Wie elektronische Schalter arbeitet für Noobs: Relais und Elektronik

9 Schritt:Schritt 1: Was ist ein Relais Schritt 2: Was passiert im Inneren des Relais? Schritt 3: Mit Hilfe eines Relais Schritt 4: Was ist ein Transistor Schritt 5: Wie funktioniert ein Transistor ein Arbeits Schritt 6: Wie man einen Transistor verwenden Schritt 7: Hinweise Schritt 8: Hinweise 2 Schritt 9: Hinweise 3: Suchen und Bergung Relais und Transistoren

Wie elektronische Schalter arbeitet für Noobs: Relais und Elektronik

Wie elektronische Schalter arbeitet für Noobs: Relais und Elektronik

Hallo,
Diese Instructable richtet sich an diejenigen nur ein Schritt in der Welt der Elektronik ausgerichtet.

In dieser Anleitung werde ich erklären, wie die beiden wichtigsten Arten von elektronischen Schaltern arbeiten, wobei diese Relais und Transistoren.

Erstens, was ist ein elektronischer Schalter?

Ein elektronischer Schalter ist im Wesentlichen nur ein Schalter, der ein elektrischer Strom verwendet, um einzuschalten, in der Regel ausschalten, wenn der Strom ausgeschaltet wird. Einige Anwendungen von Schaltern kann sehr unbequem sein für jemanden zu gehen und eine Taste drücken, um ein- oder auszuschalten, zB für den Startermotor in einem Auto, oder das "Ausschalten Kernschmelze Kern" -Taste in einem Kernreaktor, oder in einer Elektronik Projekt, eine kleine Low-Power-Gerät wie einem Empfänger, irgendwie Macht eine große Energie fressenden Komponente, wie der Motor in einem Garagentoröffner. Und andere wollen einfach nur ihre Häuser mit ihren Computer, die nie möglich Versorgungs die 240V / 120V Netz benötigt konnten einige Geräte laufen zu steuern.

In diesem Handbuch wird auch eine sehr Noob freundlich Erläuterung der internen Abläufe von Relais und Transistoren. Zunächst werden wir mit der einfachsten zu erklären, das Relais zu beginnen: Schritt 1: Was ist ein Relais



Für den Anfänger kann ein Relais eine sehr schwierige Anwendung, zuerst zu verstehen sein, war es für mich, habe ich 3-4 Tage der Recherche für eine einfache Erklärung, wie ein Relais arbeitet, und vor kurzem fand mich ist um eine Erklärung gebeten, von einem ahnungslosen Noob, die nicht verstanden.

In einfachen Worten, ist ein Relais ein Gerät, das einen Elektromagneten verwendet, um zwei Verbindungen mechanisch zusammenziehen, um einen Stromkreis zu schließen, in der exakt gleichen Art und Weise Finger mechanisch schiebt zwei Kontakte miteinander in einem Kippschalter.

Ein Relais wird dort eingesetzt, wo eine kleine Low-Power-Gerät oder Netzteil muss auf einer viel größeren umschalten, in der Regel vollständig von der Stromquelle getrennt Signalen oder bei einer viel höheren Spannung als das Signal liefern könnten.

Allerdings ist dies in der Regel nicht aus, um zu helfen, jemand wirklich begreifen die Vorstellung davon, wie diese geheimnisvollen Kisten zu arbeiten.

Bewegen Sie über zum nächsten Schritt für eine bessere Erklärung zusammen mit einer Flash-Animation, Ihnen zu zeigen, wie alles works.Step 2: Was passiert im Inneren des Relais?

Ein typischer Relais hat in der Regel 5 Stiften auf sie.

