Bagaimana saya bisa mendesain sirkuit yang akan hidup ketika kawat terputus?

19

Saya mencoba untuk membangun alarm kunci kabel saya sendiri (untuk sains!) Dan saya mengalami kesulitan mencari cara untuk mendeteksi bahwa kabel telah terputus.

Sirkuit harus

  1. Jangan menggunakan daya saat idle (atau setidaknya, sangat sedikit sehingga baterai tidak harus diganti setiap jam)
  2. Bunyikan pengeras suara saat kabel tertentu terputus

Pengetahuan saya tentang elektronik sangat minim. Saya tahu apa kapasitor, dioda, resistor, dan hal-hal dasar lainnya, tetapi saya tidak memiliki pemahaman yang baik tentang bagaimana listrik mengalir dalam apa pun selain satu loop tunggal.

Sepertinya saya ingat pernah membuat sirkuit yang kira-kira seperti ini .. (dan oh ya ampun, saya bahkan tidak tahu bagaimana melakukan diagram yang tepat jadi maafkan saya teman-teman)

/----------[battery]-------\
|                          |
|--------[light bulb]------|
|                          |
\-----[wire to be cut]-----/

Dan bohlam hanya akan menyala jika kawat di bawah terputus, karena listrik selalu mengambil jalan dengan hambatan paling sedikit.

Bagaimanapun, ini akan menjadi rangkaian yang dioperasikan dengan baterai dan saya cukup yakin bahwa diagram di atas ada yang pendek. Saya pikir ada resistor yang terlibat tetapi saya tidak ingat ke mana ia pergi.

Kalau ada yang bisa memberi saya beberapa petunjuk itu akan bagus!

transistors batteries sensor switches Ben
sumber
3
Saya mengerti bahwa Anda ingin memulai, tetapi saya sarankan untuk menunggu sedikit lebih lama sebelum menerima jawaban. Orang lain mungkin memiliki solusi yang bagus untuk, dan mungkin tidak ingin memposting jika sudah ada jawaban yang diterima. Menunggu sehari atau lebih tidak akan sakit.
stevenvh
cukup adil - saya akan menunggu beberapa hari sebelum memilih jawaban
Ben

Jawaban:

