KLAWISZ DIY NA TRANZYSTORZE POLOWYM

Send

Być może nawet osoba daleko od elektroniki słyszała, że istnieje taki element jak przekaźnik. Najprostszy przekaźnik elektromagnetyczny zawiera elektromagnes, po przyłożeniu do niego napięcia pozostałe dwa styki są zamknięte. Za pomocą przekaźnika możemy przełączać dość duże obciążenie, przykładając lub odwrotnie, usuwając napięcie ze styków sterujących. Najczęściej stosowane przekaźniki sterowane napięciem 12 woltów. Istnieją również przekaźniki na napięcie 3, 5, 24 woltów.

Jednak przełączanie dużego obciążenia jest możliwe nie tylko za pomocą przekaźnika. Ostatnio powszechne stały się potężne tranzystory polowe. Jednym z ich głównych celów jest praca w trybie klucza, tj. tranzystor jest albo zamknięty, albo całkowicie otwarty, gdy rezystancja przejścia Stoke - Source jest praktycznie zerowa. Możesz otworzyć tranzystor polowy, przykładając napięcie do bramki względem jej źródła. Można porównać działanie klucza na tranzystorze polowym z działaniem przekaźnika - doprowadzili napięcie do bramki, tranzystor otworzył, obwód zamknął. Usunęli napięcie z żaluzji - obwód się otworzył, obciążenie jest pozbawione napięcia.
Jednocześnie klucz tranzystora polowego ma pewne zalety w stosunku do przekaźnika, takie jak:

Wielka trwałość. Dość często przekaźniki ulegają awarii z powodu obecności części ruchomych mechanicznie, podczas gdy tranzystor, w odpowiednich warunkach pracy, ma znacznie dłuższą żywotność.
Rentowność Cewka przekaźnika zużywa prąd, a czasem jest bardzo znaczący. Brama tranzystora zużywa prąd tylko w momencie doprowadzenia do niego napięcia, a następnie praktycznie nie zużywa prądu.
Brak kliknięć podczas przełączania.

Schemat

Kluczowy schemat tranzystora polowego przedstawiono poniżej:

Rezystor R1 w nim ogranicza prąd, jest potrzebny w celu zmniejszenia prądu pobieranego przez bramę w momencie otwarcia, bez którego tranzystor może ulec awarii. Wartość tego rezystora można łatwo zmienić w szerokim zakresie, od 10 do 100 omów, nie wpłynie to na działanie obwodu.
Rezystor R2 ciągnie bramkę do źródła, wyrównując w ten sposób ich potencjały, gdy do bramki nie jest przyłożone napięcie. Bez tego żaluzja pozostanie „wisi w powietrzu” i nie można zagwarantować, że tranzystor się zamknie. Wartość tego rezystora można również zmieniać w szerokim zakresie - od 1 do 10 kOhm.
Tranzystor T1 jest tranzystorem polowym z efektem N-kanałowym. Należy go wybrać na podstawie mocy pobieranej przez obciążenie i wielkości napięcia sterującego. Jeśli jest mniejszy niż 7 woltów, powinieneś wziąć tak zwany „logiczny” tranzystor polowy, który niezawodnie otwiera się od napięcia 3,3–5 woltów. Można je znaleźć na płytach głównych komputerów. Jeśli napięcie sterujące mieści się w granicach 7-15 woltów, możesz wziąć „konwencjonalny” tranzystor polowy, na przykład IRF630, IRF730, IRF540 lub inny podobny. W takim przypadku należy zwrócić uwagę na taką cechę, jak rezystancja kanału otwartego. Tranzystory nie są idealne, a nawet w stanie otwartym rezystancja przejścia Stoke-Source nie jest równa zero. Najczęściej wynosi on setne części Ohma, co absolutnie nie jest krytyczne przy przełączaniu obciążenia o niskiej mocy, ale bardzo znacząco przy wysokich prądach. Dlatego, aby zmniejszyć spadek napięcia na tranzystorze i odpowiednio zmniejszyć jego nagrzewanie, należy wybrać tranzystor o najniższej rezystancji otwartego kanału.
„N” na schemacie jest rodzajem obciążenia.
Wadą klucza na tranzystorze jest to, że może on działać tylko w obwodach prądu stałego, ponieważ prąd płynie tylko z zapasu do źródła.

Produkcja klucza na tranzystorze polowym

Taki prosty obwód można również zmontować na ścianie, ale postanowiłem zrobić miniaturową płytkę drukowaną z wykorzystaniem technologii laserowo-żelaznej (LUT). Procedura jest następująca:
1) Wycinamy kawałek PCB odpowiedni do wymiarów płytki drukowanej, myjemy go drobnym papierem ściernym i odtłuszczamy alkoholem lub rozpuszczalnikiem.

2) Na specjalnym papierze termotransferowym drukujemy płytkę drukowaną. Możesz użyć błyszczącego papieru magazynowego lub kalki technicznej. Gęstość tonera w drukarce powinna być ustawiona na maksimum.

3) Przenieś wzór z papieru na tekstolit za pomocą żelazka. W takim przypadku należy go kontrolować, aby kartka papieru z wzorem nie przesuwała się względem płytki drukowanej. Czas nagrzewania zależy od temperatury żelazka i wynosi od 30 do 90 sekund.

4) W rezultacie na textolite pojawia się obraz ścieżek w odbiciu lustrzanym. Jeśli toner w niektórych miejscach nie przylega dobrze do przyszłej planszy, możesz naprawić skazy za pomocą kobiecego lakieru do paznokci.

5) Następnie kładziemy tekstolit trawiony. Istnieje wiele sposobów na wykonanie roztworu do trawienia; używam mieszaniny kwasu cytrynowego, soli i nadtlenku wodoru.

Po trawieniu tablica przyjmuje następującą formę:

6) Następnie należy usunąć toner z płytki drukowanej, najłatwiej to zrobić za pomocą zmywacza do paznokci. Możesz użyć acetonu i innych podobnych rozpuszczalników, ja użyłem rozpuszczalnika olejowego.

7) Obudowa jest niewielka - teraz pozostaje wywiercić otwory w odpowiednich miejscach i blachę. Następnie przyjmuje postać:

Płyta jest gotowa do wlutowania w nią części. Wymagane są tylko dwa rezystory i tranzystor.

Na płycie znajdują się dwa styki do dostarczania napięcia sterującego, dwa styki do podłączenia źródła zasilającego obciążenie i dwa styki do podłączenia samego obciążenia. Płyta z lutowanymi częściami wygląda następująco:

Jako obciążenie do sprawdzenia działania obwodu wziąłem dwa potężne rezystory 100 omów połączone równolegle.

Planuję używać urządzenia w połączeniu z czujnikiem wilgotności (tablica w tle). To od niego napięcie sterujące 12 woltów dochodzi do obwodu klucza. Testy wykazały, że przełącznik tranzystorowy działa doskonale, dostarczając napięcie do obciążenia. Spadek napięcia na tranzystorze wyniósł 0,07 woltów, co w tym przypadku wcale nie jest krytyczne. Ogrzewanie tranzystora nie jest obserwowane nawet przy stałej pracy obwodu. Udany montaż!