Привет, Хабр! Лучшее профессиональное образование — максимально приближённое к реальной жизни. Как минимум в этом смысле пособия для конкурсов и экзаменов по электронике в китайских колледжах заслуживают звания одних из лучших.

Сегодня мы будем собирать почти настоящую плату управления стиральной машины и изучать алгоритмы её работы.

Разработчики набора не забыли добавить традиционную парочку ошибок, чтобы работа испытуемого заключалась не только в аккуратной установке деталей по предложенной схеме, но и сопровождалась пониманием того, как она должна работать, и что необходимо изменить, чтобы она заработала как надо.

В отличие от комплектов для сборки таймера обратного отсчёта, контроллера светофора, цифрового частотомера и кодового замка, каждый из которых требовал привести плату в соответствии со схемой, наш сегодняшний кейс содержит ошибку в самой принципиальной схеме.



Казалось бы, здесь всё выглядит правильно. Обмотки 5-вольтовых реле JK1 и JK2 включены в эмиттерные цепи биполярных транзисторов Q10 и Q11.

▍ Особенности индуктивной нагрузки


Чтобы предохранить транзисторы от пробоя импульсами самоиндукции, возникающими в обмотках реле при прерывании тока, предусмотрены защитные диоды D5 и D6.

Резисторы R38 и R40 подтягивают базы транзисторов к +5 вольтам питания, формируемым последовательным линейным стабилизатором U1. Транзисторы S9012 имеют структуру P-N-P, что отображает стрелочка эмиттера, смотрящая в сторону базы на условном обозначении в схеме.

И это означает, что такой транзистор открывается минусом, а подтяжка к плюсу поддерживает его в закрытом состоянии, даже если соответствующий выход микроконтроллера U4 находится в режиме входа с высоким сопротивлением.

В случае реальной стиральной машины эта подтяжка просто жизненно необходима, ведь реле JK1 открывает клапан подачи свежей воды из водопровода, а JK2 запускает откачку отработанной воды в канализацию.

▍ Подводные камни микроконтроллеров


Большинство микроконтроллеров имеют многофункциональные выводы, режим работы и назначение которых можно многократно переопределять по ходу выполнения микропрограммы.

В процессе инициализации после аппаратного сброса переназначаемые выводы находятся в режиме входа и имеют высокое входное сопротивление, пока микропрограмма не переключит их на выход. Было бы совсем плохо и небезопасно, если бы в этот момент открывался входной клапан и включался насос.

R39 и R41 служат токоограничительными сопротивлениями в базовых цепях транзисторов Q10 и Q11. В данном случае эти резисторы не являются обязательными, поскольку каскад с общим коллектором (эмиттерный повторитель) обладает высоким входным сопротивлением, и ток базы транзистора будет равен коллекторному, делённому на коэффициент передачи тока.



Радиоконструктор был укомплектован транзисторами 9012 с буквенным индексом H, означающим коэффициент усиления по току от 144 до 202.

▍ Читаем обозначения реле


Чтобы рассчитать ток, потребляемый обмоткой популярного реле SONGLE SRD-05VDC-SL-C, следует также учесть буквенные индексы. Такие реле часто встречаются в модулях для Ардуино и всевозможной бытовой технике.

SRD — это наименование модели, 05VDC означает номинальное рабочее напряжение 5 вольт постоянного тока, S — герметичный корпус, позволяющий промывать плату с установленным реле. Если бы вместо буквы S была F, это означало бы герметизацию корпуса реле не на всю высоту.



Корпус реле с индексом F предоставляет защиту только от флюса при автоматизированной пайке, тогда как полная промывка платы с реле запрещена.

Даже если бы проект предполагал ручной монтаж радиокомпонентов с помощью паяльника, то для такого устройства, как стиральная машина, внутри корпуса которой присутствует вода, конечно же, следует выбирать реле с влагозащищённым герметизированным корпусом.

