Защелка в основном означает «зафиксироваться в определенном состоянии». В электронике схема защелки - это схема, которая блокирует свой выход, когда применяется мгновенный входной сигнал запуска, и сохраняет это состояние даже после удаления входного сигнала. Это состояние будет оставаться неопределенным, пока не будет сброшено питание или не будет подан внешний сигнал. Схема с защелкой похожа на SCR (кремниевый выпрямитель) и может быть очень полезна в цепях сигнализации, где небольшой триггерный сигнал включает сигнализацию на неопределенный период, пока не будет сброшен вручную. Ранее мы построили несколько цепей сигнализации:
- Цепь лазерной охранной сигнализации
- Пожарная сигнализация с использованием термистора
- Цепь охранной сигнализации
- ИК-сигнализация безопасности
- Система пожарной сигнализации с использованием микроконтроллера AVR
Сегодня мы собираемся построить очень простую и дешевую схему защелки с использованием транзисторов, эта схема может использоваться для запуска сетевых нагрузок переменного тока и сигналов тревоги.
Составные части:
- Резисторы - 10к (2), 100к (2), 220 Ом (1)
- Транзисторы- BC547, BC557
- Конденсатор - 1 мкФ
- Реле- 6В
- Диод- 1Н4148
- СВЕТОДИОД
- Источник питания - 5В-12В
Принципиальная электрическая схема:
Принципиальная схема цепи фиксации проста и может быть легко построена. Резисторы R1 и R4 работают как токоограничивающие резисторы для транзистора Q1, а резисторы R2 и R3 работают как токоограничивающие резисторы для транзистора Q2. В основаниях BJT-транзисторов необходимо использовать ограничивающие ток резисторы, иначе они могут сгореть. Назначение других компонентов было объяснено в «Рабочем разделе» ниже.
Рабочее объяснение:
Прежде чем перейти к объяснению, мы должны отметить, что транзистор Q1 BC547 представляет собой NPN-транзистор, который проводит или включается, когда к его базе подается небольшое положительное напряжение. А транзистор BC557 - это транзистор PNP, который проводит или включается, когда на его базу подается отрицательное напряжение (или земля).
Изначально оба транзистора находятся в выключенном состоянии, а реле деактивировано. База PNP-транзистора BC557 подключена к положительному напряжению с помощью токоограничивающего резистора R3, чтобы он не проводил случайно. Конденсатор C1 был использован в качестве меры предосторожности, чтобы предотвратить случайное и ложное срабатывание цепи.
Теперь, когда небольшое положительное напряжение подается на базу транзистора BC547, он включает транзистор, и база транзистора Q2 BC557 подключается к земле. Резисторы R2 и R3 предотвращают короткое замыкание в этом состоянии. Теперь, когда база транзистора BC557 заземляется, она начинает проводить и питает катушку реле, которая активирует реле и включает устройство, подключенное к реле. В нашем случае светодиод будет светиться.
До сих пор это нормальное поведение, но что делает его схемой "защелки". Если вы заметили, коллектор транзистора BC557 подключен к базе транзистора BC547 через токоограничивающий резистор R4. И когда транзистор BC557 включается, ток течет в двух направлениях, сначала на реле, а затем на базу транзистора Q1. Таким образом, это напряжение обратной связи, подаваемое на базу транзистора BC547, удерживает транзистор BC547 включенным в течение неопределенного периода времени, даже после снятия входного напряжения запуска. Это, в свою очередь, удерживает второй транзистор включенным на неопределенное время, и мгновенно формируется защелка или замок.
Теперь сигнализация или устройство, подключенное к реле, будет оставаться включенным до сброса питания. Или к этой схеме можно добавить кнопку сброса, чтобы нарушить состояние фиксации. Эта кнопка соединяет базу транзистора BC547 с землей, которая отключает Q1 и Q2 и ломает защелку.
Если вы не хотите фиксировать какие-либо устройства переменного тока, а просто хотите включить светодиод или зуммер, вы можете просто удалить реле и подключить светодиод напрямую вместо реле с помощью резистора.
Диод 1N4148 используется для предотвращения обратного тока, когда транзистор выключен. Каждая катушка индуктивности (в реле) производит равную и противоположную ЭДС при внезапном отключении, это может привести к необратимому повреждению компонентов, поэтому необходимо использовать диод для предотвращения обратного тока. Узнайте здесь о работе реле.