如何设计一个在切断电线时会打开的电路?

电器工程 晶体管 电池 传感器 开关
2022-01-13 15:42:37

我正在尝试构建自己的电缆锁警报器(用于科学!)并且无法找出检测电线已被切断的方法。

电路必须

  1. 空闲时不使用电源(或者至少非常少,这样电池就不必每小时更换一次)
  2. 切断特定电线时发出扬声器声音

我对电子学的了解很少。我知道电容器、二极管、电阻器和其他基本的东西是什么以及做什么,但是除了单个回路之外,我对电流如何流动并没有很好的了解。

我似乎记得曾经做过这样的电路..(哦,天哪,我什至不知道如何做一个正确的图表,所以请原谅我的人)

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

只有当下面的电线被切断时,灯泡才会亮起,因为电流总是走电阻最小的路径。

无论如何,这将是一个电池供电的电路,我很确定上面的图表是短路的。我认为有一个电阻器,但我不记得它去了哪里。

如果有人可以给我一些指示,那就太好了!

3个回答

执行此操作的简单电路将使用单个晶体管、一个电阻器和一个蜂鸣器。串联两个 1.5 伏电池以获得 3 伏电压。将 10 kΩ 电阻的一端连接到电池的正极,另一端连接到通用 NPN 晶体管(2N2222、2N3904 等)的基极。将电池的负极连接到晶体管的发射极。将蜂鸣器的一根线连接到电池的正极,另一根线连接到晶体管的集电极。如果蜂鸣器有极性标记,请遵循它们:正极到电池正极,负极到晶体管集电极。将传感线从基极连接到晶体管的发射极。只要连线,就会使基极到发射极短路,防止三极管导通。剪下来的时候,电池将通过电阻器将电流发送到晶体管的基极。这将打开晶体管,这意味着集电极到发射极的电压将非常小,并且大部分电池电压将通过蜂鸣器,然后蜂鸣器将打开。连接感应线后,电池只需通过电阻器提供大约 3 伏除以 10 千欧或 0.3 毫安的电流。两节 AA 电池可以提供如此大的电流数百小时。如有必要,您可以使用 C 或 D 电池以延长使用寿命。如果需要,该电路很简单,可以很容易地修改以处理其他声源。这将打开晶体管,这意味着集电极到发射极的电压将非常小,并且大部分电池电压将通过蜂鸣器,然后蜂鸣器将打开。连接感应线后,电池只需通过电阻器提供大约 3 伏除以 10 千欧或 0.3 毫安的电流。两节 AA 电池可以提供如此大的电流数百小时。如有必要,您可以使用 C 或 D 电池以延长使用寿命。如果需要,该电路很简单,可以很容易地修改以处理其他声源。这将打开晶体管,这意味着集电极到发射极的电压将非常小,并且大部分电池电压将通过蜂鸣器,然后蜂鸣器将打开。连接感应线后,电池只需通过电阻器提供大约 3 伏除以 10 千欧或 0.3 毫安的电流。两节 AA 电池可以提供如此大的电流数百小时。如有必要,您可以使用 C 或 D 电池以延长使用寿命。如果需要,该电路很简单,可以很容易地修改以处理其他声源。如有必要,您可以使用 C 或 D 电池以延长使用寿命。如果需要,该电路很简单,可以很容易地修改以处理其他声源。如有必要,您可以使用 C 或 D 电池以延长使用寿命。如果需要,该电路很简单,可以很容易地修改以处理其他声源。

我会使用一个标准的 nMOSFET(例如 SI2316BDS-T1-GE3),在栅极和电池的 + 之间连接一个 10M 电阻。蜂鸣器应与 - 连接到晶体管漏极和 + 到电池的 +。将传感线的一端连接到栅极,另一端连接到晶体管源极以及电池的 - ,您就完成了!确保电池是您连接的最后一个组件,因为如果在通电的情况下将它们插入电路,可能会损坏组件。如果您需要更多信息,我可以通过电子邮件向您发送图表。格雷戈里

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

如果您可以忍受以几天而不是几周为单位测量的电池寿命,您也可以使用 SPDT 继电器或常闭 (NC) 簧片继电器来做到这一点。它的能效不如 Barry 提出的解决方案(他的使用寿命要长约 50 倍),但如果您对分立电子元件不满意,它可能更容易构建和理解。

使用像这样的低功率继电器,您可以使用一对 AA 电池大约 5 天或使用一对 C 电池 19 天。

将电池连接到继电器线圈端子,连接的一条腿代表您的“感应线”(电池负极连接到线圈的一侧,电池正极连接到感应线的一端,感应线的另一端连接到继电器线圈的另一侧。大多数继电器的极性无关紧要(除非有一个集成的缓冲二极管))

您将有一个公共触点 (C) 和一个您感兴趣的常闭触点 (NC)。将电池正极连接到公共端子,NC 触点连接到蜂鸣器的正极,负极连接将蜂鸣器连接到电池负极。确保切断“感应线”只会断开继电器线圈的电源,不会断开流向蜂鸣器的电源。

在感应线完好无损的情况下,继电器将通电,使 NC 触点保持打开(未连接)。断电后,触点将关闭,为蜂鸣器供电。