Буквенный индекс L обозначает низкую потребляемую мощность обмотки реле — 360 милливатт. Сопротивление пятивольтовой обмотки с таким потреблением составляет 70 Ом. Буква D вместо L означала бы 450 мВт и 55 Ом.



И наконец, последняя буква отображает тип контактной группы реле: А — нормально разомкнутая, работающая на замыкание, B — нормально замкнутая, работающая на размыкание и С — работающая на переключение.



Чтобы рассчитать фактический ток, протекающий через обмотку реле, нам остаётся узнать напряжение на ней. Напряжение низкого уровня на выходе микроконтроллера STC 89C52RC не нормируется.



Зато нормируются выходные токи, исходя из которых можно сделать вывод, что выходы микроконтроллера однотактные и состоят из нижнего ключа на полевом транзисторе с изолированным затвором и слабой подтяжки к плюсу питания, выполненной в виде резистора или токоограничивающего диода.

Иными словами, перед нами выходы с открытым стоком и слабой подтяжкой. Именно по причине этой особенности архаичных микроконтроллеров разработчики платы воспользовались для управления реле транзисторами структуры P-N-P и активным низким уровнем.

Если пренебречь падением напряжения на выходном транзисторе микроконтроллера, то напряжение на обмотке реле будет равняться пяти вольтам минус падение на резисторе в цепи базы и минус прямое падение на эмиттерном переходе.



Типичное напряжение база-эмиттер для транзистора S9012 равняется 0.67 В. Получается порядка 4 вольт на обмотке реле. Сила тока через её сопротивление 70 Ом составит в таком случае 57 миллиампер.

Тогда при коэффициенте передачи тока 170 ток базы будет равняться 335 микроамперам, и, соответственно, падение 350 мВ на резисторе 1 кОм.

Как видим, падением напряжения на нижнем ключе выхода микроконтроллера при таком токе действительно можно пренебречь, и сумма напряжений на катушке реле, транзисторе и резисторе составляет 0.67 + 0.33 + 4, то есть, ровно 5 вольт.

Резисторы подтяжки базы R38 и R40 неспроста подключены к токоограничивающим резисторам R39 и R41 со стороны выводов микроконтроллера, а не со стороны баз транзисторов. Ведь в противном случае получился бы резистивный делитель напряжения.

На базу транзистора поступали бы не 5 — 0.33 = 4.67 В, а вдвое меньше. Катушке реле досталось бы менее двух вольт, что недостаточно для срабатывания реле.

Преимуществом схемы с общим коллектором для питания обмотки реле является минимизация управляющего тока. В схеме с общим эмиттером он был бы выше, что повысит нагрузку на выход микроконтроллера.

Однако мы не учли токов, протекающих через резисторы R38 и R40. При напряжении 5 вольт через сопротивление 1 килоом протекает целых 5 миллиампер, что уже может превысить нагрузочную способность вывода.



Соответственно, на нижнем ключе выхода микроконтроллера может падать до 250 милливольт, что в конечном итоге снизит напряжение на обмотке реле до границы гарантированного срабатывания.



Итак, мы получили снижение надёжности устройства. Адекватным решением данной проблемы является увеличение сопротивления резисторов R38 и R40 до 10 килоом.

Тогда ток через каждый из них составит 500 микроампер, что не перегрузит выход микроконтроллера, и при этом вполне достаточно для защиты высокоомного входа каскада с общим коллектором от помех.

При использовании эмиттерного повторителя можно было бы вообще отказаться от токоограничивающего резистора в цепи базы, но в схемах с микроконтроллерами эти резисторы лучше всё же предусматривать. Резистор защитит микроконтроллер в случае пробоя транзистора.

Если применять полевой транзистор вместо биполярного, то последовательный резистор в цепи затвора необходим всегда. Несмотря на то что полевой транзистор управляется не током, а напряжением, ток перезарядки ёмкости затвора может быть слишком большим для выхода микроконтроллера.

