最近得到一个金正C39多功能小收音机,有FM收音、插卡播放、蓝牙播放功能。我睡眠时总习惯一边听点什么,虽然这个收音机品质一般,夜里用它听听也挺有特别的怀旧感觉。但是它没有延时关机功能,用起来有些不舒服,所以就一直想给它添加。
我其实只是个对电子技术有些兴趣的门外汉,先是在网上搜索看看有没有前人的制作实例。虽然没有发现操做性很强的实例介绍,但发现了C005这个专门的延时芯片,还发现竟然有MOS管这种神奇的开关原件,于是就希望利用它们来实现。我希望电路要简单,成本要低廉,最重要的还要低功耗。我一边在网上恶补相关知识,一边慢慢网购想要的原件。经历了好些波折,最终算是比较完美的实现了。现在把这些过程记录下来,一是给自己的备忘录,二是分享给有相同想法、还在摸索中的朋友作一点借鉴。
我由于只懂点皮毛,最先是打算用C005芯片加微型继电器来实现,买了好几种3V、5V的微型继电器,结果功耗都太大,最小的也有0.15W,消耗电流都40-50mA了。后来确定只能用MOS管来做开关。我最终使用的原件见下图。还有个5.8mm的小型三脚自锁按钮开关没照上。

先说下C005芯片,估计它里面是CMOS单片机结构,2-5V工作电压,超微功耗,一个电阻确定振荡频率,延时可长可短,适合不做精确要求延时的地方,使用也挺简单,6元包邮10个。更具体的内容可见网店里的介绍。我买到后短接延时电阻测了下,发现工作电流不同于店家的介绍,有时是微安级别,有时又近1毫安了,状态似乎难以琢磨,我怀疑是买到不良品了。



于是就想不用C005芯片,又试想下面电路图那样,仅用RC放电时间来控制N-MOS管关断。我用手里仅有的470微法固态电容,1M、5M的电阻测试,发现用1M的电阻,收音机可以延时到5分多钟关机,用5M、10M电阻却都只能延时到9分多钟,考虑是电容自放电所致,又试了拆除电阻仅靠电容自放电,果然也是只能延时到9分多钟。看来这条路是走不通了,又突发奇想,拆除了图中的电容和电阻,想试试仅靠MOS管的GS寄生电容看看能延时多久。结果出乎所料,快4个小时了收音机还没有关机,也就放弃了。MOS管G极电荷竟然能长存,真的好神奇。

我粗通了MOS管的原理后,最后设计了下边的电路,焊接好后实测延时34分多钟关机,符合我的要求。也测了下我这个的电路功耗。收音机用的是一节18650锂电池,刚上电不触发延时开关时,2mA量程的万用表读数为0,触发延时后是400多微安,延时到达后是200微安左右,还发现再过4分20多秒,C005芯片会进入休眠状态,读数又为0了。当然由于万用表精度实际电流应该不可能是0,但也应该是5微安以下了,非常令人满意。同时也想明白了之前测试C005芯片电流,觉得难以琢磨的原因了,应该是测到它处于几个不同工作状态的电流了。




