Circuito misterioso: control de relé de enclavamiento con transitor / capacitor: ¿por qué no funciona?

He estado buscando una forma de controlar un relé de enclavamiento con un microcontrolador que no tiene suficiente corriente en los pines de salida para operarlo directamente. Encontré este intrigante circuito usando un capacitor de 220uF y un transistor NPN, pero no tuve suerte para que funcionara como se describe.

El circuito al que me refiero es el primero en esta página, etiquetado como "Relé de enclavamiento de pulso encendido/apagado":

Circuitos de transistores: relé de enganche

Aquí está a continuación:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

De la descripción del circuito:

El circuito anterior produce un pulso fuerte para bloquear el relé y el voltaje de entrada debe permanecer ALTO. El 220u se carga gradualmente y la corriente cae a un nivel muy bajo. Cuando se elimina el voltaje de entrada, el circuito produce un pulso en la dirección opuesta para desbloquear el relé.

El problema es que el circuito no funciona. No etiquetan claramente las entradas, pero deduzco que la parte superior es (+) y la parte inferior es (-), y el 10K funciona como un pullup, manteniendo el transistor abierto para descargar el capacitor. Cuando la entrada inferior está conectada a tierra, el transistor se apaga y aquí es donde me confundo. ¿Se supone que debe haber un flujo de electrones desde la base hasta el emisor para cargar el capacitor a través de la bobina? Parece que la polarización inversa de la unión BE y la corriente no fluirían.

Mis intentos de probar esto con un T2n3904 y un electrolítico de 470uF han fallado.

¿Este circuito es falso o solo soy estúpido?

¿Está utilizando un relé de enclavamiento? No son relés "normales" y el circuito requiere uno.
Sí, estoy usando un relé de enclavamiento de bobina simple, que se enclava/reinicia con polaridades opuestas. También probé el circuito con dos LED de polarización opuesta, sin parpadeo de luz en ninguna dirección para indicar una carga/descarga.
Creo que el cable superior es la señal de control y el cable inferior siempre está conectado a tierra.
Ahora sabes por qué el libro era tan barato... el circuito es totalmente falso.
@geometrikal: Desafortunadamente, el circuito tampoco funciona cuando se alterna el cable superior.
A menos que falte algo en el circuito y/o en la descripción, no veo cómo podría funcionar este circuito. Cuando Q1 está encendido, hay un camino a través del cual C1 puede descargarse a través de la bobina del relé. Sin embargo, cuando Q1 está apagado, el extremo inferior de la bobina del relé está flotando . Dado que C1 está en serie con la bobina del relé, no hay camino para que la corriente cargue C1.
@AlfredCentauri: Correcto, buen punto. No estaba seguro de si había algún flujo de emisor de base de transistor mágico en el estado apagado, pero parece que no hay ninguno. Si alguien quiere publicar una respuesta de "este circuito es falso", lo aceptaré.
@QuadrupleA, supongo que el circuito puede depender de exceder el voltaje de ruptura de la base del emisor para cargar C1 pero eso sería, por decirlo suavemente, arriesgado. (¡Uy! Veo que Connor Wolf llegó a la misma conclusión justo cuando estaba escribiendo este comentario).
Estoy bastante seguro de que la persona que dibujó el diagrama olvidó incluir un diodo. Mira mi respuesta.

Respuestas (3)

El circuito, tal como está dibujado, no funciona.

Además, incluso si funcionó, lo está haciendo abusando horriblemente del diodo de unión del emisor de la base del transistor, lo que puede dañar el transistor.

Vale la pena señalar que es posible hacer que el circuito funcione. Por lo que puedo decir, la persona que dibujó el diagrama simplemente olvidó un diodo:

ingrese la descripción de la imagen aquí

La resistencia pull-up también debe ser un poco más pequeña, para encender Q1 lo suficientemente fuerte como para que la forma de onda de corriente generada sea apropiadamente simétrica. Son 10K en la imagen de arriba, pero 1K funciona mucho mejor.