Diese werden als Eingang 1, Eingang 2, COM, N / O, N / C

Hier ist eine bessere Beschreibung, was diese sind und was sie tun, erinnern Signal bedeutet die Macht Einschalten des Relais: Eingang 1: wird in der Regel die positive Ihrer Relais, wobei die + des Signals geht, ist es an der Spitze des Elektromagneten Spule, die den Kontaktstift Eingang 2 zieht: ist, wo die negativen Ihrer Signal geht, ist es am Boden oder oben (Ende der Spulenwicklung), der Spule, wenn auch in den meisten Relais es keine Rolle, sollte da ein Elektromagnet nur zieht Metall in Richtung der Mitte des Magneten. Eingang 2 sollte immer als negativ betrachtet werden, da einige Relais arbeiten nur einen Weg, aber es liegt an Ihnen, COM: ist die Abkürzung für gemeinsame Basis, in den meisten Fällen das Negativ der Macht Sie wechseln, um diese zu verbinden. Wenn Ihre Anwendung die gleiche Stromquelle können Sie Input 2 und COM miteinander zu verbinden. COM ist die Mittelstation, und ist mit dem Stift, der in Richtung N / C gezogen wird verbunden, wenn Strom aus N / C: Kurz für normal geschlossen, wird dieses Terminal nicht auf COM verbunden, wenn kein Signal vorhanden ist, aber wenn es eine Signal wird der Stift im Inneren des Relais nach unten gezogen, bis er N / C, die sie an COM N / O verbinden würde berührt: die Abkürzung für Schließer, verwendet eine kleine Feder, um es immer berührt COM, wenn der Magnet abgeschaltet ist. N / A wird in den meisten Fällen benutzt, um auf dem Standby-Licht an, wie es auf, wenn kein Leistungsschalter. Kontakt: kein Terminal, sondern der Stift, daß entweder eine Verbindung COM mit N / O oder N / C. Es wird oft in Gold oder Vanadium / Platin beschichtet werden, um ihn zu stoppen Aufschweißen auf N / O oder N / C. Wenn Sie über ein Relais und eine 9V-Batterie Verlegung über, schließen Sie die + und - Stifte zusammen, sollten Sie ein kleines Klicken hören, ist dies der Stift trifft den Kontakt. wenn Sie nehmen Ausschalten Sie eine andere, ruhigere klicken, die der Stift zurück an NC gezogen hören

Wenn dies immer noch verwirrt, dann kann ich es in pseudo Begriffe zu erklären, die die meisten Programmierer erhalten

Wenn Eingang = on (Macht geht durch die Spule)
COM + N / C
Else / anders (kein Strom)
COM + N / A

Wenn Sie immer noch nicht bekommen, sollte diese Flash-Schleife weit besser erklären.

Natürlich können Sie sehen, wenn der Elektromagnet eingeschaltet wird, der Magnet zieht den Stift in Richtung des N / O Kontakt und im ausgeschalteten Zustand ist die Feder zieht den Stift in Richtung des N / C Kontakt.

Im nächsten Schritt gibt es eine weitere Animation, wenn auch das ist eine interaktive, wo Sie eine Taste, um auf einer Strecke, die sogar ein 12yo sollten verstehen einzuschalten (getestet auf einem 12 year old ohne Vorkenntnisse, als auch erklärt, was der Elektromagnet tut) .
Es zeigt auch das Innenleben des Relais.
Schritt 3: Mit Hilfe eines Relais

Wie bereits erwähnt, werden Relais verwendet, so dass kleine Low-Power-Komponenten und Geräten kann auf größeren mehr Strom verbrauchende Geräte wechseln.
Die bekanntesten Beispiele, die die meisten jedermann für sich selbst sehen können, ist in einem Auto.
Wenn Sie sich jemals gefragt haben, warum Ihr Auto macht, dass Sie auf Geräusche, wenn die Anzeige auf, seine, weil ein Relais wird ein- und ausgeschaltet, um einen kleinen Timer-Chip. Ich weiß nicht genau, welche Art, aber die Chancen sind es ist ein 555-Timer.

A 555-Timer wird verwendet, um Impulse zu erstellen beliebiger Länge (nur ein- und ausschalten) auf jeden Fall aber wird es schnell verbrennen, wenn mehr als 200 mA ist daraus gezogen.

Wenn wir versucht, die Anzeige leuchtet mit einer 555-Timer Macht, würden Sie nichts sehen, weil es nicht in der Lage, genügend Energie für die Beleuchtung, um tatsächlich etwas zu tun, zu liefern, auch bei 700mA sagen, plus, es wäre verbrennen der Chip nach ca. 5-10 Sekunden.