下面是我设计的这个延时电路的工作原理考虑。以我对MOS管的粗浅认识,最简单的延时功能实现,C005加个P-MOS管就能行的,但得把P-MOS管做为上端开关用,但我这个收音机更适合用下端开关,就得用N-MOS管为宜,而且N-MOS性能比P-MOS更优越,导通电阻小,仅数十毫欧。所以我用了一个N-MOS管做主开关。但关断它需要的是一个G极的低电平信号,而C005结束延时提供的是一个高电平信号。所以还得翻转下信号电平,通常再用个三极管就行,但我手里没有三极管,而且三极管的工作电流比MOS管大太多了,我就再用了一个P-MOS管。
电路工作过程:
开关K处于1-2接通位时,原收音机供电回路与加装前一致,收音机如常工作,同时C005会处于休眠状态,Vout--Q1管G极为高电平,Q1(P-MOS)处于关断状态,Q2(N-MOS)管G极得低电平,也处于关断状态,此时的耗电可忽略。
当K处于1-3接通位时,C005的触发极T得低电位,触发延时程序,Vout输出低电平,Q1导通,Q2管G极很高电平,Q2导通,收音机供电回路经Q2,收音机如常工作。说下电容C的作用,K在动作时会有一瞬间1-2、1-3两者都处于断开状态,C在这时是暂时电流通路作用,以免收音机被短暂断电关机。
延时结束后,Vout输出高电平,Q1管G极变为高电平,Q1关断,Q2管G极得低电平,Q2关断,收音机供电回路不通而关机。
Q1作用为翻转C005输出电平。Q2作用是通断开关。R1是为防止C005了被意外干扰触发。R2、R4为MOS管起点保护作用。R3为Q1的负载也给Q2提供G极电平。原收音机电路就是Q2的负载。
关于MOS管的选用,因为是低压低电流应用场景,几乎常见型号都行,主要导通电压Vgs要1-3V,导通电阻Rds(on)毫欧级就行。我用的是CJ3400和CJ3401,最大工作电压30V,电流4-5A。主要是图便宜,5元20只包邮,只是贴片式封装的太小很不好焊接。
再说下用C005实现长延时,电路测试省时间的一个方法。C005芯片上的p1、p2焊盘位是倍率时间控制,比如想要设计成1万秒左右的延时,10000÷512≈19.5,可按19.5秒延时查它的说明表,来选定延时电阻Rt的大小,19.5秒延时测试成功后,短接C005的p1、p2焊盘,就实现了512倍时长大约1万秒的延时。这样子虽然精确度差一点,但可省去每次测试要等候1万秒的不方便。我实际用的Rt是1M欧,查表延时约300秒,实际测试是延时约4分半,再把p1位置短接起来就实现8倍时长,实测这时的延时是34分多点,与计算得的36分钟数据近似。
最后说下必须要用的三脚自锁按钮小开关。也很便宜,我用的是下图这种,它其实就是个单刀双掷开关,体积很小,用在小收音机上很合适,选好位置开个小孔用热熔胶一粘就成。为了防误触,我设计的是弹起进入延时,平时是按下状态。顺便感谢万能的淘宝,几乎什么都能方便买到。遥想几十年前我小的时候,着迷趣味电子小制作,却什么都买不到,得到一只电阻,一只二级管都当成宝贝,别人坏掉的三极管,也要捡来测一测,看看还有没有好的PN结可当二极管用。


附带把我对金正C39收音机的使用体验也发在这里吧,反正这里是收音机的贴吧。

我其实只是个对电子技术有些兴趣的门外汉,先是在网上搜索看看有没有前人的制作实例。虽然没有发现操做性很强的实例介绍,但发现了C005这个专门的延时芯片,还发现竟然有MOS管这种神奇的开关原件,于是就希望利用它们来实现。我希望电路要简单,成本要低廉,最重要的还要低功耗。我一边在网上恶补相关知识,一边慢慢网购想要的原件。经历了好些波折,最终算是比较完美的实现了。现在把这些过程记录下来,一是给自己的备忘录,二是分享给有相同想法、还在摸索中的朋友作一点借鉴。
我由于只懂点皮毛,最先是打算用C005芯片加微型继电器来实现,买了好几种3V、5V的微型继电器,结果功耗都太大,最小的也有0.15W,消耗电流都40-50mA了。后来确定只能用MOS管来做开关。我最终使用的原件见下图。还有个5.8mm的小型三脚自锁按钮开关没照上。

先说下C005芯片,估计它里面是CMOS单片机结构,2-5V工作电压,超微功耗,一个电阻确定振荡频率,延时可长可短,适合不做精确要求延时的地方,使用也挺简单,6元包邮10个。更具体的内容可见网店里的介绍。我买到后短接延时电阻测了下,发现工作电流不同于店家的介绍,有时是微安级别,有时又近1毫安了,状态似乎难以琢磨,我怀疑是买到不良品了。



于是就想不用C005芯片,又试想下面电路图那样,仅用RC放电时间来控制N-MOS管关断。我用手里仅有的470微法固态电容,1M、5M的电阻测试,发现用1M的电阻,收音机可以延时到5分多钟关机,用5M、10M电阻却都只能延时到9分多钟,考虑是电容自放电所致,又试了拆除电阻仅靠电容自放电,果然也是只能延时到9分多钟。看来这条路是走不通了,又突发奇想,拆除了图中的电容和电阻,想试试仅靠MOS管的GS寄生电容看看能延时多久。结果出乎所料,快4个小时了收音机还没有关机,也就放弃了。MOS管G极电荷竟然能长存,真的好神奇。

