ตัวต้านทานสำหรับวงจรนี้คืออะไร?

ฉันกำลังศึกษาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อยู่และขณะนี้ฉันกำลังอ่าน / ทำงานผ่าน "Make: Electronics" โดย Charles Platt นี่คือหนึ่งในไดอะแกรมของวงจรที่เขาให้ไว้สำหรับทำสัญญาณกันขโมยเบื้องต้น:

คำถามของฉันคืออะไรคือจุดประสงค์ของตัวต้านทาน 1K หลังสวิตช์ ฉันเข้าใจจุดของส่วนประกอบอื่น ๆ ทั้งหมด แต่ทำไมตัวต้านทานตัวนั้นถึงต้องอยู่ที่นั่น ฉันได้อ่านส่วนนี้ของหนังสืออีกสองสามครั้ง แต่ดูเหมือนจะไม่พูดถึงสาเหตุที่ตัวต้านทานนั้นอยู่ที่นั่นหรือทำอะไร สามารถละเว้นได้หรือไม่

ตัวต้านทาน 10K และ 1K ในวงจรเป็นตัวแบ่งแรงดันเมื่อกดสวิตช์ ด้วยการจ่ายไฟ + 12V ตัวแบ่งนี้จะตั้งแรงดันไบแอสฐานทรานซิสเตอร์ที่ประมาณ 1 โวลต์ กระแสฐานที่น้อยมากไหลเนื่องจากความจริงที่ว่าตัวส่งสัญญาณของทรานซิสเตอร์ NPN นั้นถูกยึดไว้เหนือพื้นดินและด้วยเหตุนี้แรงดันไฟฟ้าตัวส่งสัญญาณฐาน NPN จึงไม่สูงพอที่จะให้ทรานซิสเตอร์เปิด ในการจำลองวงจรดังกล่าวด้วยแบบจำลองทรานซิสเตอร์ 2N3904 จะแสดงว่าการมีตัวต้านทาน 1K ทำให้อคติบางอย่างข้าม LED ประมาณ 0.7V เนื่องจากกระแสในระดับต่ำมากในทรานซิสเตอร์ หากตัวต้านทาน 1K ถูกลบออกและเมื่อปิดสวิตช์ไปที่ GND ความเอนเอียงข้าม LED จะลดลงเป็นศูนย์เพราะทรานซิสเตอร์ปิดอย่างสมบูรณ์

จากมุมมองการทำงานเพื่อรับ LED เพื่อเปิดและปิดจากสวิตช์ไม่จำเป็นต้องมีตัวต้านทาน 1K เนื่องจากเกี่ยวข้องกับวงจรที่เรียบง่ายนี้ ในทางกลับกันถ้าใช้วงจรนี้ในระบบที่ซับซ้อนกว่าซึ่งมีวงจรมอนิเตอร์ข้าม LED เพื่อหาอคติที่กล่าวมาข้างต้นอาจเป็นตัวบ่งชี้ว่าการเดินสายไฟทั้งหมดจากสวิตช์ไปยังไฟ LED นั้นไม่เป็นอันตราย ในระบบสัญญาณกันขโมยที่แท้จริงซึ่งสวิตช์และไฟ LED อาจอยู่ห่างกันมากการตรวจจับอคติที่เหลือสามารถมีบทบาทเพื่อให้แน่ใจว่าสายไฟไม่ได้ถูกดัดแปลง

คุณพูดถูกตัวต้านทาน 1 kΩนั้นไม่มีจุดหมาย เมื่อปิดสวิตช์จะทำให้ฐานของทรานซิสเตอร์ลดต่ำลงพอที่จะปิด แต่การลัดวงจรฐานลงสู่พื้นทันทีจะทำให้ได้ผลที่เหมือนกันอย่างไม่น่าเชื่อ

ฉันไม่ชอบวงจรนี้มากนัก ในกรณีนี้ฉันไม่เห็นจุดที่จะวาง LED ในขาตัวส่ง ดูเหมือนว่าวิธีการที่ซับซ้อนในการทำสิ่งต่าง ๆ โดยไม่มีผลประโยชน์ที่แท้จริง

จากที่กล่าวมาทั้งหมดฉันจะไม่มองสิ่งใดในหนังสือเล่มนี้ว่าเป็นตัวอย่างของการออกแบบที่ดี

หากสวิตช์เปิดแรงดันไฟฟ้าฐานจะถูกกำหนดโดยแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าของ LED เช่น 2 V + 0.7 V = 3.7 V จากนั้นกระแสไฟฟ้าพื้นฐานคือ (12 V - 3.7 V) / 10 kΩ = 0.83 mA

หากคุณปิดสวิตช์กระแสไฟฟ้าผ่านตัวต้านทาน 10 k will จะถูกแยกออกเพื่อไปผ่านตัวต้านทาน 1 k part บางส่วนและบางส่วนลงในฐาน เรารู้ว่าฐานต้องการ 3.7 V ก่อนที่ทรานซิสเตอร์จะเริ่มดำเนินการ หากต้องการ 3.7 V จะมีกระแสผ่าน 1 kΩจะต้องมี 3.7 mA เนื่องจากกฎของ Ohm ดังนั้นหากทรานซิสเตอร์จะดำเนินการกระแสไฟฟ้าพื้นฐานของมันจะ 3.7 mA น้อยกว่ากระแสจากการจ่าย 12 V ผ่านตัวต้านทาน 10 kΩ

