Mikrokontroleri mogu proizvesti snažne upravljačke uređaje - žarulje sa žarnom niti, grijanje Tena, čak i električne pogone. Da biste to učinili, koristite tipke tranzistora - uređaj za uključivanje kruga. To su univerzalni uređaji koji se mogu doslovno primijeniti u bilo kojem području djelovanja - kako u svakodnevnom životu tako iu automobilskom inženjerstvu.

Što je elektronički ključ?

Ključ je, ako je pojednostavljen, jednostavan prekidač. Uz to, električni krug je zaključan i otključan. Bipolarni tranzistor ima tri zaključka:

kolektor.

Odašiljač.

Baza.

U bipolarnim poluvodičima ugrađeni su elektronički ključevi - dizajn je jednostavan, ne zahtijeva prisustvo velikog broja elemenata. S prekidačem, krug je zatvoren i otključan. To se događa s upravljačkim signalom (koji proizvodi mikrokontroler), koji se šalje na bazu tranzistora.

Sklapanje opterećenja

Jednostavni krugovi na tranzistorskim prekidačima mogu izvršiti komutaciju struje u području od 015 14 A, napona 50 500 Vt. Sve ovisi o vrsti tranzistora. Ključ se može izvršiti prebacivanje opterećenja 5-7 kW uz pomoć upravljačkog signala, čija snaga ne prelazi stotine miliwatta. Umjesto tranzistorskih ključeva mogu se koristiti jednostavni elektromagnetski releji. Oni imaju prednost - pri radu nema grijanja. Ali ovdje je učestalost uključivanja i isključivanja ciklusaograničena, tako da koristite inverteri ili puls snage blokove za stvaranje sinusoid ne mogu. No, u općem načelu ključ operacije na poluvodič tranzistor i elektromagnetski relej je isti.

Elektromagnetski relej

Relej je elektromagnet koji kontrolira skupina kontakata. Možete napraviti analogiju s uobičajenim gumbom. Samo u slučaju relejnog napora ne uzima se ručno, nego iz magnetskog polja, koje se nalazi oko svitka uzbude. Kontakti se mogu prebaciti na vrlo veliko opterećenje - sve ovisi o vrsti elektromagnetskog releja. Vrlo rasprostranjeni su ovi uređaji dobiveni u automobilskoj tehnologiji - uz pomoć njih dolazi do uključivanja svih moćnih potrošača električne energije.

To vam omogućuje da odvojite svu električnu opremu automobila od agregata i regulatora. Potrošnja struje u namotu releja je vrlo mala. Naponski kontakti se prskaju dragim ili poludragim metalima, što isključuje vjerojatnost iskrenja. Umjesto releja mogu se koristiti sklopovi 12V tranzistorskih prekidača. Time se poboljšava funkcionalnost uređaja - uključivanje je tiho, kontakti se ne kliknu.

Zaključci elektromagnetskog releja

Normalno, u elektromagnetskom releju postoji 5 zaključaka:

Dva kontakta namijenjena kontroli. S njima je povezan navijanje uzbude.

Tri kontakta namijenjena uključivanju. Jedan zajednički kontakt, koji je normalno zatvoren i obično je otvoren za druge.BOvisno o tome koja se shema prebacivanja koristi, koriste se grupe kontakata. Tipka polja tranzistora ima 3-4 kontakta, ali rad se odvija na isti način.

Kako funkcionira elektromagnetski relej

Princip rada elektromagnetskog releja je vrlo jednostavan:

Navijanje kroz gumb je spojeno na napajanje.

U lancu opskrbe električnom energijom potrošača uključeni su kontakti releja snage.

Pritiskom na tipku se napaja namot, dolazi do povlačenja ploče i zatvaranja skupine kontakata.

Potrošaču se daje struja.

Otprilike ista shema tranzistorskih tipki radi - ne postoje samo kontaktne skupine. Njihove funkcije izvode kristali poluvodiča.

Provodljivost tranzistora

Jedan od načina rada tranzistora je ključ. U biti, služi kao prekidač. Utjecanje na sklopove kaskadnih pojačala nema smisla, oni se ne odnose na ovaj način rada. Poluvodičke triode koriste se u svim vrstama uređaja - u automobilskom inženjerstvu, u svakodnevnom životu, u industriji. Svi bipolarni tranzistori mogu imati sljedeću vrstu provodljivosti:

P-N-P.

N-P-N.

Prva vrsta uključuje poluvodiče, izrađene na temelju Njemačke. Ovi elementi postali su rašireni prije više od pola stoljeća. Malo kasnije, kao aktivni element počeo koristiti silicij, čija je vodljivost inverzna - n-p-n. Posebnost tranzistorskih prekidača je da je frekvencija prebacivanja mnogo viša od frekvencije releja. Poluvodički kristal može napraviti tisuće prijelaza iz otvorenog stanja u zatvoreno i natrag u jednoj sekundi. Dakle, brzina prebacivanja najjednostavnijih bipolarnih tranzistora je oko 1 milijun puta u sekundi. Zbog toga se tranzistori koriste u pretvaračima za stvaranje sinusoida.

Princip rada tranzistora

Element radi na isti način kao iu modu pojačala snage. U suštini, mala struja kontrole se dovodi na ulaz, koji se pojačava nekoliko stotina puta zbog promjene otpora između emitera i kolektora. Štoviše, ovaj otpor ovisi o veličini struje koja teče između emitera i baze.
Ovisno o tipu tranzistora, promjena postolja. Stoga, ako trebate odrediti zaključke elementa, trebatepogledajte referencu ili tablicu s podacima. Ako ne možete pristupiti literaturi, pomoću vodiča možete odrediti zaključke. Tu je i značajka u tranzistorima - oni možda nisu potpuno otvoreni. Releji, na primjer, mogu biti u dva stanja - zatvoreni i otvoreni. Ali u tranzistoru otpor kanala "emiter - kolektor" može jako varirati.