Nun, wenn wir einfach die 555-Timer, um das Relais, die dann eine Verbindung würde die Anzeige leuchtet mit der Batterie schalten, vielleicht 50 mA gezogen werden würde, einen Safe Last für den Chip zu handhaben, während alles, was bis zu 5A sein könnte durch das Relais von der Batterie fließt, die Versorgung der Leuchten. (In der Regel, vermeiden, mit mehr als 100 mA aus einer 555 beim Einschalten jede Art von Spule einschließlich eines Relais)

Wenn Sie ein teures neues Auto, obwohl haben, die Chancen sind Sie nicht hören, dass Klick, weil entweder der Hersteller ging in die Probleme der Schallschutz das Relais oder ein Hochleistungs-Transistor verwendet wird, oder MOSFET (ähnlich), wahrscheinlich, da Ihre Indikatoren sind LEDs.

Dieser interaktive Animation zeigt Ihnen ein sehr einfaches Szenario, in dem sowohl die N / O und N / C verwendet werden, um entweder eine rote oder grüne Lichtquelle auf, je nachdem ob es oder nicht Macht geht durch das Relais schalten.
Drücken Sie den grauen Schalter, um das Relais zu aktivieren, und loslassen, um zu deaktivieren, oder zu halten, damit es auf.

Aufgrund der Art, Flash erkennt Mausklicks, können Sie den Schalter in seine immer noch sagen, gedrückt, wenn Sie die Maus gedrückt halten und verschieben Sie sie auf die Schaltfläche, wenn Sie das Relais im "ON" sperren Trick, klicken Sie einfach den Schalter, und es wird arbeiten wieder einwandfrei.
Natürlich ist dies nicht im wirklichen Leben passieren. es ist nur ein Fehler im Code.
Schritt 4: Was ist ein Transistor

Wie elektronische Schalter arbeitet für Noobs: Relais und Elektronik
Ein Transistor ist eine der elementaren Bestandteile von fast jedem Elektronikgerät.
Obwohl es schwierig ist, zuerst zu erfassen, ist ein Transistor eigentlich sehr einfach und leicht zuordenbar Relais.

Ein Transistor hat 3 Pins, Basis, Emitter und Kollektor, und kommt in zwei Arten. PNP- und NPN.

Weil beide die gleiche Arbeit, aber PNP hat umgekehrt Polarität, und ist etwas schwieriger zu benutzen als NPN. Diese Instructable wird über NPN-Transistoren sein.

die Art und Weise der Transistor arbeitet, ist sehr ähnlich wie ein Relais. wenn die Stromversorgung durch zwei Stifte passiert, wird Strom durch die beiden anderen erlaubt. in diesem Fall aber der Emitter als negative geteilt.

Transistoren sind manchmal wie Relais verwendet, Einschalten etwas größere Netzteile von Low-Signale, aber anders als das Relais wird die Zeit, die zum Einschalten als simultane oder Instant, weshalb es kann verwendet werden, um Lautsprecher, die hohen Frequenzen erfordern treiben während Merker können nicht als es zu einer Verzögerung in der Zeit, die für den Staat zu wechseln. Die meisten generischen Transistoren können bei mehr als 1 Million Schaltern pro Sekunde arbeiten

Transistoren haben auch den Vorteil, dass sie sehr klein ist, das heißt, sie kann an Orten mit einem Relais verwendet werden, wäre es unmöglich oder unpraktisch. Jedoch sind die Transistoren leicht durch magnetische Felder, statische Elektrizität und Wärme gebrochen, was bedeutet, dass sie Einschränkungen, wo sie eingesetzt werden können, haben.

Schritt 5: Wie funktioniert ein Transistor ein Arbeits

Ein Transistor funktioniert, indem der Widerstand zwischen den Pins Kollektor (Macht geht in) und Emitter (Strom Ausgehen), je nachdem, wie viel durch die Basis an den Emitter fließt.