25

Sirkuit sederhana untuk melakukan ini akan menggunakan transistor tunggal, satu resistor dan bel. Hubungkan dua baterai 1,5 volt secara seri untuk mendapatkan 3 volt. Hubungkan satu ujung resistor 10 kilohm ke terminal positif baterai dan ujung lainnya ke pangkalan transistor NPN tujuan umum (2N2222, 2N3904, dll.). Hubungkan ujung negatif baterai ke emitor transistor. Hubungkan satu kabel bel ke ujung positif baterai dan kabel lainnya ke kolektor transistor. Jika bel memiliki tanda polaritas, ikuti mereka: positif ke ujung positif baterai, negatif ke kolektor transistor. Hubungkan kabel penginderaan Anda dari pangkalan ke emitor transistor. Selama kabel tersambung, ia akan mempersingkat basis ke emitor dan mencegah transistor menyala. Saat dipotong, baterai akan mengirim arus ke pangkalan transistor melalui resistor. Ini akan menyalakan transistor yang berarti kolektor ke tegangan emitor akan sangat kecil dan sebagian besar tegangan baterai akan melintasi bel yang kemudian akan menyala. Dengan kabel indera terhubung, baterai hanya perlu menyediakan arus melalui resistor yang akan sekitar 3 volt dibagi 10 kilohms atau 0,3 ma. Dua baterai AA dapat menyediakan arus sebanyak ini selama ratusan jam. Jika perlu, Anda dapat menggunakan baterai C atau D untuk masa pakai yang lebih lama. Sirkuit ini sederhana dan dapat dengan mudah dimodifikasi untuk menangani sumber suara lain jika diperlukan. Ini akan menyalakan transistor yang berarti kolektor ke tegangan emitor akan sangat kecil dan sebagian besar tegangan baterai akan melintasi bel yang kemudian akan menyala. Dengan kabel indera terhubung, baterai hanya perlu menyediakan arus melalui resistor yang akan sekitar 3 volt dibagi 10 kilohms atau 0,3 ma. Dua baterai AA dapat menyediakan arus sebanyak ini selama ratusan jam. Jika perlu, Anda dapat menggunakan baterai C atau D untuk masa pakai yang lebih lama. Sirkuit ini sederhana dan dapat dengan mudah dimodifikasi untuk menangani sumber suara lainnya jika diperlukan. Ini akan menyalakan transistor yang berarti kolektor ke tegangan emitor akan sangat kecil dan sebagian besar tegangan baterai akan melintasi bel yang kemudian akan menyala. Dengan kabel indera terhubung, baterai hanya perlu menyediakan arus melalui resistor yang akan sekitar 3 volt dibagi 10 kilohms atau 0,3 ma. Dua baterai AA dapat menyediakan arus sebanyak ini selama ratusan jam. Jika perlu, Anda dapat menggunakan baterai C atau D untuk masa pakai yang lebih lama. Sirkuit ini sederhana dan dapat dengan mudah dimodifikasi untuk menangani sumber suara lainnya jika diperlukan. Jika perlu, Anda dapat menggunakan baterai C atau D untuk masa pakai yang lebih lama. Sirkuit ini sederhana dan dapat dengan mudah dimodifikasi untuk menangani sumber suara lainnya jika diperlukan. Jika perlu, Anda dapat menggunakan baterai C atau D untuk masa pakai yang lebih lama. Sirkuit ini sederhana dan dapat dengan mudah dimodifikasi untuk menangani sumber suara lainnya jika diperlukan.

Barry
sumber
Wow. baiklah, saya tahu semua bagian ini, saya hanya perlu duduk dan menggambar ini sehingga saya bisa memahaminya. akan kembali untuk menyetujui!
Ben
4
10k resistor dasar akan menggambar sekitar 0,25 mA sebagai catatan. Alkalin AA dapat memasok itu mungkin selama 1 tahun. TETAPI jika transistor memiliki penguatan arus yang tinggi (katakanlah BC337-40), Anda dapat menggunakan resistor 100 k untuk usia baterai 10 tahun (yaitu umur simpan) dan beralih sekitar 10 mA. Drive tahap transistor kedua untuk arus beban lebih banyak. Atau gunakan transistor Darlington untuk memuat lebih banyak arus. Atau gunakan spec MOSFET yang sesuai dengan katakanlah 1 megohm resistor dan beban arus sebanyak yang diinginkan.
Russell McMahon
Ini terlihat bagus Barry! Saya akan memulai dari yang kecil dan membuat sirkuit uji dengan 2 AAS 1.5V, tetapi tujuan akhirnya adalah menghubungkan ini hingga 95 Wh, baterai 10,95 V. Saya berasumsi ini berarti bahwa saya perlu menaikkan resistor (untuk apa? - ini tergantung pada transistor apa yang saya gunakan, kan?) Ini bagus, saya belum begitu bersemangat tentang elektronik selama bertahun-tahun.
Ben
@ Ben: kedengarannya seperti baterai yang dapat diisi ulang. Perlu dicatat bahwa baterai self-discharge akan BY JAUH mengkonsumsi lebih dari biaya daripada sirkuit ini. MOSFET sebenarnya adalah trik yang rapi dan mungkin dapat berjalan selama bertahun-tahun dari sel koin.
Bryan Boettcher
1
Skema akan lebih nyaman.
Antonio
9