▍ А где же ошибка?


Чрезмерно низкое сопротивление резисторов подтяжки — это скорее не ошибка, а недочёт, могущий как вовсе не проявиться за весь срок эксплуатации стиральной машины, так и вызывать неожиданные сбои в срабатывании реле, особенно если на плате сконденсируется немного паров воды, что ещё более повысит силу тока на выходе микроконтроллера.



В схеме включения зуммера LS1 мы видим уже адекватное значение сопротивления R42. Однако транзистор включён неправильно: перепутаны местами коллектор и эмиттер.

После исправления ошибки получается каскад с общим эмиттером. Здесь ток базы задаётся резистором R44.

Предположим, что транзистор 8550 находится в режиме насыщения: потребляемый зуммером ток ниже произведения тока базы на коэффициент передачи тока.



Тогда напряжение база-эмиттер составит 1 вольт, а ток через резистор R44 сопротивлением 1 килоом составит 4 миллиампера. Даже если бы нам достался транзистор с буквенным индексом В и минимальным коэффициентом передачи тока, 4*85 = 340 мА. Зуммер потребляет гораздо меньше.

Итак, даже после исправления ошибки мы видим ещё один недочёт: база транзистора потребляет избыточный ток со слабого вывода архаичного микроконтроллера.

Было бы лучше переставить зуммер из коллекторной цепи Q12 в эмиттерную, превратив каскад в эмиттерный повторитель, либо увеличить сопротивление R44 до 10 килоом, что снизит ток на выходе микроконтроллера до 400 микроампер.

Эти маленькие зуммеры прекрасно работают даже при напряжении ниже 3 вольт, но если нам необходима полная громкость, то лучше будет воспользоваться именно схемой с общим эмиттером. А ещё лучше — полевым транзистором в схеме с общим истоком. Тогда зуммер получит практически все пять вольт.

▍ H-мост


Следующий и последний узел схемы, если не считать групп кнопок, переключателей и светодиодов, — это электронный переключатель полярности коллекторного электродвигателя DJ1.



Если подаётся питание на светодиод правой оптопары U3, то её фототранзистор откроется и просадит на землю базу Q4. Это транзистор структуры P-N-P, включённый по схеме с общим эмиттером.

Q4 откроется и тем самым подаст положительное напряжение на базу Q3. Структура последнего N-P-N, поэтому он откроется тоже.

Далее по цепочке откроется P-N-P транзистор Q5. На правом по схеме выводе электродвигателя DJ1 появится напряжение положительной полярности.

Также откроется N-P-N транзистор Q8, соединяя левый вывод DJ1 с землёй схемы. Электродвигатель будет вращаться.

А если подать напряжение на светодиод левой оптопары U2, то откроются транзисторы Q1, Q6, Q2 и Q7. Левый вывод DJ1 соединится с плюсом питания, а правый — с землёй, и электродвигатель станет вращаться в противоположном направлении.

Также откроется защитный транзистор Q9, не позволяющий открыть Q3, Q5 и Q8, если подано напряжение на светодиоды обеих оптопар. Это защищает выходные транзисторы H-моста от сквозного тока.

Однако от последнего не защищён транзистор Q4. В его эмиттерную цепь следовало бы включить резистор, без которого Q4 и Q9 обязательно сгорят, если запитаны светодиоды обеих оптопар.

Резисторы R16 и R17 задают максимальную скорость вращения электродвигателя, и при их сопротивлении по 510 Ом последний вообще не стартует. Устойчивый запуск DJ1 обеспечивается при сопротивлении R17 130 Ом.

Ещё лучше было бы установить оба резистора номиналами 200 Ом, чтобы нагрузка на них, а, соответственно, и нагрев, были бы одинаковыми. Однако и при номиналах 510 и 130 Ом температура резисторов находится в пределах нормы.