我粗通了MOS管的原理后,最后设计了下边的电路,焊接好后实测延时34分多钟关机,符合我的要求。也测了下我这个的电路功耗。收音机用的是一节18650锂电池,刚上电不触发延时开关时,2mA量程的万用表读数为0,触发延时后是400多微安,延时到达后是200微安左右,还发现再过4分20多秒,C005芯片会进入休眠状态,读数又为0了。当然由于万用表精度实际电流应该不可能是0,但也应该是5微安以下了,非常令人满意。同时也想明白了之前测试C005芯片电流,觉得难以琢磨的原因了,应该是测到它处于几个不同工作状态的电流了。




下面是我设计的这个延时电路的工作原理考虑。以我对MOS管的粗浅认识,最简单的延时功能实现,C005加个P-MOS管就能行的,但得把P-MOS管做为上端开关用,但我这个收音机更适合用下端开关,就得用N-MOS管为宜,而且N-MOS性能比P-MOS更优越,导通电阻小,仅数十毫欧。所以我用了一个N-MOS管做主开关。但关断它需要的是一个G极的低电平信号,而C005结束延时提供的是一个高电平信号。所以还得翻转下信号电平,通常再用个三极管就行,但我手里没有三极管,而且三极管的工作电流比MOS管大太多了,我就再用了一个P-MOS管。
电路工作过程:
开关K处于1-2接通位时,原收音机供电回路与加装前一致,收音机如常工作,同时C005会处于休眠状态,Vout--Q1管G极为高电平,Q1(P-MOS)处于关断状态,Q2(N-MOS)管G极得低电平,也处于关断状态,此时的耗电可忽略。
当K处于1-3接通位时,C005的触发极T得低电位,触发延时程序,Vout输出低电平,Q1导通,Q2管G极很高电平,Q2导通,收音机供电回路经Q2,收音机如常工作。说下电容C的作用,K在动作时会有一瞬间1-2、1-3两者都处于断开状态,C在这时是暂时电流通路作用,以免收音机被短暂断电关机。
延时结束后,Vout输出高电平,Q1管G极变为高电平,Q1关断,Q2管G极得低电平,Q2关断,收音机供电回路不通而关机。
Q1作用为翻转C005输出电平。Q2作用是通断开关。R1是为防止C005了被意外干扰触发。R2、R4为MOS管起点保护作用。R3为Q1的负载也给Q2提供G极电平。原收音机电路就是Q2的负载。
关于MOS管的选用,因为是低压低电流应用场景,几乎常见型号都行,主要导通电压Vgs要1-3V,导通电阻Rds(on)毫欧级就行。我用的是CJ3400和CJ3401,最大工作电压30V,电流4-5A。主要是图便宜,5元20只包邮,只是贴片式封装的太小很不好焊接。
再说下用C005实现长延时,电路测试省时间的一个方法。C005芯片上的p1、p2焊盘位是倍率时间控制,比如想要设计成1万秒左右的延时,10000÷512≈19.5,可按19.5秒延时查它的说明表,来选定延时电阻Rt的大小,19.5秒延时测试成功后,短接C005的p1、p2焊盘,就实现了512倍时长大约1万秒的延时。这样子虽然精确度差一点,但可省去每次测试要等候1万秒的不方便。我实际用的Rt是1M欧,查表延时约300秒,实际测试是延时约4分半,再把p1位置短接起来就实现8倍时长,实测这时的延时是34分多点,与计算得的36分钟数据近似。
最后说下必须要用的三脚自锁按钮小开关。也很便宜,我用的是下图这种,它其实就是个单刀双掷开关,体积很小,用在小收音机上很合适,选好位置开个小孔用热熔胶一粘就成。为了防误触,我设计的是弹起进入延时,平时是按下状态。顺便感谢万能的淘宝,几乎什么都能方便买到。遥想几十年前我小的时候,着迷趣味电子小制作,却什么都买不到,得到一只电阻,一只二级管都当成宝贝,别人坏掉的三极管,也要捡来测一测,看看还有没有好的PN结可当二极管用。


附带把我对金正C39收音机的使用体验也发在这里吧,反正这里是收音机的贴吧。
