Encender un relé automotriz cuando hay suficiente voltaje disponible

Estoy tratando de apagar un relé de una luz de techo en un automóvil, donde la luz de techo se desvanece suavemente. Es decir, tengo una conexión a tierra constante y el otro cable pasa de 0 a 12 V (hasta 14 V) en un par de segundos. El atenuador está siendo operado por la computadora del automóvil.

Si bien el relé se enciende, lo hace mientras emite el sonido de ingresar a un hiperespacio. Supuse que el sonido se debe a que el relé no recibe suficiente voltaje durante el arranque inicial. Hasta ahora, he probado un diodo zener en serie. 5v zener reduce el ruido, pero no completamente. 10v zener no es suficiente para activar el relé (la hoja de datos afirma que la activación de la bobina es de alrededor de 8v) debido a la caída de voltaje del zener. También probé un condensador en paralelo a la bobina 560mu 36V que tenía por ahí parece funcionar mejor. 300mu 24V y más pequeños no parecían funcionar. Aún así, siendo una aplicación automotriz, preferiría no tener un condensador electrolítico grande cerca del techo caliente. ¿Hay una solución mejor pero más simple? Un comparador que usa zener como referencia parece una exageración. También puedo probar un relé tipo PCB mucho más pequeño con la esperanza de que sea más tolerante a las condiciones de arranque. ¿Alguna sugerencia? ¡Puntos de bonificación por no freír la computadora del automóvil que controla el atenuador!

EDITAR: He simplificado un poco. En realidad, tengo 3 cables: 12+, tierra y 'puerta'. Con la puerta cerrada, el cable de la 'puerta' está en 12+, cuando la puerta se abre, el cable de la 'puerta' se acerca a 0. Mi objetivo es convertir el cable de la 'puerta' en 'interrumpido 12+' (sin señal cuando la puerta está cerrada, positivo cuando la puerta está abierta) requerido por un espejo regulable.

EDIT2: ¿Tendría más sentido simplemente comparar el suelo con la señal de 'puerta'?

EDIT3: Mis objetivos finales son 1) proporcionar una señal de 'puerta' positiva a un espejo Gentex 221 que vino de un Ford usando una señal de 'puerta' de Toyota que, al abrir la puerta, va de +12V a 0V; 2) activar un relé temporizador Hella que alimenta +12V a este espejo. Mi plan original era usar la señal de la puerta de Toyota para activar un segundo relé que enviaría +12 V al pasador de la puerta del espejo.

Luego de mucha lucha con la charla en el relevo, me di cuenta de que en realidad no necesito el segundo relevo. Todo lo que se necesita es un transistor PNP como 2N3906. La base va a la señal de la puerta de Toyota, el Emisor va a +12 V y el Colector va al pin de la puerta de Gentex. Esta configuración esencialmente invierte la señal +12->0 de Toyota en una señal 0->+12 suficiente para impulsar el relé del temporizador y la función de la puerta del espejo.

Ahora, no estoy 100% seguro de por qué el relé del temporizador no muestra un parloteo; muy probablemente porque estoy encendiendo los +12V completos en lugar de la tierra PWM.

¿Un lado de la bombilla está conectado a tierra o un lado está conectado a +12?
Está tratando de capturar una señal pwm o modulada de otra manera. Use un microcontrolador y traducción de nivel para activarlo y controlar el relé.
entrar en el hiperespacio hace un sonido? ... en el vacío? ... ¿cómo?
@Spehro Pefhany He actualizado la descripción, espero que aclare un poco las cosas.
Resulta que todo fue mucho más simple de lo que pensaba. ¡Vive y aprende!
@maksym puede y debe mover su solución a una respuesta. Está bien responder a su propia pregunta.
@Passerby Bastante justo. Agregado como respuesta. Todavía mantengo la edición en la pregunta, ya que explica el proceso.

Respuestas (3)

Aquí hay un enfoque (esto supone que la bombilla tiene un lado conectado a tierra, si no, simplemente voltee todo y use un MOSFET de canal P).

La idea es que la señal PWM a la bombilla descargue el capacitor C1 (a través de Lamp1 y D1) durante la parte "apagada" del ciclo PWM hasta que la lámpara esté casi completamente encendida.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