Диоды D1-D4 и конденсатор С3 подавляют импульсы самоиндукции с обмоток двигателя, не позволяя им пробивать транзисторы и создавать помехи.

▍ Модель заработала!


С правильным положением Q12 и номиналом R17 модель стиральной машины работает как положено, что можно наблюдать на видео.


Кнопка К1 осуществляет выбор одной из четырёх программ работы, что отображается светодиодами LED1-LED4.



Обычный цикл состоит из следующих этапов:
  1. залив воды (до 4 минут),
  2. стирка (6 минут),
  3. слив воды (до 2 минут),
  4. залив воды,
  5. полоскание (2 минуты),
  6. слив воды,
  7. залив воды,
  8. полоскание,
  9. слив воды,
  10. отжим.

Экологичный цикл содержит один цикл полоскания вместо двух:
  1. залив воды,
  2. стирка,
  3. слив воды,
  4. залив воды,
  5. полоскание,
  6. слив воды,
  7. отжим.

Программа «только стирка» не только не отжимает бельё, но и не полоскает его, и даже не сливает воду:
  1. залив воды,
  2. стирка.

Речь идёт о стиральной машине с верхней загрузкой, где можно было постирать несколько порций белья в одном и том же растворе моющего средства. Мои родители пользовались полуавтоматической машиной «Чайка-3» именно так. Сырое бельё откладывалось в тазик. Слив воды с порошком происходил после того, как постирали последнюю порцию. Далее каждую порцию белья полоскали в чистой воде и отжимали.

Данный контроллер предусматривает возможность такого варианта стирки. Если открыть крышку бака (перевести тумблер S2 в нижнее положение) и нажать кнопку «старт/пауза», запускается слив воды, после которого каждую порцию белья можно прополоскать и отжать, запустив программу экологичного цикла, но без моющего средства.

Также можно запустить только слив и отжим, для чего предусмотрена последняя, четвёртая программа:
  1. слив воды,
  2. отжим.

Бережный режим отличается от обычного пониженными оборотами электродвигателя, которые в данной модели микроконтроллер регулирует при помощи широтно-импульсной модуляции.

Если на этапе залива воды в течение 4 минут не получается достичь её номинального уровня в баке (переключатель S1 остаётся в нижнем положении), зуммер сообщает об ошибке звуковым сигналом.

Так китайские методисты познакомили нас и всех пользователей этого радиоконструктора с принципами работы автоматической стиральной машины и заставили задуматься о выходах микроконтроллеров и режимах работы транзисторов.

Telegram-канал со скидками, розыгрышами призов и новостями IT ?

Комментарии (50)


  1. Dynasaur
    20.04.2024 14:19
    +12

    Как будто статья началась на с начала и закончилась не концом. А где та самая плата, о которой идёт речь? Её название, даташит, где она продаётся? И где тот мотор и насос, которым она должна управлять? Где всё это в сборе и в работе?

    upd. ах да, на последней секунде видео завертелся какой-то моторчик


    1. WalnutDesert960
      20.04.2024 14:19
      +13

      Секретная всё-таки.


    1. Lunathecat Автор
      20.04.2024 14:19

      Плата продаётся на Али - https://alii.pub/6xvku0

      Роль насоса и клапана выполняют светодиоды на плате.


      1. tormozedison
        20.04.2024 14:19
        +5

        Не знаю, реферальная ли ссылка, но она не пашет.


        1. SkyProse
          20.04.2024 14:19
          +2

          Превратил в обычную:

          https://www.aliexpress.com/item/1005005363476549.html


          1. andersong
            20.04.2024 14:19
            +1

            404


            1. SkyProse
              20.04.2024 14:19
              +2

              Вчера была активна ссылка. Лот называется "Simulated Washing Machine Controller Competition Kit"


      1. Dynasaur
        20.04.2024 14:19
        +3

        Насос это же тоже индуктивная нагрузка, светодиод не может её полноценно имитировать


        1. Lunathecat Автор
          20.04.2024 14:19
          +1

          Светодиоды показывают, как работают алгоритмы стирки: когда открывается заливной клапан, и когда включается сливной насос.


