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看了很多给万用表DIY加装自动关机电路的帖子，其基本原理都是简单的定时器，超时后切断电源。这种方案有一个弊端，即定时器从开机开始计时，即使万用表一直在用，到时间后仍然会自动关机。时间设短了频繁关机很不爽，时间设长了又空耗电。
好点的万用表自带的关机电路比较智能，只要用户按了表上的按键，扭动了转盘，甚至读数不为空值，都会把定时器清零，只有真的一段时间没有使用才会关机。要达到这种效果，需要万用表的控制芯片支持。如果万用表本身不支持，自己改装想达到同样的效果难度较大。即使能做到，也要对主板做很多改动。
本文尝试使用一种新思路（所谓的相是相对的，很可能有人已经做过了），在尽量不改动主板的情况下，改善自动关机电路的使用体验。
万用表在使用的时候，用户一般会经常做换档、按键之类的操作。使用振动开关可以检测到这种操作，然后把定时器清零。如果一段时间没有操作，定时器超时，自动关机。
这种工作使用单片机最方便，外加少数几个外围元件就能搞定。本人之前做过一款基于单片机的5V版本，使用效果良好。可是很多朋友不熟悉单片机，为此本人尝试设计一款不用单片机的9V方案，供不熟悉单片机的朋友参考。
电路如图所示，S1代表万用表电源开关，Load代表万用表主板。S2为滚珠型振动开关，静止时为导通状态，振动时反复通断。
R2、C1组成定时器电路，上电后通过R2给C1充电，C1对地电压不断上升，Q4栅源电压Vgs（实际是绝对值）不断下降。当Vgs低于其开启电压时，Q4截止，万用表主板断电。
R1、S2、Q1、Q2组成定时器复位清零电路。静止时，S2导通，Q1、Q2截止。检测到振动时，S2短暂断开，Q1、Q2导通，C1放电。因Q1、Q2的beta相乘后很大，所以放电电流很大，可以短时间内把C1储存的电荷近似放光，定时器复位清零。静止后S2重新导通，Q1、Q2截止，R2、C1继续充电计时，超时后Q4截止。
因为C1对地电压是逐渐上升的，即Q4的栅源电压Vgs是逐渐下降的，所以Q4并不是Vgs一旦小于开启电压立即截止，而是导通电阻Ron逐渐增大直至完全截止。这一过程中万用表主板电压逐渐下降，有可能会处于无法正常工作状态，至使测量结果不准确。为此，电路中增加了Q3、R3组成的加速电路，加快Q4的截止过程。
当Q4 Vgs低于开启电压时，导通电阻Ron开始增大，与Load（万用表主板）分压，使Q4源漏电压Vsd增大。当Vsd增大到0.6V左右时，Q3导通，加速给C1充电。C1电压升高又导致Q4 Vgs进一步减小，Ron增大，Vsd增大，Q3电流进一步加大..... 促使Q4迅速截止。
眼尖的朋友可能会提出手动关机后C1的放电问题，即手动关闭万用表电源开关后，C2无法迅速放电，再次手动打开电源开关后定时器还是原来的“计数”。
这个问题不用太担心，因为手动打开电源开关时，振动开关S2会检测到振动，C2迅速放电。
R2、C1的数值决定定时器时长，增大C1可增大时长，估算方法如下：
Bss84开启电压典型值为1.6V，即C1对地电压7.4V。7.4/9约为82%，约等于2*R2*C1。R2取10MΩ，C1取10uF，时长约为100秒，即3分多钟，差不多够用了。
功耗分析：静止且未超时状态，只有R1耗电，电流约为0.9uA。且止且已超时状态，R1、Q3、R3耗电，电流约为10uA。
元件选型：图中所标型号即可，8050、8550、BSS84都是很常用的元件，几分钱一个。振动开关一定要选滚珠型，千万不要选弹簧型，弹簧型的灵敏度太低。
最后：前后一共画了几款电路，本套是其中相对简单实用的一套，其它几套功能更加完善一点电路也更加复杂。哪位如果有兴趣欢迎沟通交流。
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雷达卡
发表于 2023-10-18 10:52:06
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发表于 2023-10-18 13:08:20
