Теперь предположим, что мы заменили светодиод на реле, как показано на рис. 3.79. (Я изобразил двухполюсное реле, хотя второй полюс пока нам не понадобится.) Пока все кнопки остаются замкнутыми, на базе транзистора присутствует относительно низкий потенциал, поэтому транзистор закрыт, ток в обмотке реле отсутствует, и его контакты остаются в исходном состоянии.
Когда любой из датчиков размыкается, более высокое напряжение на базе транзистора вызовет подачу тока на катушку реле, которое запустит сигнализацию, как на рис. 3.80.
Замечание
Работа реле в таком режиме вполне допустима, потому что оно не будет «всегда включено». Для него нормальное состояние – выключенное, а мощность потребляется только при срабатывании сигнализации.
Рис. 3.79. В этой схеме реле срабатывает, когда размыкается любой из датчиков
Обратите внимание на то, что я изъял резистор 470 Ом из схемы, потому что реле не нуждается в какой-либо защите от источника питания.
Если хотите, то можете самостоятельно собрать эту схему с тем же реле, как и в эксперименте 7 (см. раздел «Эксперимент 7. Исследование реле»
Рис. 3.80. Теперь, когда датчик в цепи разомкнут, транзистор включает реле
Рис. 3.81. Датчик снова замкнут. Транзистор выключен, но сигнал тревоги выдается
Вам следует выяснить два обстоятельства:
• Будет ли реле перегружать транзистор? Вы найдете ответ, заглянув в технические описания этих двух компонентов.
• Помните, что во включенном состоянии на транзисторе имеется небольшое падение напряжения. Хватит ли оставшегося напряжения для надежного срабатывания 9-вольтового реле? В техническом паспорте реле указано минимальное рабочее напряжение его обмотки. Вы можете проверить эти сведения опытным путем.
Самоблокирующееся реле
Схема, которая разработана на данный момент, будет активировать сигнализацию, когда происходит размыкание любого датчика. Это хорошо, но что случится, если Датчик вернется в замкнутое состояние? На базу транзистора вновь будет подано низкое напряжение, поэтому он отключит сигнализацию. А вот это уже плохо.
В соответствии с пунктом 8 из моего технического задания сигнализация должна продолжать выдавать сигнал тревоги, даже после того как кто-то открыл дверь или окно и быстро закрыл его. Поэтому реле должно каким-то образом блокировать себя.
Один из способов это сделать – использовать
Рис. 3.82. Объяснение принципа самоблокировки реле
Секрет раскрывается на рис. 3.81. В данном случае крайняя справа кнопка снова замкнулась после размыкания, и поэтому транзистор выключился, но реле по-прежнему включено, т. к. теперь на обмотку подается питание через дополнительно подключенный провод. Когда реле включает сигнализацию, оно также блокирует само себя.
На рис. 3.82 показаны цепи, по которым протекает электрический ток. Поскольку контакты реле замкнуты, катушка получает питание через собственные контакты. Таким образом, реле остается включенным.
Блокировка несоответствующего напряжения
Полученная схема выглядит многообещающей, но есть одна проблема. Не все процессы, происходящие в данной схеме, отображены на рис. 3.81. Взгляните на рис. 3.83. В верхней части этого рисунка крупным планом показана цепь управления реле. Когда сигнализация блокирует себя, а транзистор выключен, электрический ток может поступать с катушки реле на эмиттер транзистора. Я обозначил эти провода красным цветом, поскольку они будут относительно положительными.
Подача обратного напряжения на транзистор – довольно неприятная ситуация. При этом можно вывести компонент из строя. Как же этого избежать? Нужно как-то предотвратить протекание обратного тока, например, добавив выпрямительный диод. Измененная часть схемы показана внизу на рис. 3.83.
Новый вариант схемы сигнализации с блокирующим диодом изображен на рис. 3.84.
Рис. 3.83. Диод предотвращает обратный ток через транзистор, когда реле заблокировано
Рис. 3.84. Схема сигнализации с блокирующим диодом
Но что на самом деле представляет собой диод? То же самое, что и светодиод? И да, и нет.
Все о диодах