Primjer rada tranzistora u modu ključa

Dobitak je jedna od glavnih karakteristika tranzistora. Upravo taj parametar pokazuje koliko je puta struja koja teče kroz kanal "emiter-kolektor" viša od baze. Pretpostavimo da je koeficijent 100 (ovaj parametar je 21E). Prema tome, ako se upravljački krug napaja strujom od 1 mA (struja baze), tada će na prijelaznom "kolektoru-emiteru" biti 100 mA. Posljedično, došlo je do povećanja ulazne struje (signala). Prilikom rada, tranzistor se zagrijava, pa je potrebno pasivno ili aktivno hlađenje - radijatori i hladnjaci. Ali grijanje se događa samo u slučaju kada prolaz "kolektor-odašiljač" nije potpuno otvoren. U ovom slučaju, velika rasipna snaga - ona mora biti negdje gdje treba raditi, "žrtvovati" učinkovitost i oslobađati je u obliku topline. Grijanje će biti minimalno samo u slučajevima kada je tranzistor zatvoren ili potpuno otvoren.

Način zasićenja

Svi tranzistori imaju određeni prag za ulaznu struju. Čim se dostigne ova vrijednost, dobitak više neće igrati glavnu ulogu. U isto vrijeme izlazstruja se uopće ne mijenja. Napon na kontaktima "osnovnog emitera" može biti viši nego između kolektora i emitera. Ovo stanje zasićenja, tranzistor je potpuno otvoren. Ključni način kaže da tranzistor radi u dva načina - ili je potpuno otvoren ili zatvoren. Kada je kontrolna struja potpuno preklopljena, tranzistor se zatvara i zaustavlja odašiljanje struje.

Praktične konstrukcije

Praktični programi za korištenje tranzistora u ključnom načinu rada vrlo su veliki. Često se koriste za uključivanje i isključivanje LED-a kako bi se stvorili posebni efekti. Princip rada tranzistorskih tipki omogućuje ne samo izradu igračaka, već i implementaciju složenih upravljačkih shema. No, potrebno je u izgradnji potrebnih za ograničenje struje otpornika (su uspostavljena između izvora upravljačkih signala i baze tranzistora). No, izvor signala može biti bilo što - prekidač gumb senzor, mikrokontrolera i tako dalje D.

Rad s mikrokontrolera

U izračunu ključnu tranzistor mora uzeti u obzir sve značajke stavke.. Kako bi upravljački sustav radio na mikrokontroleru, koriste se kaskade pojačala na tranzistorima. Problem je u tome što je izlaz iz regulatora je vrlo slaba, to nije dovoljno da se uključite na releju elektromagnetskog svitka (ili otvorite tranziciji vrlo moćan ključ snage). Bolje je primijeniti bipolarni tranzistorski ključ za upravljanje MOSFET elementom.Koriste se jednostavne strukture koje se sastoje od sljedećih elemenata:

bipolarni tranzistor.

Otpornik za ograničavanje ulazne struje.

Poluvodička dioda.

Elektromagnetski relej.

Napajanje 12 volta. Dioda je instalirana paralelno sa svitkom releja, potrebno je spriječiti prekid tranzistora impulsom s visokim EMF-om, koji se pojavljuje u trenutku isključivanja. Upravljački signal je načinjen od mikrokontrolera, ulazi u bazu tranzistora i pojačava se. U tom slučaju dolazi do napajanja na namotu elektromagnetskog releja - otvara se kanal "kolektor-odašiljač". Prilikom zatvaranja mrežnih kontakata, teret se uključuje. Rad ključa tranzistora odvija se u potpuno automatskom načinu rada - ljudsko sudjelovanje praktički nije potrebno. Glavna stvar - ispravno programirati mikrokontroler i spojiti ga na senzore, gumbe, aktuatore.

Korištenje tranzistora u konstrukcijama

Potrebno je proučiti sve zahtjeve za poluvodiče koji će se koristiti u konstrukciji. Ako planirate kontrolirati namotavanje elektromagnetskog releja, onda morate obratiti pozornost na njegovu snagu. Ako je visoka, onda je malo vjerojatno da će se koristiti minijaturni tranzistori kao što je KT315: oni neće moći osigurati struju potrebnu za napajanje namota. Stoga se preporuča uporaba snažnih energetskih tranzistora ili sklopova u elektroenergetici. Struja na ulazu od njih je vrlo mala, ali veliki koeficijentdobitak.

Nije potrebno koristiti snažne releje za komutaciju slabih opterećenja: nije mudro. Budite sigurni da koristite visokokvalitetne izvore napajanja, pokušajte odabrati napon tako da relej radi u normalnom načinu rada. Ako je napon prenizak, kontakti neće biti privučeni i neće se uključiti: veličina magnetskog polja će se pokazati malom. Ali ako primijenite izvor s visokim naponom, namota će se početi zagrijavati, a možda i potpuno neumjesna. Budite sigurni da koristite tranzistore niske i srednje snage kao odbojnike pri radu s mikrokontrolerima, ako trebate uključiti snažna opterećenja. Kao energetske uređaje bolje je koristiti MOSFET-elemente. Shema povezivanja mikrokontrolera ista je kao i kod bipolarnog elementa, ali postoje male razlike. Rad ključa tranzistora koji koristi MOSFET tranzistore isti je kao i kod bipolarnih: tranzicijski otpor može se glatko promijeniti, prevesti element iz otvorenog stanja u zatvoreni i unatrag.