Bu devrede bu direnç ne için?

Elektronik eğitimi alıyorum ve şu anda Charles Platt'un "Make: Electronics" adlı kitabını okuyorum / çalışıyorum. Temel bir hırsız alarmı yapmak için verdiği devre şemalarından biri:

Benim sorum, anahtardan sonra 1K direncinin amacı nedir. Diğer tüm bileşenlerin amacını anlıyorum, ama bu direnç neden orada olmalı? Kitabın bu bölümünü birkaç kez tekrar okudum, ancak bu direncin neden orada olduğunu veya ne yaptığını belirtmiyor gibi görünüyor. Atlanabilir mi?

Devredeki 10K ve 1K dirençler, anahtara kapalı basıldığında bir voltaj bölücü oluşturur. + 12V besleme ile bu bölücü nominal olarak yaklaşık 1 voltta bir transistör tabanı ön gerilimi ayarlar. NPN transistörünün vericisinin yer üstünde tutulması nedeniyle çok az baz akımı akar ve bu nedenle NPN baz vericisinin gerilimi, transistörün açılmasına izin verecek kadar yüksek olmaz. Bu tür bir devrenin 2N3904 transistör modeli ile simülasyonunda, 1K direncinin varlığının, transistördeki çok düşük seviye akımları nedeniyle LED'de yaklaşık 0.7V'lik bir önyargı tuttuğunu gösterir. 1K direnç çıkarılırsa ve anahtar GND'ye kapatıldığında, transistör tamamen kapanacağı için LED üzerindeki sapma esasen sıfıra düşer.

Fonksiyonel açıdan, bir LED'in anahtardan açılıp kapanması için, sadece bu basit devreyle ilgili olarak 1K direncine sahip olmanıza gerek yoktur. Öte yandan, bu devre, yukarıda bahsedilen önyargıyı arayan LED boyunca bir monitör devresine sahip daha karmaşık bir sistemde kullanıldıysa, anahtardan LED'e kadar tüm kabloların sağlam ve yerinde olduğunu gösteren bir gösterge olabilir. Anahtarın ve LED'in çok uzak bir yere yerleştirilebileceği gerçek bir hırsız alarm sisteminde, bu artık sapma tespiti kabloların kurcalanmamasını sağlamak için bir rol oynayabilir.

Haklısın, 1 kΩ direnç anlamsız. Anahtar kapatıldığında, transistörün tabanının kapanacak kadar alçak olmasına neden olur, ancak tabanın toprağa açık bir şekilde kısaltılması aynı etkiyi net bir şekilde elde eder.

Bu devreyi gerçekten sevmiyorum. Bu durumda, LED'i yayıcı bacağına koymanın anlamını görmüyorum. Gerçek bir faydası olmayan şeyleri yapmanın kıvrımlı bir yolu gibi görünüyor.

Yukarıdakilerin tümü göz önüne alındığında, bu kitaptaki hiçbir şeye iyi tasarım örnekleri olarak bakmazdım.

Anahtar açıksa, taban voltajı LED'in ileri voltajı tarafından belirlenir, örneğin 2 V + 0,7 V = 3,7 V. Sonra taban akımı (12 V - 3,7 V) / 10 kΩ = 0,83 mA'dır.

Anahtarı kapatırsanız, 10 kΩ dirençten geçen akım kısmen 1 kΩ dirençten ve kısmen tabana gitmek için bölünecektir. Transistörün iletime başlamadan önce bazın 3.7 V'a ihtiyacı olduğunu biliyoruz. 3,7 V olması için Ohm Yasası uyarınca 1 kΩ'dan geçen akım 3,7 mA olmalıdır. Transistör çalışacaksa, taban akımı 10 kΩ direnç üzerinden 12 V besleme akımından 3,7 mA daha az olacaktır.

Ancak, akımın 0,83 mA'dan yüksek olmayacağını gördük, bu yüzden her şey 1 kΩ'dan geçecek ve transistör hiç iletmeyecek. İletmediği için şimdilik görmezden gelebilir ve direnç bölücüden taban voltajını hesaplayabiliriz:

$V_B = \dfrac{1 k\Omega}{1 k\Omega + 10 k\Omega} \times 12 V = 1.09 V$

gerçekten gerekli 3.7 V'den daha düşük olan

1 kΩ atlanırsa ne olur? Daha sonra toprak akımı 1.09 mA'dan 1.2 mA'ya yükselir, hepsi bu. Bu 0,1 mA fark bankayı kırmaz, bu yüzden atlayabilirsiniz.

Açıkçası, bunun iyi bir devre olduğunu düşünmüyorum. LED'i kapatmak için anahtarı kapatırsınız, bunun yerine, tamamdır, ancak LED kapalı olduğunda hala 1,1 mA akan bir akımınız olacaktır. Düğmeyi 10 kΩ tarafına yerleştirmek daha iyi bir fikir olacaktır. Kabul etti, işlevi tersine çevrildi (kapanma LED'i açacaktı), ancak LED kapalıyken bir akımınız olmayacak. Bu durumda yine de toprağa bir direnç ekleyebilirsiniz, ancak değeri çok daha yüksek olmalıdır: 4,5 kΩ 3,7 V temel voltajda 0,83 mA çeker. Bu 0.83 mA, 12 V beslemeden gelen akımdı, bu yüzden transistörün sadece hareket etmeye başladığı nokta. Dolayısıyla değer bundan daha yüksek olmalıdır. Transistör ilettiğinde 100 kΩ'lık bir değer 37 µA çeker, böylece baz 830 µA - 83 µA = 750 µA elde eder. % 10 kaybı umursamazsanız direnci yerleştirebilirsiniz. Ayrıca orada atlayabilirsiniz (bir tel ile değiştirmeyin!), Daha sonra anahtar açıkken kayar. İki kutuplu bir transistör için bu gerçekten bir sorun değildir, özellikle iletken olmasını sağlamak için yüksek bir 3.7 V'ye ihtiyacınız olacağından, ancak bir MOSFET için bu direnç gerekli olacaktır.

Akım, en düşük R'ye sahip yolu bulacaktır. Kapatın, bölücü, Transistörü açmak için yeterli olmayan Taban voltajını 1V'ye sıkıştırır. Açın, akım transistöre akar ve Vbe ve Diyot'u açar.

Sorunuzdan, devrenin bir hırsız alarmı örneği olduğunu okudum.

Bu nedenle, bu direncin işlevinin, bazı davetsiz misafirlerin, anahtar kontakları arasına doğrudan 9V pil koyarak, "çok sofistike" alarmınızı yakmasını önlemek olduğunu düşünüyorum.

Bu direncin başka bir işlevi (belki kitapta bu tür hırsızları iyileştirmek için açıklanmıştır) belki anahtarın üzerine gömülmüş olmasıdır. Bu şekilde, bir davetsiz misafir kabloları kısa devre yaparsa (yani, taban ve toprak arasında doğrudan bir kısa devre yaparsa), direnç aslında 0 olacaktır. Bu nedenle taban voltajını izleyen bir karşılaştırıcı ekleyebilirsiniz. Çok düşük olursa, davetsiz misafir alarmınızı kurcalamaya çalışırken alarm yine de açılmalıdır.

Bundan bir parça, direncin başka pratik işlevleri yoktur: atlanmış olabilir.

Neden bu garip düzenleme (NPN transistör, yayıcı SIDE üzerindeki LED). Eğer anahtarı ve direnci tek bir bileşen olarak görürseniz, her ikisinin de bir terminale topraklanmış olduğunu fark edeceksiniz. Belki bu bazı durumlarda faydalı olabilir?