El OP requiere la salida del atenuador para encender el relé. Supongo que no hay una línea de 12V cerca.
Lo siento, debería haber aclarado. Tengo 3 cables: 12 V, tierra y PWM. Mi objetivo es volver a convertir PWM a 12V discretos/no 12V.
¿La bombilla juega un papel activo en el circuito? ¿Podemos sacarlo o reemplazarlo con una resistencia más pequeña y seguir teniendo el mismo comportamiento?
Sí, la bombilla descarga C1 cuando el interruptor del lado alto se apaga. La resistencia no es crítica, siempre que sea una resistencia o una bombilla de tungsteno y no un LED.
Si no tiene el 12V cerca, puede conectar ese nodo directamente a la lámpara (suponiendo que el interruptor del lado alto) y aún debería funcionar.
De hecho, la bombilla es un LED y me gustaría mantenerla fuera del circuito de todos modos (es decir, todo debería funcionar con la bombilla apagada). ¡Creo que lo intentaré con una resistencia en lugar de la bombilla!
Una breve actualización. Más piezas en camino. ¡Se actualizará una vez que pueda ensamblar el circuito según las especificaciones!
Hice este trabajo con los siguientes cambios. Como no hay lámpara1, conecté el cable de la Lámpara1 al colector del mosfet. También cambié el capacitor a 10uf, que sigue siendo electrolítico, pero mucho más pequeño. 1uf todavía se estaba encendiendo demasiado pronto. Parece que 10uf se enciende un poco después de que el cable PWM (tierra en mi caso) alcanza el potencial completo de 12V. ¡Gracias por tu ayuda!
Me retracto. 10uf también están disponibles en cerámica y tantalio, aunque las clasificaciones de temperatura no son necesarias mucho mejores.
¡4.7uf también funcionó!

Me di cuenta de que en realidad no necesito el segundo relé. Todo lo que se necesita es un transistor PNP como 2N3906. La base va a la señal de la puerta de Toyota, el Emisor va a +12 V y el Colector va al pin de la puerta de Gentex. Esta configuración esencialmente invierte la señal +12->0 de Toyota en una señal 0->+12 suficiente para impulsar el relé del temporizador y la función de la puerta del espejo.

Ahora, no estoy 100% seguro de por qué el relé del temporizador no muestra un parloteo. Una posible razón es porque estoy encendiendo los +12V completos en lugar de la tierra PWM. La segunda razón es que el relé del temporizador mide 100 kOhms mientras que el relé normal mide 10 ohmios, quizás debido a una resistencia incorporada.

Aquí hay uno que usa un transistor para controlar el relé.

ingrese la descripción de la imagen aquí

El esquema se modificó para mostrar que el relé se alimenta con +12 V en lugar de la salida del atenuador.