Ajá, con el diodo finalmente tiene sentido. Le vamos a dar una oportunidad. Creo que puedo programar el microcontrolador para cambiar entre flotante y terrestre y tal vez eliminar el NPN más bajo. ¿Cuál es tu herramienta de diseño de circuitos por cierto? Me gusta el diagrama.
@QuadrupleA - ¡Haz clic en la imagen y descúbrelo!
+1 por encontrar una solución, en lugar de la respuesta trivial "No funciona" con la que estaba jugando. Marca de un ingeniero mejor que yo.
@AnindoGhosh: asumí que el esquema tenía que haber sido válido en algún momento. Entonces, fue un rompecabezas.
Me gusta su enfoque de "probablemente funcionó en algún momento", intentaré aplicarlo yo mismo en el futuro. ¡Quién dice que no se pueden enseñar trucos nuevos a un perro viejo!
Si tienes un microcontrolador, ¿por qué molestarte con el circuito?
@JohnU: porque está haciendo algo inteligente que necesitaría muchos más transistores para hacerlo normalmente con MCU GPIO. En realidad, impulsa la corriente en ambos sentidos a través de la bobina del relé, que es exactamente lo que necesita para un relé biestable de una sola bobina. Cuando cambia la entrada a nivel alto, carga el límite de 220 uF a través de la bobina del relé. Cuando configura la entrada en un nivel bajo, la tapa se descarga a través del segundo transistor, impulsando la corriente hacia el otro lado a través del relé, alternando su estado.
Hacerlo de la manera tradicional probablemente requeriría 4 transistores en una configuración de puente h, y realmente no tendría ningún beneficio importante.
Sí, la página 43 del documento de Omron vinculado (o la página 6 de la hoja de datos G5A para el caso) tiene el circuito, completo con diodo. ¡Sin embargo, tenga en cuenta que Omron lo ha patentado! (Es la patente japonesa número 1239293, al menos de acuerdo con la etiqueta de Omron, pero no puedo encontrar esa patente en ninguna parte en línea, lo cual es bastante molesto; si alguien la encuentra, ¡por favor vincúlela aquí para que tengamos una idea de cuándo caduca! )
@ThreePhaseEel Aquí está la patente de EE. UU. (ver Fig. 1). IANAL, pero según esa página expiró en 1993 por falta de pago de cuotas de mantenimiento.
@alldayremix -- ¡gran descubrimiento! (Habría expirado en 2003 más o menos de todos modos, por lo que no es un problema en estos días)

Tanto OMRON como MATSUSHITA publicaron esto como un módulo de circuito C en notas de aplicaciones hace unos 15 o 20 años. Así que deben saber lo que estaban haciendo. Cualquiera que recuerde los gruesos catálogos de Relay A4 que solían publicar, estaba allí.

Quizás esta publicación pertenezca a la sección de comentarios, más que como una respuesta a esta pregunta. Dado que no tiene suficiente reputación en este sitio para publicar comentarios en cualquier lugar, participe, publique buenas preguntas o respuestas, y pronto tendrá suficiente reputación para publicar un comentario.
Diría que es una respuesta útil, sospecho que el circuito no es totalmente falso, sino que requiere la selección correcta de componentes (relé incluido) para funcionar correctamente.

Tuve el mismo problema al creer que el cct debe funcionar (¿pero cómo?). Ahora he construido y usado el cct incluido el diodo sin ningún problema, tanto en los tipos de un transistor como en los de dos transistores. El cct se puede encontrar en las notas de aplicación de Omron, vale la pena visitarlo. http://www.omron.com/ecb/products/pdf/precautions_pcb.pdf

Valdría la pena incluir un resumen/imagen del esquema que usaste en caso de que el enlace falle. También es un documento bastante largo y no está tan claro a qué circuito te refieres.
Circuito misterioso: control de relé de enclavamiento con transitor / capacitor: ¿por qué no funciona?
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