使用cd4060倒计时控制继电器，防止摩托车漏电

有些摩托车熄火之后的待机电流较大，如果长时间不骑，电瓶就会因为馈电严重而报废，特别是要骑车的时候无法打火让人很沮丧。为了解决这个问题，设计了一个电路，使用一个继电器连接电瓶正极和发电机线，当检测到摩托车熄火后，过一段时间自动切断继电器。为了增加使用逻辑芯片的能力，本电路不使用单片机。

• 一、电路框架

电路整体可以分为三部分：
1、电压检测
2、倒计时
3、驱动继电器

• 二、电压检测

检测电压的思路很简单，摩托车熄火之后，电压小于12.6v，打火之后，大于13v，那么就可以对正极电压适当分压之后，与一个基准电压源基准做对比，由此判断是否处于打火状态。基准电压使用的TL431，可以提供灵活又稳定的基准电压。这又分为两种思路：
1、TL431提供某个电压值，对主电源分压得到另一个电压值，使用LM393或者LM358对两者比较，然后输出高低电平。
2、因为TL431本身也是一个比较器，所以可以直接将分压值送给TL431，根据分压值与2.5v的关系，使电路输出高低电平。
两者的方案对比来看，方案1需要再额外使用一个比较器芯片，比较的比较精密，输出是瞬间切换高低电平。
方案2需要配合一个mos管，缺点是有一小段电压值输出不太稳定，但是摩托车的点火和熄火之间的电压跳变比较大，所以配合mos也没有明显的缺点。所以两种方案的差别最终就是成本和pcb面积。

• 三、倒计时

倒计时的方案也有很多种，我的理解可以分两大类，一类是使用一个大容量的电容，配合一个大阻值的电阻，对电容缓慢的充或放电，利用一次充放电实现计时；还有一类是使用晶振或者rc震荡反复，利用分频器计数，达到一定次数后完成计时。这两种方案我都使用过了，大电容的缺点是调试很麻烦，优点是节省元器件，一个电容+一个电阻即可；反复震荡的优缺点正好相反，优点是调试方便，想修改时间只需要调整分频器的输出引脚，缺点是要额外使用逻辑芯片，增加成本，占用pcb面积。震荡源可以有多重选择，晶振、NE555、三极管，为了产生更低的频率，我还测试了自闪烁led灯，这些方案都可以。我最终使用的是CD4060+RC震荡。

• 四、驱动继电器

经过测试，继电器的工作电流大概是150mA，使用三极管也可以，如果有多路逻辑就使用多个二极管或者多个三极管。最终我选择的是ULN2001，这个芯片可以驱动三路继电器，我计划的是两个逻辑控制同一个继电器，所以使用驱动芯片更合理。

• 五、原理图

方案1：使用大电容单次放电计时。

操作逻辑：
①按下按钮，给电容充电，同时控制uln2001某一路开启继电器。
②一路比较器去比较分压值和2.5v基准，如果检测到打火状态，输出高电平，持续给电容充电。同时控制uln2001某一路开启继电器。
③如果检测到熄火状态，比较器输出低电平，电容开始缓慢放电，低于某个值之后，控制uln2001关闭继电器。

方案2：使用CD4060倒计时

①按下按钮后，继电器导通。
②CD4060RC enable，震荡开始倒计时。
③TL431检测电压，如果处于打火状态，给CD4060的rst引脚高电平，使其disable。同时控制uln2001某一路开启继电器。
④倒计时结束，控制uln2001关闭继电器。
⑤电路里预留了三个输出，可以用电阻选择，相近的引脚输出时间是2倍的关系。