Ključavnica v bistvu pomeni "postaviti se v določeno stanje". V elektroniki je Latch Circuit vezje, ki zaklene svoj izhod, ko se za trenutek uporabi vhodni signal sprožilca, in ohrani to stanje, tudi po odstranitvi vhodnega signala. To stanje ostane nedoločen čas, dokler se napajanje ne ponastavi ali se ne uporabi zunanji signal. Zaklepno vezje je podobno kot SCR (Silicon Controlled Rectifier) in je lahko zelo uporabno v alarmnih tokokrogih, kjer bo majhen sprožilni signal vklopil alarm za nedoločen čas, dokler ga ne ponastavite ročno. Pred tem smo zgradili nekaj alarmnih vezij:
- Laser Security Alarm Circuit
- Požarni alarm z uporabo termistorja
- Protivlomni alarmni krog
- Varnostni alarm na osnovi IR
- Požarni alarmni sistem z uporabo mikrokrmilnika AVR
Danes bomo s pomočjo tranzistorjev zgradili zelo preprosto in poceni Latch vezje, ki ga lahko uporabimo za sprožitev omrežnih obremenitev in alarmov.
Sestavni deli:
- Upori - 10k (2), 100k (2), 220 ohm (1)
- Tranzistorji - BC547, BC557
- Kondenzator - 1uF
- Rele - 6v
- Dioda - 1N4148
- LED
- Vir napajanja - 5v-12v
Shema vezja:
Shema vezja zaklepanja je preprosta in jo je mogoče enostavno zgraditi. Upor R1 in R4 delujeta kot upor za omejevanje toka za tranzistor Q1, upori R2 in R3 pa kot upor za omejevanje toka za tranzistor Q2. Upori za omejevanje toka morajo biti uporabljeni na dnu tranzistorjev BJT, sicer lahko gorijo. Namen drugih komponent je razložen v spodnjem "Delovnem oddelku".
Delovna razlaga:
Preden gremo v razlago, moramo opozoriti, da je tranzistor Q1 BC547 NPN tranzistor, ki prevaja ali se vklopi, ko na njegovo dno deluje majhna pozitivna napetost. In tranzistor BC557 je PNP tranzistor, ki izvaja ali se vklopi, ko na njegovo podlago deluje negativna napetost (ali ozemljitev).
Sprva sta oba tranzistorja v izklopljenem stanju in rele je deaktiviran. PNP-tranzistor BC557 je povezan s pozitivno napetostjo z uporom R3, ki omejuje tok, tako da ne bo slučajno vodil. Kondenzator C1 je bil uporabljen previdno, da se prepreči nenamerno in lažno sproženje vezja.
Zdaj, ko na bazo tranzistorja BC547 deluje majhna pozitivna napetost, ta vklopi tranzistor in osnova tranzistorja Q2 BC557 se priključi na zemljo. Upor R2 in R3 preprečuje kratek stik v tem stanju. Zdaj, ko se osnova tranzistorja BC557 ozemlji, začne prevoditi in napaja tuljavo releja, ki aktivira rele in vklopi napravo, povezano z relejem. V našem primeru bo LED svetila.
Do zdaj je bilo to običajno, toda zaradi česar je to vezje "Latch". Če opazite, je kolektor tranzistorja BC557 povezan z bazo tranzistorja BC547 prek trenutnega omejevalnega upora R4. In ko se tranzistor BC557 vklopi, tok teče v dve smeri, najprej v rele in drugi na dno tranzistorja Q1. Torej ta povratna napetost na dnu tranzistorja BC547 ohranja tranzistor BC547 vklopljen za nedoločen čas, tudi po odstranitvi vhodne napetosti sprožilca. To po drugi strani ohrani drugi tranzistor vklopljen za nedoločen čas in zapah ali ključavnica se takoj oblikuje.
Zdaj bo alarm ali naprava, priključena na rele, ostala vklopljena, dokler se napajanje ne ponastavi. Ali pa lahko temu vezju dodate gumb za ponastavitev, da prekine stanje zaskočitve. Ta gumb bi povezal dno tranzistorja BC547 z zemljo, ki izklopi Q1 in Q2 in prekine zapah.
Če nobene naprave za izmenični tok ne želite zaskočiti in želite samo vklopiti LED ali brenčalo, lahko preprosto odstranite rele in z uporom priklopite LED neposredno na rele.
Dioda 1N4148 se uporablja za preprečevanje povratnega toka, ko je tranzistor izklopljen. Vsaka tuljava induktorja (v releju) pri nenadnem izklopu ustvari enak in nasproten EMF, kar lahko povzroči trajne poškodbe komponent, zato je treba za preprečevanje povratnega toka uporabiti diodo. Tukaj razumejte delovanje releja.