Wie kann ich eine Schaltung entwerfen, die sich einschaltet, wenn ein Draht abgeschnitten wird?

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Ich versuche, meinen eigenen Kabelschlossalarm (für die Wissenschaft!) Zu bauen, und habe Probleme, einen Weg zu finden, um zu erkennen, dass ein Draht abgeschnitten wurde.

Die Schaltung muss

  1. Im Leerlauf keinen Strom verbrauchen (oder zumindest sehr, sehr wenig, damit die Batterien nicht jede Stunde gewechselt werden müssen)
  2. Lassen Sie einen Lautsprecher ertönen, wenn ein bestimmtes Kabel abgeschnitten ist

Meine Elektronikkenntnisse sind minimal. Ich weiß, was Kondensatoren, Dioden, Widerstände und andere grundlegende Dinge sind und tun, aber ich habe kein gutes Verständnis dafür, wie Elektrizität in etwas anderem als einer einzelnen Schleife fließt.

Ich scheine einmal machen , eine Schaltung zu erinnern , die so etwas wie dies war .. (und oh meine Güte, ich weiß nicht einmal wissen , wie man eine richtige Diagramm zu tun , so verzeihen Sie mir Leute)

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

Und die Glühbirne würde nur dann aufleuchten, wenn der Draht darunter abgeschnitten würde, weil Elektrizität immer den Weg des geringsten Widerstands einschlägt.

Wie auch immer, dies wird eine batteriebetriebene Schaltung sein und ich bin mir ziemlich sicher, dass das Diagramm oben einen Kurzschluss enthält. Ich glaube, es war ein Widerstand, aber ich weiß nicht mehr, wo er hingegangen ist.

Wenn mir jemand Hinweise geben kann, wäre das großartig!

Ben
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Ich verstehe, dass Sie sofort loslegen möchten, aber ich empfehle Ihnen, etwas länger zu warten, bevor Sie eine Antwort annehmen. Andere haben möglicherweise eine gute Lösung für diese Aufgabe und möchten keine Beiträge verfassen, wenn bereits eine akzeptierte Antwort vorliegt. Etwa einen Tag zu warten, wird nicht schaden.
Stevenvh
Fair genug - ich werde ein paar Tage warten, bevor ich eine Antwort auswähle
Ben

Antworten:

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Eine einfache Schaltung, um dies zu tun, würde einen einzelnen Transistor, einen Widerstand und einen Summer verwenden. Schließen Sie zwei 1,5-Volt-Batterien in Reihe an, um 3 Volt zu erhalten. Schließen Sie ein Ende eines 10-Kilo-Ohm-Widerstands an den Pluspol der Batterien und das andere Ende an die Basis eines Allzweck-NPN-Transistors (2N2222, 2N3904 usw.) an. Verbinden Sie das negative Ende der Batterie mit dem Emitter des Transistors. Schließen Sie einen Draht des Summers an das positive Ende der Batterie und den anderen Draht an den Kollektor des Transistors an. Wenn der Summer Polaritätsmarkierungen aufweist, befolgen Sie diese: positiv zum positiven Ende der Batterie, negativ zum Transistorkollektor. Verbinden Sie Ihren Sensordraht von der Basis mit dem Emitter des Transistors. Solange der Draht angeschlossen ist, schließt er die Basis mit dem Emitter kurz und verhindert, dass der Transistor einschaltet. Wenn es geschnitten ist, Die Batterien senden über den Widerstand Strom an die Basis des Transistors. Dadurch wird der Transistor eingeschaltet, was bedeutet, dass die Spannung zwischen Kollektor und Emitter sehr gering ist und der größte Teil der Batteriespannung über dem Summer liegt, der dann eingeschaltet wird. Wenn der Messdraht angeschlossen ist, müssen die Batterien nur Strom durch den Widerstand liefern, der etwa 3 Volt geteilt durch 10 Kiloohm oder 0,3 mA beträgt. Zwei AA-Batterien können so viel Strom für Hunderte von Stunden liefern. Bei Bedarf können Sie C- oder D-Batterien für eine noch längere Lebensdauer verwenden. Diese Schaltung ist einfach und kann bei Bedarf leicht geändert werden, um andere Schallquellen zu handhaben. Dadurch wird der Transistor eingeschaltet, was bedeutet, dass die Spannung zwischen Kollektor und Emitter sehr gering ist und der größte Teil der Batteriespannung über dem Summer liegt, der dann eingeschaltet wird. Wenn der Messdraht angeschlossen ist, müssen die Batterien nur Strom durch den Widerstand liefern, der etwa 3 Volt geteilt durch 10 Kiloohm oder 0,3 mA beträgt. Zwei AA-Batterien können so viel Strom für Hunderte von Stunden liefern. Bei Bedarf können Sie C- oder D-Batterien für eine noch längere Lebensdauer verwenden. Diese Schaltung ist einfach und kann bei Bedarf leicht geändert werden, um andere Schallquellen zu handhaben. Dadurch wird der Transistor eingeschaltet, was bedeutet, dass die Spannung zwischen Kollektor und Emitter sehr gering ist und der größte Teil der Batteriespannung über dem Summer liegt, der dann eingeschaltet wird. Wenn der Messdraht angeschlossen ist, müssen die Batterien nur Strom durch den Widerstand liefern, der etwa 3 Volt geteilt durch 10 Kiloohm oder 0,3 mA beträgt. Zwei AA-Batterien können so viel Strom für Hunderte von Stunden liefern. Bei Bedarf können Sie C- oder D-Batterien für eine noch längere Lebensdauer verwenden. Diese Schaltung ist einfach und kann bei Bedarf leicht geändert werden, um andere Schallquellen zu handhaben. Bei Bedarf können Sie C- oder D-Batterien für eine noch längere Lebensdauer verwenden. Diese Schaltung ist einfach und kann bei Bedarf leicht geändert werden, um andere Schallquellen zu handhaben. Bei Bedarf können Sie C- oder D-Batterien für eine noch längere Lebensdauer verwenden. Diese Schaltung ist einfach und kann bei Bedarf leicht geändert werden, um andere Schallquellen zu handhaben.