Leider Basis Kollektor und Emitter Pins Alle Transistors sind an verschiedenen Stellen variiert von Transistor zu Transistor, weshalb Sie nie irgendwelche Transistor Pinbelegung Diagramme, die für alle gelten Transistoren zu finden, und das ist, warum sollte man sich nie zu einem anhören welche nicht ausschließlich zu Ihrer Transistor.

Transistoren im Gegensatz zu Relais, kann durch spezifische Mengen, die direkt proportional zu dem Strom, der durch die Basis sind zu öffnen.
Dieses Verhältnis ist die gain.For Wenn beispielsweise ein Transistor hatte eine Verstärkung von 100 und dann für jeden 1mA durch die Basis fließt, kann 100 mA durch den Kollektor zum Emitter, der technisch als ein Verstärkungseffekt sein fließen. Wenn Sie dies tun, neigt ein Transistor eher heiß zu werden, arbeiten die Transistoren besten, wenn sie entweder ganz an oder ganz ausgeschaltet werden.

Alle Transistoren eine maximale Eingangs vor der Eingabe beginnt, keine Wirkung auf die Stromverstärkung zu haben, und schließlich, wenn er zu hoch wird, stoppt der Strom zusammen, was geschieht nur, wenn die Spannung an der Basis zu nahe oder gleich, die Spannung auf dem Kollektor.

Wenn wir über die Verwendung von Transistoren nur als Ein / Aus-Schalter zu sprechen, wir arbeiten im Allgemeinen bei Strömen, die sättigen würde, oder vollständig einschalten, der Transistor, der ist, was ich werden stehen in diesem Handbuch.

Hier ist eine Animation zu zeigen, wie ein Transistor funktioniert. In der Animation werden die Pfeile die Strömung des Wassers, und zeigen, dass die kleineren Quelle ermöglicht die größere Quelle zu fließen. Dies ist natürlich gemeint ist, um den Fluss von Strom als gut vertreten, aber seine einfacher, nur daran denken, wie Wasser ist.

Aus diesem Beispiel ist es einfach zu verstehen, warum der Boden muss immer kleiner sein, dass der Sammler sein.
Wenn der Fluss von der Basis war die gleiche wie oder größer als die Spannung am Kollektor, der hypothetische Grundwasserstrom, in Anspruch nehmen würde das gesamte Rohr, das für sich allein den Kollektorstrom blockieren würden, da es keinen Platz für sie.
Einer Situation wie dieser aber oft zu einer Verbrennung transistor.Step 6: Wie man einen Transistor verwenden

Die häufigste Verwendung für einen Transistor als Schalter,

Wenn Strom von der Basis zum Emitter, der Widerstand zwischen dem Kollektor und dem Emitter fällt, während es Stromfluß.

In einem einfachen Ein / Aus-Schalter für eine LED, wo unsere Signal von einem Signal-Chip, wie es in der Animation zu arbeiten.
Wenn das Signal durch die Basisgeht, ermöglicht es gleichzeitig ein Strom durch den Emitter, was geschieht, weil der Widerstand Tropfen fließen.

Zwischen der Basis und dem Signal, gibt es einen Widerstand mit niedrigem Wert, um die Basisspannung zu gewährleisten, ist weniger positiv als die Kollektorspannung.
wenn es für (und Strom fließt), sinkt der Widerstand und schaltet die LED.

In dieser Situation, um es realistischer, ein richtiges Leben Problem zu machen, schalten wir auf mehrere LEDs parallel mit einer Frequenz, die etwas ein 555 würde verbrennen versuche zu tun ist, wenn die Stromversorgung des LED direkt an den Chip.

Schritt 7: Hinweise


Relais kommen in allen verschiedenen Spezifikationen. Leider Relais, die gebaut werden, um hohe Strom und / oder Spannung Griff, auch größere Spulen, wie sie erwartet werden, in der Lage sein, auf dem gleichen Strom und Spannung schalten sie verwendet werden, damit meine ich sie gemacht werden, so dass sie wont Kurz die aktuelle und ziehen wie 10A von dem Potential 30A Strom sie wechseln könnten, die die Spule schmelzen würde.
dies bedeutet größere Spulen und als Ergebnis erfordern mehr Leistung

Das bedeutet, dass seine unwahrscheinlich, dass Sie so etwas wie ein 12V-Relais zum Schalten von 30A, die nur 1 mA benötigt, um zu schalten finden würde.