  1. Tzimie
    20.04.2024 14:19
    +2

    А не надёжнее механический программоаппарат?


    1. Radisto
      20.04.2024 14:19
      +13

      В 21 веке он может выйти дороже в производстве - там много ручной работы и масштабирование слабо снизит цену


    1. Dynasaur
      20.04.2024 14:19
      +9

      Электроника надёжнее


    1. d-stream
      20.04.2024 14:19
      +12

      Был такой на "вятка-автомат". Разок пришлось менять - непростой квест среди 100500 проводов преимущественно белого цвета...

      А заглянуть в коммандоаппарат не сняв часть проводов - малореально.

      Притом цепи управления приводом коммандоаппарата на нём же. И если подгорит эта цепь на участке "залива" - то цикл там и встанет...


      1. DGN
        20.04.2024 14:19

        Ну и что, отсечка залива по датчику. Вернее даже по двум прессостатам.. Плюс автоперелив в слив, как совсем аварийный режим.


        1. d-stream
          20.04.2024 14:19
          +2

          Не уверен что на вятках уже было аж два прессостата. Но она прожила свой немалый срок с одним ремонтом-заменой коммандоаппарата. Дальше уже пошли СМ с электронным управлением.


  1. N-Cube
    20.04.2024 14:19
    +4

    При напряжении 5 вольт через сопротивление 1 килоом протекает целых 5 миллиампер, что уже может превысить нагрузочную способность вывода.

    Что значит «может превысить»? По спецификации ниже допустимого и выше минимального тока выхода, а при его снижении микроконтроллер вообще может работать нестабильно. Странная идея уменьшить ток намного ниже указанного в спецификации минимума без внятного обоснования и тестирования.

    Итак, мы получили снижение надёжности устройства. Адекватным решением данной проблемы является увеличение сопротивления резисторов R38 и R40 до 10 килоом.
    Тогда ток через каждый из них составит 500 микроампер, что не перегрузит выход микроконтроллера, и при этом вполне достаточно для защиты высокоомного входа каскада с общим коллектором от помех.

    Рядом с мощным двигателем переменного тока на 220 вольт? Абсолютно недостаточно. Исходный резистор 1 кОм это как раз минимум для коротких соединений, чтобы защититься от сильных помех. А так получилось, что надуманная проблема решена путем фактического отключения защиты от помех.


    1. VT100
      20.04.2024 14:19
      +2

      После таблицы параметров STC89C52 должна бы быть сноска с напряжением Vol при котором измеряются токи Iol. Предположим, что там 0,8 В. Указанные минимум и максимум тока говорят о разбросе токов нагрузки, при которых Vol не превысит заданный уровень (останется в явном лог. "0"). Ставить меньшую нагрузку - можно невозбранно, т.к. уровень Vol будет всё более и более приближаться к 0 В.

      По второму абзацу - соглашусь. Лучше уменьшить последовательные резисторы.


      1. N-Cube
        20.04.2024 14:19
        +1

        Из моей практики, нет никаких гарантий стабильного выходного логического уровня при сильных помехах и околонулевом выходном токе. По крайней мере, у дешевых микросхем защиты от помех не хватает, и чем выше выходной ток (в пределах спецификации), тем лучше для стабильности.


        1. VT100
          20.04.2024 14:19
          +1

          Путаница. В данном случае "лог. 0" обеспечивается nMOS транзистором порта STC89C52 с сопротивлением в открытом состоянии несколько десятков Ом. И всё, что не тратится на ток через резистор "подтяжки" - может быть направлено на борьбу с помехами.

          Для "лог. 1" - да. Чем меньше резистор "подтяжки", тем больше помехоустойчивость. Но нужно соблюдать баланс между обеспечением "0" и "1".