Barry
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Wow. Okay, ich kenne all diese Teile, ich muss mich nur hinsetzen und das herausziehen, damit ich einen Sinn daraus ziehen kann. Wir werden wiederkommen, um zu genehmigen!
Ben
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Ein 10k-Basiswiderstand zieht als Hinweis ca. 0,25 mA. AA-Alkalien können das für möglicherweise 1 Jahr liefern. ABER wenn der Transistor eine hohe Stromverstärkung aufweist (z. B. BC337-40), können Sie einen 100-k-Widerstand für eine Batterielebensdauer von 10 Jahren (dh Haltbarkeit) verwenden und ungefähr 10 mA schalten. Eine zweite Transistorstufe ansteuern, um mehr Laststrom zu erhalten. Oder verwenden Sie einen Darlington-Transistor für mehr Laststrom. Oder verwenden Sie einen geeigneten MOSFET mit einem Widerstand von beispielsweise 1 Megaohm und so viel Laststrom wie gewünscht.
Russell McMahon
Das sieht gut aus, Barry! Ich werde klein anfangen und eine Testschaltung mit 2 1,5 V AAs machen, aber das Endziel ist es, diese an eine 95 Wh, 10,95 V Batterie anzuschließen. Ich gehe davon aus, dass dies bedeutet, dass ich den Widerstand erhöhen muss (auf was? - das hängt davon ab, welchen Transistor ich verwende, oder?). Das ist großartig, ich war seit Jahren nicht mehr so ​​begeistert von Elektronik.
Ben
@ Ben: das klingt wie ein Akku. Es ist erwähnenswert, dass die Selbstentladung der Batterie bei Weitem mehr Ladung verbraucht als diese Schaltung. Der MOSFET ist eigentlich ein ordentlicher Trick und kann wahrscheinlich jahrelang an einer Knopfzelle laufen.
Bryan Boettcher
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Ein Schaltplan wäre bequemer.
Antonio
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Ich würde einen Standard-nMOSFET (wie den SI2316BDS-T1-GE3) mit einem 10-M-Widerstand zwischen Gate und dem Pluspol der Batterie verwenden. Der Summer sollte mit dem - an den Transistor-Drain und dem + an das + der Batterie angeschlossen werden. Verbinden Sie ein Ende Ihres Sensordrahts mit dem Gate und das andere Ende mit der Transistorquelle, zusammen mit dem - der Batterie, und fertig! Stellen Sie sicher, dass die Batterie die letzte Komponente ist, die Sie anschließen, da Sie die Komponenten möglicherweise beschädigen können, wenn Sie sie bei angelegter Spannung in den Stromkreis einstecken. Wenn Sie weitere Informationen benötigen, kann ich Ihnen ein Diagramm per E-Mail senden. Gregory