Das ist mit den Relais alleine, aber mit einem Relaistreiber kann ein Signal geändert werden, um ein Relais, 100mA (noch nicht von dem 555 empfohlen) benötigt umschalten, auf 1uA (Mikroampere) zu schalten.

Transistoren auch in vielen verschiedenen Formen und Größen, und sa Ergebnis der Anschlussbelegung kommen, für Pin 1, 2 und 3, die meisten oft unterschiedlich. Bei der Verwendung von Transistoren, immer das Datenblatt zu sehen, die dem Stift zu überprüfen.

Aufgrund von Unwissenheit, viele Anfänger benutzen Relais als elektronische Schalter in ihren Schaltungen und Projekte.
Viele werden durch die Tatsache, dass das Relais, die sie benötigen, kostet € 15.05, die viele der jüngeren Menschen, wäre ganz zuzuteilen prüfen setzen.

In einer großen Mehrheit dieser Fälle könnte der Strom, Schalter so wenig wie ein paar Milliampere, aber in der Regel nur so viel wie ein Verstärker sein.
Menschen erkennen nicht, dass ein kleiner Transistor, leicht umgehen konnte, dass 1 Ampere Last, bei so viel wie 50 V, während das Relais ist auf etwa 28 V oder so, kann aber bis zu 10 A, das ist wahrscheinlich nicht einmal nahe zu handhaben was verwendet wird.
Das Relais, würde an diesen Spezifikationen kostet ca. € 5-10 am wenigsten, während die 50V 1A-Transistor, die nicht einmal ein Leistungstransistor wie ich hinzufügen möchte, ohne Kühlkörper oder nichts, kostet etwa € 0,25 ea.

das Relais an diesen Angaben würde bei 12V vielleicht 100-1000mA, um einzuschalten. bei 9V, sie benötigen die doppelte Strom.
Der Transistor obwohl, vielleicht erfordern würde, ein paar Milliampere, um vielleicht über 3-5v.

Abhängig von der Spannung notwendig, um den Transistor einzuschalten, und was den Transistor wechseln würde, brauchen nicht einmal könnte ein externer Widerstand, um die Basisspannung zu verringern.

Schritt 8: Hinweise 2

Sie fragen sich vielleicht, was ist der Unterschied zwischen Leistungstransistoren, normal Transistoren und MOSFETs.

Na ja, sind Leistungstransistoren schlicht und einfach nur Transistoren, die mehr Macht umgehen kann, und als solche benannt. in der Regel haben sie auch ein Kühlkörper angebracht sind, da sie sehr heiß in ihrer Verwendung. Normale Transistoren würde einen typischen Bereich von 0-150v @ 0-2A haben, ist alles höher ein Leistungstransistor.

Ein MOSFET obwohl, ist eigentlich ganz anderen alle zusammen, durch die Art und Weise funktioniert. Aber es erreicht das gleiche Ergebnis.
MOSFETs, werden ebenfalls als Leistungstransistoren sein, aber sie sind viel höhere Spannungen, die im Wesentlichen die Hauptanwendung zu behandeln. Hochspannungs-Leistungstransistoren.
MOSFETs jedoch entweder eine unendliche oder absoluten Nullwiderstand je nach Zustand, was bedeutet, dass sie sicher bei hohen Spannungen mit geringer Verlustleistung als Wärme zu betreiben. MOSFETs, wie Transistoren, kann auch eine variable Leistung, sondern sind abhängig von der Spannung, nicht aktuell.

Die meisten alle Transistoren, wobei höhere Werte können auch wechseln zu einem höheren Preis. Allerdings MOSFETs selbst bei niedrigsten Werte können eher hohe Frequenzen verarbeiten, einfach, weil sie von ihrer Arbeitsweise.