          Для ИМС с симметричным выходным каскадом "подтяжки" к 0 или питанию требуются только для фиксации уровней при переходных процессах включения и выключения прибора и могут иметь большое сопротивление (10+ кОм).


          1. N-Cube
            20.04.2024 14:19
            +1

            Это вы про «истинный» логический ноль, но на выходе может быть все в диапазоне от нуля до единицы, и трактуйте все эти уровни как хотите. Конечно, если вы твердо уверены, что на выходе всегда будет ноль, то можно не волноваться - но зачем тогда вообще такая схема, если она гарантировано ничего не делает.

            … "подтяжки" к 0 или питанию требуются только для фиксации уровней при переходных процессах включения и выключения прибора…

            А потом устройство подключаем к бортовой сети старого грузовика с еле дышащим аккумулятором или к электросети в старом доме с «гнилой» проводкой в сельской местности (с нестабильным напряжением и адскими наводками), и начинаются чудеса.


  1. iqp
    20.04.2024 14:19
    +4

    Рядом с мощным двигателем переменного тока на 220 вольт? Абсолютно недостаточно. Исходный резистор 1 кОм это как раз минимум для коротких соединений, чтобы защититься от сильных помех.

    Не, там хуже дело, товарищ увеличил резистор в 10 раз, но забыл пересчитать напряжение на нем. При токе в 0.5 ма на этом резисторе 10 кОм в базе будет 5 вольт. То есть там по факту ток не 0.5 ма, а скорее всего где-то 0.2 ма, транзистор вытягивает (но не обязан) ток при котором реле все еще включается (но не обязано).


    1. kos_s
      20.04.2024 14:19
      +5

      Автор менял резисторы подтяжки, а не те что стоят в базе, так что на работе эмиттерного повторителя это не сильно отразится. Но идея использовать реле, которые гарантировано срабатывают от 4 В, в схеме с общим коллектором и питанием 5 В плохая идея, запас 0,35 В - это малый запас. Правильнее было бы использовать схему с общим эмиттером.

      Чрезмерно низкое сопротивление резисторов подтяжки — это скорее не ошибка, а недочёт, могущий как вовсе не проявиться за весь срок эксплуатации стиральной машины, так и вызывать неожиданные сбои в срабатывании реле, особенно если на плате сконденсируется немного паров воды, что ещё более повысит силу тока на выходе микроконтроллера.

      Никто не знает как именно сконденсируется вода. Если из-за конденсации вырастет напряжение на выходе микроконтроллера и реле не включится - ок, цикл пройдет неправильно. А вот если из-за конденсации выход микроконтроллера потянется к земле, а вероятность этого выше, с резистором подтяжки к питанию в 10 кОм, и откроется клапан подачи воды, то может быть маленький потоп.


      1. iqp
        20.04.2024 14:19
        +1

        Автор менял резисторы подтяжки, а не те что стоят в базе, так что на работе эмиттерного повторителя это не сильно отразится. 

        Действительно, стоило потратить больше времени на чтение статьи, ошибся с номерами резисторов, мои извинения, мог бы сообразить, что раз он пишет, что ток в базе определяется в т.ч. усилением транзистора, а резистор только для ограничения тока на выход микроконтроллера при пробое транзистора, то увеличивать его не имеет смысла.


  1. da-nie
    20.04.2024 14:19
    +2

    Однако транзистор включён неправильно: перепутаны местами коллектор и эмиттер.

    А не тип транзистора (NPN)? Тогда получится эмиттерный повторитель.


    1. Lunathecat Автор
      20.04.2024 14:19

      И постоянно подключенная к источнику питания пищалка.


      1. da-nie
        20.04.2024 14:19
        +1

        А это от логики работы P21 зависит. Если он на земле лежит, то писка не будет. Единственно, R44 для эмиттерного повторителя лишний.


