного облака. Хотя, конечно, измерений с прибором не делал, все визуально.

Ckona> Было утро, солнце не вышло из-за кустов.

Думаю, в такой ситуации (солнце на горизонте) фотодатчик просто неработоспособен, независомо от схемы и подстройки.

Non-conformist> Вот мой вариант улучшения эксплуатационных параметров .. 1000,0 х 50 В - это для батареек уже совсем недосягаемый по компактности и массе бочоночек. .. Что даст возможность отказаться от батарейки на борту ракеты ...

Если сравнивать самолет и планер, то за последним можно отнести значительное количество преимуществ! Да, но это только если исключить цели и задачи, а мы, что глупые?
Мной разрабатывался механизм выброса парашюта именно для водяных ракет и мое мнение, что лучшего способа, чем пережигание капроновой нити для этих целей нет. Для меня главное, что данная система многоразовая. Действительно, пережигание нити дело долгое и энергоемкое и мной проверялась идея конденсаторного питания, и дело здесь не в LM358, можно взять и программируемый ОУ, да и нет проблем с деталями. Емкость конденсаторов доводил до 3300х3 мкФ, а энергии для пережога не хватало. Для запала, конечно, хватит и 2200мкФ, но мне это счастье, то зачем. Ну, а чем меньше элементов в батарее, тем дешевле и надежней. 1,8В это гарантированный нижний предел работоспособности устройства.

Брат-2, а чем ты пережигаешь капроновую нить от 1.8 В ?
Питание - это два стандартных пальчиковых аккумулятора?

Ckona> Настораживает разброс зависимостей освещенность-фототок: один раз я столкнулся с ситуацией, .. Было утро, солнце не вышло из-за кустов...
Ckona> Я о пребывании ВНУТРИ плотного облака. Хотя, конечно, измерений с прибором не делал, все визуально.
Собрал новый модуль с синими светодиодами, испытал на улице, работает без замечаний, залил форму эпоксидкой, а я агитировал за зеленые, во глупый!
По твоему вопросу сложно определенно что-то сказать, но точно одно, пары необходимо подбирать, а главное всегда пользоваться макетом! Вообще, макет – святое, творчество, а плата – ремесло! У кого нет грязного, у того нет и …. Нет макета, нет и платы! Дело в том, что при недостаточной освещенности верхнего диода (соответственно и нижнего) вход ОУ фактически на изоляции, при этом благодаря внутреннему собственному току на его выходе устанавливается высокий потенциал,
то есть при недостаточной освещенности датчика будет автоматически выдаваться команда на выброс парашюта, возможно эта ситуация сложится и в облаке, возможно, и при восходе солнца тоже, то есть, освещенность недостаточна.

Serge77> Брат-2, а чем ты пережигаешь капроновую нить от 1.8 В ?
Serge77> Питание - это два стандартных пальчиковых аккумулятора?

Пока у меня были старты только с 2 мизинчиковыми батарейками, то есть это 3В, но по мере их разряда падает и напряжение, то есть пока батарейки свежие выброс быстрый, по мере разряда - это время увеличивается. Хочу применить 2 Ni-Ca аккумулятора - это 2,2В, преимущество - стабильное напряжение, а соответственно и выброс (по времени), главное удачно подобрать длину (сопротивление) пережигающей высокоомной проволоки. А 1,8В, так - это напряжение запаса надежности. Ну, а указанных аккумуляторов - в любом магазине, разной емкости, думаю, что и 200мА/ч с лихвой, раз на 20 хватит.

Брат-2> главное удачно подобрать длину (сопротивление) пережигающей высокоомной проволоки

Какую проволоку используешь? Нихром? Диаметр? Сопротивление? Она получается многоразовой или каждый полёт меняешь?

Брат-2> Мной разрабатывался механизм выброса парашюта именно для водяных ракет и мое мнение, что лучшего способа, чем пережигание капроновой нити для этих целей нет. Для меня главное, что данная система многоразовая.
Но капроновая нить-то таки одноразовая?

> Действительно, пережигание нити дело долгое и энергоемкое ...
Ничто не мешает пережигать капроновую нить не голым нихромом, а электрозапалом. Но для водяных ракет такое решение не подойдет, как я понимаю...

> ... дело здесь не в LM358, можно взять и программируемый ОУ ...
Да многое что можно взять, только хотелось бы соответствия стоимости - выполняемой задаче.

> ... для запала хватит и 2200мкФ ...
Нижний предел уверенного срабатывания моих запалов (так я для себя это определил - 10 из 10) - что-то около 470,0 х 25 В. Рабочий импульс принимаю для себя вдвое бОльшим по емкости.