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¿Obtendría algún beneficio al usar un comparador en lugar del transistor? Además, ¿puedo sustituirlo por un zener diferente (digamos 10 V) sin cambiar otros componentes del circuito?
Maksym, es solo un Zener de 10V. ¡El error ha sido corregido gracias a ti! Supongo que el circuito del transistor es lo suficientemente bueno para el requisito.
¡Gracias! El zener de 8V también debería funcionar, pero 10V está más cerca de donde me gustaría encenderlo. Dado que, además del cable de la puerta de señal, tengo una conexión a tierra y 12 V (consulte la descripción actualizada), ¿tendría más sentido tirar el zener y usar la conexión a tierra como referencia?
Hola Maksym, después de revisar tus ediciones, parece que tu esquema original es el correcto. Su objetivo es simular el interruptor de la puerta usando un relé que se energiza con el voltaje a través de la luz del techo. Usando los contactos del relé, el voltaje aplicado al espejo atenuable debe ser 0V con la puerta cerrada y +12V con la puerta abierta. Este esquema evita efectivamente cualquier interfaz con la entrada del 'Interruptor de puerta' de la ECU. Mi esquema se modificará para mostrar cómo se cambia el suministro al espejo regulable.
No, tus esquemas son correctos. Mi única señal de 'puerta' es el cable del atenuador; Estoy tratando de convertir esta señal de atenuación en una señal de interruptor de puerta más binaria. Intentaré ensamblar su esquema y aceptaré la respuesta si veo si funciona lo suficientemente bien. Sin embargo, no veo por qué no lo haría; Yo mismo pensé en este enfoque, pero tenía curiosidad por saber si podía salirme con la mía sin usar transistores y otros elementos lógicos.
Hola Maksym, se agregó cableado de contacto de relé.
Traté de poner esto junto con un transistor que tenía por ahí y una bombilla LED en lugar de relé. A medida que aumenta el voltaje de 0 a 11 V, lo que parece suceder es que el voltaje de retorno a través del zener comenzará a aumentar lentamente una vez que supere los 10 V. En algún momento, el transistor se activaría lentamente y comenzaría a conducir, pero no completamente. Todo se estabiliza alrededor de 10,5 V, por lo que entre 10 V y 10,5 V aún obtiene un efecto de atenuación a medida que el voltaje de entrada sube de 10 V a 10,5 V. Es posible que necesite otro transistor impulsado por el primer transistor o amplifique la señal del zener.
Hola Maksym, lo comprobé usando un Zener de 8.2V (¡no pude encontrar uno de 10V!) y un relé de 12V DC 185Ω mientras aumentaba el voltaje de suministro de 0-12V. Después de que comienza la ruptura de Zener, el contacto del relé se mueve lentamente y cambia con un clic a medida que aumenta el voltaje. A 12 V, la caída de tensión en el transistor es inferior a 0,2 V. Debería verificar con un transistor de mayor ganancia y un relé, utilizando el suministro de atenuación.
Una breve actualización. Más piezas en camino. ¡Se actualizará una vez que pueda ensamblar el circuito según las especificaciones!
Probé 2N3904 sin suerte. Aunque un relé diferente podría funcionar mejor, creo que PWM y el tiempo que tarda la computadora en aparecer gradualmente (al menos 2 segundos) es un problema mayor que requiere algún tipo de condensador para suavizar el señal e introducir un retardo de tiempo. De lo contrario, solo comprimimos la onda, pero no cambiamos su forma básica. La otra solución sugerida a continuación funcionó con un condensador de 10 um, pero no funcionó del todo con 1 um. Creo que mi próximo paso sería obtener una fuente de alimentación de banco para no tener que enchufarla en el automóvil y tal vez agregar otro transistor para una amplificación en cascada.
Hola Maksym, modifiqué el esquema para mostrar que el relé se alimenta con +12 V en lugar de la salida del atenuador. Puedes probar esto para ver si te ayuda.
Gracias, @vu2nan. ¿Cómo cambiaría el circuito si el cable de atenuación es la Tierra? Es decir, normalmente es positivo, y cuando la puerta se abre, ¿se desvanece a tierra? En otras palabras, tengo los siguientes cables: +12, tierra y el cable del atenuador. El relé debe cerrarse cuando el cable del atenuador es igual o cerca del potencial de tierra. Dado que no es opuesto a zener, creo que puedo usar +12V y el cable del atenuador como tierra para su circuito. Luego, el colector de este circuito impulsaría un transistor PNP. El transistor PNP se conectará a una tierra verdadera y controlará el relé. ¿Esto tiene sentido?
Hola Maksym, en su configuración actual, un terminal de la bombilla de la luz del techo está conectado a la salida del atenuador con el otro terminal flotando cuando las puertas están cerradas. Cuando se abre cualquier puerta, el terminal flotante se conecta a tierra a través de un interruptor de puerta. No entiendo cómo la salida del atenuador podría tratarse como tierra.
vu2nan. Es Toyota y les gusta hacer las cosas diferentes. La luz del techo tiene tres cables: tierra, +12 V constante y un cable de 'atenuación de puerta'. El cable de desvanecimiento de la puerta está controlado por una computadora. Cuando la puerta se cierra, este cable es de +12 V, cuando la puerta se abre, se desvanece hasta acercarse a 0 V. Ahora, la luz del techo en sí tiene dos modos. El modo 'siempre encendido' conecta un LED a +12V y tierra. El modo de 'puerta' conecta +12V al cable de 'desvanecimiento de la puerta'; en este modo, cuando la puerta se cierra, ambos cables se encuentran en +12, por lo que no fluye corriente. Cuando la puerta está abierta, el cable de la puerta pasa a 0 V y el LED se enciende.
Esta configuración es diferente de la mayoría de los otros autos, por lo tanto, mi intento de convertir el cable de la puerta para poder adaptar un espejo Ford. Perdón por la confusión inicial. Me doy cuenta de que ya he gastado demasiado de su tiempo. Siéntase libre de abandonar este 'proyecto'. Sin embargo, aprendí mucho en las últimas dos semanas, particularmente sobre diferentes tipos de transistores y ahora me siento más cómodo usándolos en lugar de relés. También creo que mi problema de parloteo proviene del hecho de que la mayoría de los relés automotrices vienen con una resistencia incorporada, por lo que requieren mucho más energía para encenderse.
Hola Maksym, lo entendí, ¡pero solo después de revisar tu Edit3, tus comentarios y tu respuesta ahora mismo! Entiendo que ha resuelto su problema utilizando el interruptor de la puerta para encender un 2N3906 para cambiar directamente +12V a la entrada de 100KΩ del Hella Timer. Muchas gracias por brindar una oportunidad para un poco de desgarramiento del cerebro.
¡Gracias vu2nan! De hecho, modifiqué su circuito para impulsar 2N3906 para impulsar el relé. Eso no funcionó exactamente como yo quería, pero estuvo bastante cerca. Mientras solucionaba los problemas del circuito, me di cuenta de que no necesitaba el comportamiento binario del relé, ya que era probable que la salida gradual de 2N3906 estuviera bien con el espejo. En otras palabras, su respuesta es lo que finalmente me lleva a la solución. Ojalá pudiera aceptar su respuesta para darle un crédito, pero aún no está resolviendo mi problema. Planeo obtener una fuente de alimentación y un osciloscopio para solucionar este problema aún más. ¡Siento que me queda mucho más por aprender!
De nada, Maksym. No te preocupes por los créditos por la respuesta. ¡Divertirse!
Encender un relé automotriz cuando hay suficiente voltaje disponible
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