        1. Lunathecat Автор
          20.04.2024 14:19

          Если микроконтроллер будет подавать на базу плюс, то писк будет. А он его подаёт, чтобы держать закрытым PNP транзистор.


          1. da-nie
            20.04.2024 14:19
            +1

            А может и не подавать. Да и вообще, странное решение для управления пищалкой брать PNP транзистор с вывернутым включением.

            Я бы, кстати, на месте китайцев повторитель бы и поставил. И избавился от двух резисторов - экономия как-никак.


  1. alysnix
    20.04.2024 14:19
    +8

    ничего не понятно. носки-то куда загружать?


  1. Kononvaler
    20.04.2024 14:19
    +4

    У меня везде с релюшками мосфет 7002,

    давно от биполов отказался.


    1. Lunathecat Автор
      20.04.2024 14:19

      Разумно.


  1. pavelcd
    20.04.2024 14:19
    +2

    Вот найти бы нечто универсальное для холодильника... А этим платам сто лет в обед, в комплекте на Али ещё и прессостат идёт. Аналоговый


    1. Lunathecat Автор
      20.04.2024 14:19

      Пускозащитное реле РТК-Х?


    1. svitoglad
      20.04.2024 14:19

      Есть и для холодильников.

      https://www.youtube.com/watch?v=oE0SJcYHsvw


  1. iqp
    20.04.2024 14:19
    +2

    Как по мне, раз необходимое рабочее напряжение на реле 5 вольт не выполняется в этой схеме принципиально, то правильным решением могло бы быть просто взять реле с меньшим рабочим напряжением. Помнится РЭС55А были от 3 вольт с обмоткой около 40 ом, наверное и среди новых доступных такие есть. Транзистор до 500 ма, с этой обмоткой справится, при его усилении в базе ему что-то около миллиампера надо, - микроконтроллеру не проблема.


    1. randomsimplenumber
      20.04.2024 14:19
      +1

      Нужно просто вместо эмиттерного повторителя поставить ключ с ОЭ на npn транзисторе. Тут появляется еще одна ошипка. При сбое программы в МК выводы переведутся в высоко импедансное состояние, и все клапана откроются. Правильно - оставить этот транзистор, но реле перенести в цепь коллектора, и включать логическим 0.


      1. iqp
        20.04.2024 14:19
        +2

        Нужно просто вместо эмиттерного повторителя поставить ключ с ОЭ на npn транзисторе.

        А если транзистор немного деградирует, нагреется и начнет слегка приоткрываться, то по вашей схеме небольшая помеха на базе откроет его и включит реле. Переход база-эмиттер решает, десятые доли вольта, а то и меньше. В оригинальной же схеме нужны вольты помехи на базе, чтобы включить реле, - деградация, температура перехода здесь не так влияют, - эмиттерный повторитель он и в Африке - эмиттерный повторитель.


        1. randomsimplenumber
          20.04.2024 14:19
          +1

          Если транзистор деградирует - у него коеффициент передачи ухудшается. Чтобы его открыть помехой - нужен нормальный электромагнитный импульс. А если транзистор пробился - тут уже не важно, это был насыщенный ключ или эмиттерный повторитель.


          1. iqp
            20.04.2024 14:19
            +1

            Если транзистор деградирует - у него коеффициент передачи ухудшается. Чтобы его открыть помехой - нужен нормальный электромагнитный импульс. 

            Увеличение обратного тока коллектора при деградации может включить реле даже без помехи при включении транзистора с общим эмиттером. На подступах к этому состоянию помеха которая включит реле может быть небольшой.


            1. randomsimplenumber
              20.04.2024 14:19
              +2

              Не нужно выбирать транзистор впритык, все таки индуктивная нагрузка. И не будет никакой деградации.Управлять релюшками с помощью ключа не вчера придумали


              1. iqp
                20.04.2024 14:19
                +1

                Работал я в такой конторе какое-то-то время.