Если отказаться от ОУ в пользу дискретных транзисторов общего применения (60В К-Э), то имхо можно вообще отказаться от микромощного стабилизатора, и питать схему от конденсатора, заряженного до 50В, напрямую. Прототип и черновой вариант приведены ниже. В качестве образца использована схема терморегулятора из Хоровица-Хилла.

Только мне не совсем ясно назначение Т9 в исходной схеме. Сейчас мне кажется, что без него можно обойтись, и питать затвор полевика напрямую от выхода компаратора. Дарлингтоны имхо тоже без надобности, хотя кто его знает... Токовое зеркало в качестве коллекторной нагрузки обеспечивает большой Ку (т.е. ключевой режим компаратора, как я понимаю).

Эмиттерный R3 и RR 1,2,4,5 моста надобно пробовать как можно более высокоомные - мегаомного диапазона, чтобы обеспечить приемлемое потребление схемы (приемлемую скорость разряда питающего конденсатора). Токи утечки современных транзисторов весьма и весьма малы, так что я не удивлюсь, если схема будет нормально работать и при мегаомных номиналах помянутых резисторов... Ну и напряжение З-И надо бы проверить при максимуме питания, прежде чем полевик подключать.

Сейчас пробил по своим поставщикам - если макетка пойдет, то вместо двух VT1,2 можно будет применить готовое токовое зеркало в четырехвыводном корпусе SOT, а вместо двух VT3,4 - сдвоенный транзистор в том же SOT. Итого на плате останутся всего два корпуса транзисторов, не считая ключа. Есть и дарлингтоны (правда несдвоенные) в корпусах SOT - на случай, если одиночные не прокатят из-за недостаточного входного сопротивления. Цены копеешные, максимум пятьдесят украинских копеек за корпус.

Просьба к разбирающимся в схемотехнике товарищам оценить напряжения К-Э и З-И по схеме выше. Нутром чувствую, что пятьдесят вольт питания будут делиться, и напруги на транзисторах будут намного меньше, но цифрами выразить это дело не могу. Буду признателен за помощь, и вообще за конструктивную критику.

Serge77> Какую проволоку используешь? Нихром? Диаметр? Сопротивление? Она получается многоразовой или каждый полёт меняешь?
Самая лучшая от проволочных переменных резисторов. Завтра подскажу тип резистора и параметры отрезка. Сама проволока конечно многоразовая, ну а нить – естественно, приходится менять.
Общими усилиями родился модуль определения апогея водяных ракет.
В качестве датчика в модуле установлены светодиоды синего свечения. При соединении вывода (3) с выводом (1) схема работает без фиксации срабатывания, а при соединении (3) с выводом (2) с фиксацией срабатывания до размыкания SA1. Модуль работоспособен при Uи.п. от 1,8 до 6,0В. При Uи.п.=3,0В ток покоя 2,5мА. Резистор R6 подбирается по необходимой яркости свечения HL3 (зависит от Uи.п. и типа светодиода).

Non-conformist> ...не прокатят из-за недостаточного входного сопротивления.
Если сравнить параметры типового ОУ и твоей схемы, то очевидно, что не прокатит все!
Почему не взять нормальный микромощный или программируемый ОУ с напряжением питания 24 или 30В, для наших целей будет достаточен ток потребления в 10 мкА, а для его питания можно использовать отдельный конденсатор с меньшим напряжением начального заряда. То есть конденсатор для ОУ заряжать до 30В, а конденсатор для исполнительного устройства, к примеру, 50В. Оно и это не нужно, просто взять один конденсатор, большей емкости, использовать 30В для всего – это ничего не меняет!

Non-conformist>> ...не прокатят из-за недостаточного входного сопротивления.
Брат-2> Если сравнить параметры типового ОУ и твоей схемы, то очевидно, что не прокатит все!
Что "всё"? Нельзя ли выражаться более предметно и при этом негромко? Схема эта такая же "моя" как и твоя - "твоя": этот дифусилитель практически один в один повторяет топологию входных каскадов большинства ОУ.

Брат-2> Почему не взять нормальный микромощный или программируемый ОУ с напряжением питания 24 или 30В, для наших целей будет достаточен ток потребления в 10 мкА
Какой например? Мне хочется сделать максимально дешевую, "народную" схему на самых распространенных компонентах, причем отнюдь не в ущерб характеристикам. Да и потом - чем больше вариантов, тем лучше...

> ... использовать отдельный конденсатор с меньшим напряжением начального заряда.
Некрасиво, лишние детали. Я этот этап (двухконденсаторный) прошел уже давно.

> Оно и это не нужно, просто взять один конденсатор, большей емкости, использовать 30В для всего – это ничего не меняет!
Меняет. В формуле энергии заряженного конденсатора напряжение нарисовано в квадрате, а емкость - всего лишь в первой степени. Напряжение, стало быть, увеличивать НАМНОГО выгоднее.