Saya akan menggunakan nMOSFET standar (seperti SI2316BDS-T1-GE3) dengan resistor 10M yang terhubung antara gerbang dan baterai. Bel harus dihubungkan dengan - ke tiriskan transistor dan tanda + ke baterai. Hubungkan salah satu ujung kabel penginderaan Anda ke gerbang dan yang lainnya ke sumber transistor bersama dengan - baterai dan Anda selesai! Pastikan baterai adalah komponen terakhir yang Anda hubungkan karena Anda dapat berpotensi merusak komponen jika Anda memasukkannya ke dalam rangkaian dengan daya yang diberikan. Jika Anda memerlukan info lebih lanjut, saya dapat mengirimi Anda diagram. Gregory

skema

mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab

Gregory Ion
sumber
Silakan posting diagram dalam jawaban Anda :) Ini akan membantu orang lain yang memiliki masalah serupa. Saya suka solusi ini juga, resistor 10M akan menjaga baterai tetap hidup untuk waktu yang lama.
Bryan Boettcher
Saya tidak mengerti bagaimana ini dihubungkan, khususnya bagian ini: "Hubungkan satu ujung kabel penginderaan Anda ke pintu gerbang dan yang lainnya ke sumber transistor bersama dengan - baterai" Diagram akan sangat membantu!
Ben
"E-MOS"? Anda mungkin berarti peningkatan, tetapi "P-MOS" atau "N-MOS" harus didahulukan, dan Anda tidak mengatakan apa-apa tentang itu. Dan kecuali disebutkan sebaliknya, MOSFET adalah FET tambahan.
stevenvh
Maaf kawan Saya merujuk ke MOSFET, N-Channel. Contoh praktis adalah SI2316BDS-T1-GE3. Anda dapat membelinya di Digi-Key.com
Gregory Ion
Saya menambahkan diagram, semoga membantu. Silakan periksa (ini bekerja untuk saya di dunia nyata, dan dalam simulasi, tapi saya mungkin salah menuliskannya).
stib
8

Jika Anda dapat hidup dengan daya tahan baterai yang diukur dalam beberapa hari daripada beberapa minggu, Anda juga dapat melakukannya dengan relai SPDT atau relai buluh yang biasanya tertutup (NC). Ini hampir tidak seefisien daya seperti solusi yang diusulkan Barry (kehendaknya bertahan ~ 50x lebih lama), tetapi jika Anda tidak nyaman dengan komponen elektronik diskrit, mungkin lebih mudah untuk membangun dan memahami.

Menggunakan relai daya rendah seperti ini , Anda bisa mendapatkan sekitar 5 hari dari sepasang baterai AA atau 19 hari dari sepasang sel C.

Hubungkan baterai ke terminal koil relay dengan satu kaki koneksi yang mewakili "kabel indera" Anda (baterai negatif ke satu sisi koil, baterai positif ke salah satu ujung kabel indera Anda, dan ujung lain kabel indra Anda ke sisi lain dari koil relay. Polaritas tidak penting untuk sebagian besar relay (kecuali ada dioda snubber integral))

Anda akan memiliki kontak umum (C), dan kontak normal tertutup (NC) yang Anda minati. Hubungkan baterai positif ke terminal umum, kontak NC ke kabel positif buzzer Anda, dan kabel negatif bel Anda ke terminal baterai negatif. Pastikan bahwa memotong "kabel indra" Anda hanya akan menghilangkan daya dari koil relay dan tidak akan menghapus daya yang mengalir ke bel.

Dengan kabel indera tetap utuh, relai akan diberi energi, menahan kontak NC terbuka (tidak terhubung). Ketika daya dilepas, kontak akan menutup, menyalakan bel Anda.

HikeOnPast
sumber
1
Upvoting karena saya belajar sesuatu yang baru! Saya mungkin akan menggunakan solusi Barry untuk masa pakai baterai. Saya nyaman dengan komponen elektronik diskrit dan semua solder yang berlangsung. Saya tipe orang yang mengikuti manual yang akhirnya memutuskan untuk mempelajari teorinya dan mulai membuat sesuatu sebagai gantinya.
Ben