        1. kos_s
          20.04.2024 14:19

          Там между базой и эмиттером еще включены резисторы (два последовательно), чтобы изменить напряжение на базе, помехе нужно разогнать довольно серьезный ток через эти резисторы. Это может стать проблемой при уровне помех, при которых уже сложно обеспечить надежную работу микроконтроллера.


          1. N-Cube
            20.04.2024 14:19
            +1

            Если не экономить на конденсаторах по питанию, то проблема решаемая.


            1. kos_s
              20.04.2024 14:19
              +1

              И не только по питанию, но и по всему, что длиннее нескольких сантиметров. И еще ферритовых дросселей не пожалеть. Впрочем, такое решение уже будет даже не в 3 раза дороже этой платы с Али.


  1. LF69ssop
    20.04.2024 14:19
    +2

    После прочтения статьи и комментариев, возник интерес прочесть что-то по типу - вот мы реализуем такую логику на 5 элементах, но оно не заработает потому что тут из-за вот этого нужно подтянуть ноги к земле. Но это все равно не заработает потому что в таких вот ситуациях отрабатывать будет неправильно поэтому добавим вот это. Ну и теперь для гарантии от таких вот эффектов, хорошо бы добавить еще вот это.

    Просто интересно стало насколько логическая схема меняется от столкновения с суровой физической реальностью.


    1. iqp
      20.04.2024 14:19
      +2

      Нормальная схема, только реле надо на меньшее рабочее напряжение, на то, которое схема выдает ему.


    1. Lunathecat Автор
      20.04.2024 14:19
      +1

      В этом и прелесть: изучать, понимать и учитывать реальные свойства реальных электронных компонентов в реальном мире, а не только их идеализированных моделей.


  1. alcotel
    20.04.2024 14:19
    +1

    Мне одному кажется, что в этот раз китайцы перебдели? Обычно наоборот, не доливают)

    R38 и R40 лишние, т.к. эта подтяжка уже есть в самом мк. А даже если подтяжки и нет, всё равно ток базы почти нулевой будет. И если транзистор его усилит в 200 раз, реле не сработают. Если транзисторы стоят рядом с мк, особой чувствительности к помехам не ожидается.

    R39 и R41 тоже не нужны, т.к. ток базы в схеме с ОК и так будет ровно таким, как надо. А именно = ток реле / коэфф. усиления транзистора.

    И диоды D5 и D6 в схеме с ОК вообще-то тоже лишние. Когда реле выключаются, на базах что-то в районе VCC. Запасённый в катушке ток откроет транзисторы, и они сами ограничат выброс напряжения.


    1. VT100
      20.04.2024 14:19
      +1

      О номиналах резисторов - можно дискутировать долго. Но диоды на катушках - лучше оставить, т.к. ток баз будет течь через защитные диоды на портах микроконтроллера. А это - моветон, несмотря на "дубовость" многих современных микроконтроллеров.


      1. alcotel
        20.04.2024 14:19
        +1

        Моветон - такой себе аргумент. Что не запрещено даташитом, принципами самой КМОП-технологии, или хотя-бы удобством переносимости - то разрешено.

        Тут не законодательство РФ работает, а законы физики. Которые за взятку нарушать не получается. Извиняюсь - лирическое отступление было)

        Пускать небольшой ток через защитные диоды, если они есть - вполне штатный режим работы для КМОП. Исключения в КМОПе - аналоговые мультиплексоры типа 74HC4051..53, или входы АЦП мк. Сгорать не сгорают, но начинается джопа с соседними аналоговыми сигналами - открываются паразитные BJT, и все аналоговые сигналы соединяются. Это на пальцах, но подробности пока сам не расковыривал.

        Кстати, мк тут без АЦП. Для полноценной имитации стиралки не хватает подогрева воды и единственного и неповторимого аналогового NTC-термодатчика в 10 кОм)