Электронная кнопка

Разное

Можно смело сказать, что триггер – один из самых распространенных схемных узлов современной электроники. Во всяком случае, это главное действующее лицо в компьютерах и электронных автоматах.

Широкое применение триггера связано с тем, что он обладает двумя состояниями устойчивого равновесия и способен под действием управляющих сигналов скачком переходить из одного состояния в другое. Триггеры относятся по своим функциональным свойствам к последовательным цифровым автоматам, т.е. устройствам, выходной сигнал которых зависит не только от сигналов, присутствующих на данный момент на управляющих входах, но и от состояния устройства, в котором оно находилось, до появления этих сигналов.

Надо отметить, что в настоящее время на схемах практически не увидишь классический триггер, но в микросхемах памяти, микроконтроллерах, их на кристалле сформировано методами современной технологии миллионы штук, выполненных в основном на комплементарных полевых транзисторах со структурой металл – окисел – полупроводник.

Но обратимся к классическому триггеру, на биполярных транзисторах, приведенному на рис. 1. Как видно из схемы, устройство состоит из двух ключевых элементов на биполярных транзисторах VT1, VT2, соединенных между собой таким образом, что вход одного ключа замкнут на выход другого. Такая схема получила название симметричного триггера с коллекторно-базовыми связями. Эта связь осуществляется с помощью резисторов R2, R5. Часто эти резисторы шунтируют конденсаторами для того, чтобы процесс переключения происходил быстрее.

Цепочка R7, С1 – участок, по которому проходит ток открытого транзистора и создает на нем постоянное запирающее напряжение. Через диоды VD1, VD2 производится переключение триггера из одного устойчивого состояния в другое путем подачи потенциала общей шины на открытый транзистор. Эти входы еще называют установочными и обозначают S (от англ. Set – устанавливать) и R (от англ. Reset – восстанавливать).

Соответственно, такой триггер называют RS-триггер. Но у классического триггера есть одно неприятное свойство: нельзя точно указать, какой транзистор окажется открытым после подачи питания. Вследствие разброса резисторов по сопротивлению, транзисторов по коэффициенту усиления это приводит к тому, что при подаче питания оба транзистора начнут открываться, но с лучшими характеристиками откроется первым и, соответственно, закроет другой.

Можно, конечно, на место VT1 поставить по всем характеристикам лучший, чем второй, изменить немного номиналы резисторов, но это решение проблемы в “лоб”. Есть в мире замечательная вещь – Интернет. Недолгий поиск во всемирной паутине привел к интересной схеме, опубликованной в одном из зарубежных журналов. Эта схема была переведена на отечественные транзисторы, изменены номиналы резисторов и добавлена транзисторная оптопара – для возможности управления какой-либо бытовой нагрузкой.

Электрическая принципиальная схема приведена на рис. 2. Глядя на схему, язык не поворачивается назвать это устройство триггером. Но не будем спорить с автором этой схемы. Замечательно то, что при подаче питания устройство находится в выключенном состоянии, т.е. транзисторы VT1, VT2 закрыты, ток через светодиод HL1 не протекает и оптопара, соответственно, выключена.

Чтобы включить устройство, достаточно нажать на кнопку без фиксации S1. Устройство тотчас переключится в другое состояние, светодиод HL1 загорится и оптопара готова к коммутации нагрузки. Чтобы выключить устройство, необходимо кратковременно нажать кнопку S2. При этом транзистор VT1 закрывается, обрывая цепь питания VT2. Схема переходит в исходное состояние.

К этому устройству больше подходит название “электронная кнопка” или “электронный выключатель”. Большой ассортимент выключателей и розеток можно посмотреть тут.

Номинальное напряжение питания – 12 В. При этом, в выключенном состоянии, ток потребления не превышает 0,22 мА, во включенном – 7 мА. Схема сохраняет свою работоспособность в диапазоне питающих напряжений 9…12 В. Транзисторы необходимо использовать с большим коэффициентом усиления и малым обратным током. В противном случае диапазон питающих напряжений сузится. Оптопара применена типа PC817D, ввиду того, что имеет наибольший “current transfer ratio (CTR)” – 300…600%.

С другими буквами – меньший, а другие типы оптопар также имеют меньший CTR. При малом данном параметре – соответственно небольшой ток через транзистор оптопары (lDA1 = CTR х lHL). А это ведет к использованию усилителя тока при включении какой-либо нагрузки. Светодиод любой, зеленого цвета, можно заменить на сверхъяркий для лучшего восприятия в хорошо освещенной комнате.

Для облегчения повторения конструкции на рис. 3 приведена печатная плата, а на рис. 4 – расположение элементов. Плата разведена под установку вертикальных кнопок, для горизонтальных кнопок необходимо незначительно подкорректировать рисунок проводников. Две такие схемы были использованы в качестве квазисенсоров со световой индикацией.

Оцените статью
radiochipi.ru
Добавить комментарий

Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я принимаю политику конфиденциальности.

Adblock
detector