Да, и повторю вопрос участника Ckona: как ты будешь налаживать свою схему, если во всем диапазоне освещенностей фототоки светодиодов откажутся "пересекаться"? С мостом Уитстона (это который в схеме на транзисторах) в этом смысле проблем нет: суй то, что есть, подгоняй плечи - и всё работает...

Non-conformist> Только мне не совсем ясно назначение Т9 в исходной схеме.
Транзистор Т9 и делитель R7/R8 задют начальный уровень срабатывания силового ключа. (Т9=0,6В) + (R7/R8=13,6В) = 14,2В

Non-conformist> если во всем диапазоне освещенностей фототоки светодиодов откажутся "пересекаться"?

А отчего это может быть?

Serge77> А отчего это может быть?
Разброс параметров - оно же всё китайское. Я не говорю, что это будет ЧАСТО, но то, что это будет время от времени случаться - это стопудово. Можно, конечно, купить их сразу десяток и отобрать по парам, но... Не мой это подход. Хотя в принципе, подбор может быть даже более оправдан, чем наладка - чем меньше компонентов, тем выше надежность системы. Хотя это практически чистая философия - четырьмя резисторами меньше, четырьмя больше...

> Транзистор Т9 и делитель R7/R8 задют начальный уровень срабатывания силового ключа. (Т9=0,6В) + (R7/R8=13,6В) = 14,2В
Т.е. он не имеет отношения к формированию ключевого режима? А что ты думаешь по дарлингтонам - нужны ли они в "моей" схеме?

Non-conformist> Т.е. он не имеет отношения к формированию ключевого режима? А что ты думаешь по дарлингтонам - нужны ли они в "моей" схеме?
Да, он лишь просто повышает уровень срабатывания ключа. Дарл-ны? А зачем.

Non-conformist> Разброс параметров

В данном случае влияет только разброс параметров светодиодов. Заметного разброса в одной партии я не наблюдал, а небольшой разброс только чуть изменит угол срабатывания, но никак не нарушит работу схемы. На небе ЭДС 60-75, а на земле 10-40, т.е. разница минимум 20, а разброс был в единицах. Но проверять конечно надо, это ясно.

Вот если бы можно было "подвесить" питание ОУ к заряжаемому конденсатору... Вроде бы видел где-то у ХХ схемку с плавающим питанием от высоковольтного источника, надо бужет освежить. Тогда можно будет питать схему датчика напрямую от вспышки фотоаппарата, без переделок последнего. Надо уточнить цены на высоковольтные оксидные конденсаторы адекватных емкостей - будет ли такой подход экономически выгодным...

Вот, нашел еще книжку чисто по источникам питания: 300 схем источников питания, выпрямители, импульсные источники питания, источники опорного напряжения

Вот что накопал: интегральный стабилизатор с максимумом входного напряжения 45 В работает со входными напряжениями до 250 В. Привожу стандартную и плавающую схему включения. Задача: сделать то же самое на минимуме дешевых дискретных компонентов (не применяя интегральный стабилизатор), и чтобы ток потребления такого стабилизатора не превышал пару сотен микроампер...

Serge77> В данном случае влияет только разброс параметров светодиодов. Заметного разброса в одной партии я не наблюдал, а небольшой разброс только чуть изменит угол срабатывания, но никак не нарушит работу схемы.
Золотые слова, в глаз!

Non-conformist> ...сделать то же самое на минимуме дешевых дискретных компонентов (не применяя интегральный стабилизатор), и чтобы ток потребления такого стабилизатора не превышал пару сотен микроампер...
Non-conformist! Ты на меня не обижайся, сам просил критиковать, поэтому извини за излишнюю прямоту, не люблю мягко стелить, чем это заканчивается, знаешь сам! Хорошо, мне твоя позиция понятна, жаль, что разбогатеть на этой экономии сложно! Дело в том, что я совершенно молодой ракетчик, и для меня многое вновь! Но, учусь! Хорошо, параллельно с тобой, берусь за разработку подобного, дешевого датчика, так сказать для народа! Да, кстати, расскажи про свой запал, и систему выброса!
И еще, ты практик, или это все чистейшая теория?

Non-conformist> Задача: ...
Похоже, миссия невыполнима. Нигде ничего толкового больше не находится. У ХХ, правда, нашел про кратное повышение напряжения пробоя транзисторов путем их последовательного включения... Но это получается слишком много деталей.

В общем, думаю, что шестьдесят вольт накачки конденсатора - самое то что надо. По энергии заряда 1000,0 х 63В = 3300,0 х 35В. Первая бочка имеет габариты 16 х 25 мм и стОит две гривни, вторая 16 х 35 мм и стОит шесть гривен. Выбор очевиден...