Allem aber, wenn sie die Lasten handhaben kann vertauscht werden. wenn ein Leistungstransistor kann die Last eines MOSFET behandeln, sind die Chancen kann stattdessen verwendet werden, und umgekehrt. Schritt 9: Hinweise 3: Suchen und Bergung Relais und Transistoren

Wie elektronische Schalter arbeitet für Noobs: Relais und Elektronik
Wenn Sie wie ich, würden Sie lieber reißen einen alten Fernseher oder Spielzeugauto für Ihre Elektronik-Komponenten und nicht für sie zahlen, ist hier, wo man für Schrott Relais und Transistoren suchen
Relais: Wie gesagt, Relais können in Autos zu finden, aber diese sind in der Regel sehr schwere Relais, geeignet für eine mehr als 100 A, und folglich erfordern etwas wie 2A zu wechseln.
Kleinere mehrere Universalrelais können innen Mikrowelle Platten, Klimaanlagen (Inneneinheit), großer, aber billig / einfache RC Spielzeug, Garagentoröffner, TV (Large LCD ist mehr-als oft CRT) und in der Regel alles, was ein Klicken, wenn macht gefunden werden es ein- oder ausgeschaltet wird.
Überraschenderweise gibt es in der Regel 2 oder 3 Relais im Inneren Mikrowelle Platten, oft von einem anderen Typ, wie einzelne Schritte einpoligen (SPST), Doppel-Pole einzigen Wurf (DPST) und zweipoligen (DPDT)

In jeder zu diesen gibt es eine einzige Spule, jedoch gibt es eine unterschiedliche Anzahl von Kontakten.
Wenn diese schweigen "Pole", bezieht er sich auf dem Terminal, die Position zu ändern wäre, um dem Stift verbunden, auch bekannt als die COM
Wenn diese "werfen" erwähnt, bezieht er sich auf die Menge von Positionen, die der Stift in befinden. Einziges Wechselschalter wird nicht über einen N / O oder N / C, in Abhängigkeit vom Typ.

SPST jedoch sind die am häufigsten auf Schalttafeln gefunden.

Transistoren: Transistoren können in fast jedem elektronischen Vorrichtung in der Form einer Fläche vorhanden ist anzuhängen, oder regelmäßig ist.
Sie wollen vermeiden, Surface-Mount-Chips, wie sie benötigen eine spezielle Ofen und Löttechnik zu befestigen.
Orte zu vermeiden, sind neue, kompakte Computer, Auto FM-Radios und CD-Player und die meisten High-Tech-Geräte.
Orte für eine Fülle von Wechsel Transistoren suchen sind RC Spielzeug-Empfänger (die meisten haben oft viele moderate Pflicht Transistoren beider Typen), alte Computer und Datenverarbeitungsgeräte wie Spielekonsolen, Elektronik-Kits und Projekte, einfache Kinderspielzeug, Mikrowellen, Fernseher, aber Großen (jeglicher Art), insbesondere (auch große Quelle von Kondensatoren), viele einfache Ausgabegeräte, alle Funkempfänger (vermeiden Sendern) und große Portable Sound Systems (Bandspieler Radios, CD-Player usw.).

In den meisten Einwegkameras, mit dem Transformator verbunden werden Sie oft finden Sie eine kleine PNP-Transistor, wahrscheinlich markiert d2470 oder ähnliches.

Trotz seiner aussieht, kann dieses Ding massiven Belastungen -8a bei -40 V (8A bei -40 V) zu behandeln, und seine Datenblatt selbst sagt, es ist OK, um die Motoren anzutreiben, (Gut für die PWM-Drehzahlregler), sondern die verschiedenen Verdrahtungs ein erfordern PNP, in der Regel die Polaritäten würde so weit ich weiß, umgekehrt werden.

Wenn Sie wirklich daran interessiert, Leistungstransistoren oder MOSFETs, für Ihre Hochspannungsprojekte obwohl sind, rate ich auf der Suche in großen Lautsprechern und Subwoofern, Drehzahlregler (häufigste Verwendung von MOSFETs), Lampendimmer, Lautstärkeregler ect, DC-Wechselrichter, etwas dass spuckt mehr Spannung als es dauert, in (gilt für Batterie DC-Geräte), