Caída de voltaje: operar un solenoide después de una puerta lógica y un LED

Empecé a entrometerme en los circuitos, pero carezco de cualquier tipo de entrenamiento formal. Posteriormente pido disculpas por mi ignorancia. El circuito que he hecho (en papel) hasta ahora tiene una serie de problemas, pero quiero tratar de resolverlos individualmente en lugar de simplemente tirar todo aquí. Será una caja sobredimensionada con un montón de interruptores y cada interruptor de la caja debe alternarse para que se desbloquee. Ya pedí algunas piezas y mediré los valores tan pronto como las tenga, por lo que no puedo darles los detalles, a menos que estén de acuerdo con los números de pieza.

TL: DR Quiero hacer una caja que se pueda abrir solo después de que todos los interruptores estén en la posición ON.

Los interruptores y los LED son necesarios en la caja (debido a un juego de palabras que haré), pero me temo que las puertas lógicas y los LED bajarán demasiado el voltaje para que funcione el solenoide.

Pregunta: ¿Cómo hago para que los interruptores y los LED sean obligatorios y solo puedo desbloquear la caja con el solenoide si todos los interruptores están encendidos?

Parte del gran circuito

No es parte de la pregunta: esto es parte del circuito completo (solo como ilustración, más preguntas vendrán más adelante)

Trabajo en progreso

Editar: Gracias por las sugerencias y la ayuda hasta ahora. Sé que todavía tengo muchas cosas mal en el circuito, pero necesito dibujarlo "tal como está" si quiero entenderlo, haré un montón de anotaciones en él y lo revisaré varias veces antes de llegar a ponerlo realmente juntos. Y tendré que hacer eso, como ustedes también señalaron, no funcionará. Lo sé, pero no puedo mostrarles el problema sin tener un problema que mostrar :) Así que ahí es donde ustedes, con todo su conocimiento de los componentes, entran en juego. Ya estoy leyendo mucho material, vea la imagen 3 y todo lo que pueda encontrar en youtube e Internet. ¡Gracias por ayudarme hasta ahora! Las partes de la caja y los agujeros para los LED ya están contabilizados :)

El juego de palabras en cuestión tiene la respuesta: 'enciende las luces (1) y verás (2)'

(1) Las luces son todos los LEDS que se encienden después de encenderlas. (2) verás: la caja que se abrirá

el juego de palabras en cuestion

Probablemente debería comenzar con algunos circuitos muy básicos si recién está comenzando. Hay algunos conceptos básicos que se han perdido aquí. Sus LED nunca se encenderán en su primer circuito, por ejemplo. Además, ¿por qué tiene un interruptor para el solonoide si está conectado a la salida de la puerta AND?
Lea más conceptos básicos sobre qué no hacer con la lógica CMOS, como entradas flotantes, ignorar ESD y conducir más de 20 mA en la salida. Debe aprender más antes de hacer suposiciones falsas. Luego, lea libros sobre aplicaciones CMOS para ver cómo funcionan los diseños exitosos. Tenga en cuenta que los ejemplos BÁSICOS pasan por alto los detalles. como agregar mayúsculas. Todo lo que está intentando es una puerta NAND grande con R desplegables digikey.com/products/en/integrated-circuits-ics/…

Respuestas (1)

Espero que tu circuito no sea tarea, porque aquí obtendrás la respuesta completa. Tal como está dibujado, no funcionará. Primero, debe llevar activamente las entradas a la puerta AND alta. En segundo lugar, está activando el solenoide cuando la salida de la compuerta AND es baja (porque el solenoide está conectado a +5V en su otro extremo). Finalmente, realmente no desea controlar un solenoide desde una puerta lógica.

En el siguiente circuito, R2 mantiene baja la entrada de la compuerta AND cuando los interruptores están abiertos. Cuando SW1 está cerrado, la corriente fluye a través de R1 y D1, encendiéndolo. El comportamiento es el mismo para SW2, R3, R4 y D2.

Cuando SW1 y SW2 están cerrados, la salida de la puerta AND sube. La corriente fluye a través de R6 y D4 y se enciende, independientemente del estado de SW3 (que creo que es su intención). Si se cierra SW3, la corriente fluirá a través de R5 y hacia la base de Q1. Esto encenderá Q1, lo que extraerá corriente a través de su solenoide.

D3 está ahí para salvar a Q1. Cuando se elimina la corriente de la base de Q1, se apagará repentinamente. Si D3 no estuviera allí, entonces L1 resistiría el cambio de corriente elevando el voltaje en el colector de Q1; para la mayoría de las combinaciones, lo haría lo suficiente como para dañar Q1. D3 conducirá cuando el voltaje en la puerta de Q1 supere los 5 V, lo que limitará el voltaje en el colector de Q1 y lo guardará.

Las palabras clave que puede querer buscar son circuitos lógicos elementales y controlador de relé de transistor (o controlador de solenoide de transistor, pero generalmente el solenoide que se maneja es la bobina de un relé, así que eso es lo que termina en los términos de búsqueda).

Ajuste los valores de R1, R3 y R6 según sus LED y su preferencia. Elija Q1 para que sea lo suficientemente rápido como para conducir su solenoide, y elija R5 para que realmente lleve Q1 a la saturación (para los transistores aficionados, debe fluir 1/10 de la corriente del colector en saturación). O reemplace Q1 con un MOSFET de canal n de nivel lógico que esté clasificado para la corriente que deberá transportar, y omita R5 por completo o configúrelo en 220 Ω si es un FET particularmente grande (para guardar la etapa de salida de su puerta AND). Del mismo modo, dimensione D3 de acuerdo con la cantidad de corriente que fluirá en el solenoide.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

¿Qué significa "herky"? ¿Cómo sabrá el OP si el transistor es lo suficientemente "herky" para el solenoide? Algunos de nuestros colaboradores no son hablantes nativos de inglés, y cuando agregas una jerga arcana, hace que tu escritura sea aún más difícil de entender.
creo que significa poderoso... "hercúleo"... dios romano Hércules
¡Muy bien, genial! No, no es para la tarea, he estado en el trabajo durante más de 5 años y solo quiero hacer una bonita caja con un estúpido juego de palabras :) Me estoy metiendo en el circuito debido a la soldadura y necesitaba algo nuevo proyecto de bricolaje. Estoy entendiendo que necesito leer un montón de cosas, lo cual estoy haciendo ahora mismo. El mayor problema que tengo en este momento es que no conozco todas las opciones de componentes que existen. De hecho, estaba buscando algo como un tiristor, pero para voltajes bajos y no pude encontrarlo. Por eso recurrí a ustedes, muchachos. Ver editar en la publicación original.
@ElliotAlderson: Sí, me equivoco con la jerga, pero ¿cuántos saben lo que significa 'arcano', eh? Mi suposición sobre el tamaño real del transistor era que mi respuesta ya se estaba haciendo larga y que la respuesta a esa pregunta ("¿Cómo selecciono un transistor para un relé?") Debería estar separada.
@jsotola: lo hace. Pero al comenzar con "Creo" le haces saber a Elliot que era un poco demasiado coloquial ('coloquial' es, al menos, en el diccionario...).
Qué serie lógica debe usar sería otra buena pregunta por separado (si aún no se ha preguntado y respondido). Mi opción para cosas casuales como esta es la lógica de la serie 74HC, o 74AHC (la 'A' significa más o menos "más rápido", pero también lo hace la 'H', por lo que la lógica '74AHC' significa "más rápido, más rápido CMOS 7400 - lógica equivalente en serie"). Recomendaría 74HC (o incluso 74C) en todos los ámbitos porque será mejor para mantenerlo fuera de problemas, pero he notado que 74HC parece estar comenzando a disminuir en la disponibilidad de los distribuidores.
Acabo de notar que puse mi poder al revés en la primera imagen (facepalm). Ok, admito que soy malo, pero honestamente eso fue un error.
Caída de voltaje: operar un solenoide después de una puerta lógica y un LED
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