schematisch

simulieren Sie diese Schaltung - Schaltplan erstellt mit CircuitLab

Gregory Ion
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Bitte posten Sie ein Diagramm in Ihrer Antwort :) Es wird anderen helfen, die ein ähnliches Problem haben. Ich mag diese Lösung auch, ein 10M Widerstand hält die Batterie für eine lange Zeit am Leben.
Bryan Boettcher
Ich verstehe nicht, wie dies angeschlossen ist, insbesondere dieser Teil: "Verbinden Sie ein Ende Ihres Sensordrahtes mit dem Gate und das andere mit der Transistorquelle zusammen mit dem - der Batterie." Ein Diagramm wäre wirklich hilfreich!
Ben
"E-MOS"? Sie meinen wahrscheinlich Verbesserung, aber "P-MOS" oder "N-MOS" sollte an erster Stelle stehen, und dazu sagen Sie nichts. Und wenn nicht anders angegeben ein MOSFET ist ein Anreicherungs - FET.
Stevenvh
Tut mir leid, Leute. Ich bezog mich auf einen MOSFET, N-Kanal. Ein praktisches Beispiel ist SI2316BDS-T1-GE3. Sie können es bei Digi-Key.com
Gregory Ion
Ich habe ein Diagramm hinzugefügt, hoffe es hilft. Bitte überprüfen Sie (es funktioniert für mich in der realen Welt und in der Simulation, aber ich könnte es falsch transkribiert haben).
Stib
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Wenn Sie mit einer Batterielebensdauer von Tagen statt Wochen leben können, können Sie dies auch mit einem SPDT-Relais oder einem Öffner-Reed-Relais tun. Es ist nicht annähernd so energieeffizient wie die von Barry vorgeschlagene Lösung (seine Lebensdauer beträgt etwa das 50-fache), aber wenn Sie mit diskreten elektronischen Bauteilen nicht vertraut sind, ist es möglicherweise einfacher zu bauen und zu verstehen.

Mit einem Relais mit niedriger Leistung wie diesem können Sie aus einem Paar AA-Batterien ungefähr 5 Tage oder aus einem Paar C-Zellen 19 Tage herausholen.

Schließen Sie die Batterie an die Relaisspulenanschlüsse an, wobei ein Teil des Anschlusses Ihr "Erfassungskabel" darstellt (Batterie-Minus an einer Seite der Spule, Batterie-Plus an einem Ende Ihres Erfassungskabels und das andere Ende Ihres Erfassungskabels an der andere Seite der Relaisspule. Bei den meisten Relais spielt die Polarität keine Rolle (es sei denn, es ist eine integrierte Dämpfungsdiode vorhanden).

Sie haben einen gemeinsamen Kontakt (C) und einen normalerweise geschlossenen Kontakt (NC), an dem Sie interessiert sind. Schließen Sie das Pluskabel der Batterie an den gemeinsamen Anschluss, das Pluskabel des Öffners an die Plusleitung Ihres Summers und die Minusleitung an von Ihrem Summer zum negativen Batteriepol. Stellen Sie sicher, dass das Abschneiden Ihres "Sensordrahts" nur die Stromzufuhr zur Relaisspule und nicht die zum Summer fließende Stromzufuhr unterbricht.

Wenn die Messleitung intakt ist, zieht das Relais an und hält die Öffnerkontakte offen (nicht angeschlossen). Wenn die Stromversorgung unterbrochen wird, werden die Kontakte geschlossen und der Summer wird mit Strom versorgt.

HikeOnPast
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Upvoting weil ich was neues gelernt habe! Ich werde wahrscheinlich mit Barrys Lösung für die Akkulaufzeit gehen. Ich bin mit diskreten elektronischen Bauteilen und all dem Löten, das vor sich geht, vertraut. Ich bin ein Typ, der dem Handbuch folgt und sich endlich dazu entschlossen hat, die Theorie zu lernen und stattdessen Dinge zu kreieren.
Ben