แต่เราเห็นว่ากระแสนั้นจะไม่สูงกว่า 0.83 mA ดังนั้นทุกอย่างจะผ่าน 1 kΩและทรานซิสเตอร์จะไม่ทำเลย เนื่องจากมันไม่ได้ดำเนินการเราสามารถเพิกเฉยได้และคำนวณแรงดันพื้นฐานจากตัวต้านทานตัวต้านทาน:

$V_B = \dfrac{1 k\Omega}{1 k\Omega + 10 k\Omega} \times 12 V = 1.09 V$ ,

ซึ่งต่ำกว่า 3.7 V ที่แน่นอน

เกิดอะไรขึ้นถ้า 1 kΩถูกละไว้ จากนั้นกระแสภาคพื้นดินจะเพิ่มขึ้นจาก 1.09 mA เป็น 1.2 mA นั่นคือทั้งหมด ความแตกต่าง 0.1 mA นั้นจะไม่ทำให้ธนาคารแตกดังนั้นคุณอาจจะละเว้น

ตรงไปตรงมาฉันไม่คิดว่านี่เป็นวงจรที่ดี คุณปิดสวิตช์เพื่อปิด LED แทนที่จะเปิดซึ่งก็โอเค แต่หมายความว่าเมื่อ LED ปิดคุณจะยังคงมีกระแส 1.1 mA ไหลอยู่โดยไม่มีอะไร เป็นความคิดที่ดีกว่าถ้าวางสวิตช์ไว้ที่ด้าน 10 kΩ เป็นที่ยอมรับฟังก์ชั่นมันจะถูก inversed (การปิดจะเปิดไฟ LED) แต่คุณจะไม่มีกระแสไฟที่มี LED ดับ ในกรณีนี้คุณยังสามารถเพิ่มตัวต้านทานลงดิน แต่ค่าควรสูงกว่ามาก: 4.5 kΩจะวาด 0.83 mA ที่ 3.7 V แรงดันไฟฟ้าพื้นฐาน 0.83 mA นั้นคือกระแสที่มาจากแหล่งจ่าย 12 โวลต์ดังนั้นจุดที่ทรานซิสเตอร์เพิ่งเริ่มทำ ดังนั้นค่าจะต้องสูงกว่านั้น ค่า 100 kΩจะวาด 37 µA เมื่อทรานซิสเตอร์ดำเนินการดังนั้นฐานจะได้รับ 830 --A - 83 µA = 750 µA หากคุณไม่สนใจการสูญเสีย 10% คุณสามารถวางตัวต้านทาน คุณสามารถละเว้นได้ที่นั่น (ไม่แทนที่ด้วยลวด!) จากนั้นฐานจะลอยเมื่อสวิตช์เปิด สำหรับทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ไม่ใช่ปัญหาจริงๆโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคุณต้องการ 3.7 โวลต์ที่สูงเพื่อให้สามารถทำงานได้ แต่สำหรับ MOSFET ที่ต้องการตัวต้านทาน

ปัจจุบันจะพบเส้นทางที่มีอาร์ปิดสวิตช์ต่ำสุดตัวแบ่งจะยึดแรงดันไฟฟ้าฐานเป็น 1V ซึ่งไม่เพียงพอที่จะเปิดทรานซิสเตอร์ สวิตช์เปิดกระแสจะไหลเข้าทรานซิสเตอร์และเปิด Vbe และไดโอด

ฉันอ่านจากคำถามของคุณว่าวงจรเป็นตัวอย่างของสัญญาณกันขโมย

ดังนั้นฉันคิดว่าฟังก์ชั่นของตัวต้านทานนั้นคือเพื่อหลีกเลี่ยงการที่ผู้บุกรุกบางคนเบิร์นสัญญาณเตือน "ที่ซับซ้อนมาก" ของคุณโดยใส่แบตเตอรี่ 9V โดยตรงระหว่างหน้าสัมผัสสวิตช์

ฟังก์ชั่นอื่นของตัวต้านทานนั้น (อาจจะอยู่ในหนังสือเล่มนี้มีการอธิบายในภายหลังเพื่อปรับปรุงการขโมยดังกล่าว) ก็คือบางทีมันอาจจะฝังอยู่บนสวิตช์ ด้วยวิธีนี้หากผู้บุกรุกเพียงแค่เสียบสายไฟ (นั่นคือเขา / เธอทำตรงสั้น ๆ ระหว่างฐานและพื้นดิน) ความต้านทานจะเป็น 0 ดังนั้นคุณสามารถเพิ่มตัวเปรียบเทียบที่ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าฐาน หากต่ำเกินไปสัญญาณเตือนจะเปิดขึ้นใหม่เนื่องจากผู้บุกรุกพยายามที่จะแก้ไขสัญญาณเตือนของคุณ

ส่วนหนึ่งจากนี้ตัวต้านทานไม่มีฟังก์ชัน pratical อื่น ๆ : มันอาจถูกละไว้

ทำไมการจัดเรียงที่แปลก (ทรานซิสเตอร์ NPN, LED บน emiter SIDE) ถ้าคุณพิจารณาสวิตช์และตัวต้านทานเป็นองค์ประกอบเดียวคุณจะสังเกตเห็นว่าทั้งคู่มีพื้นดินเชื่อมต่อกับขั้วหนึ่ง บางทีนี่อาจเป็นประโยชน์ในบางสถานการณ์?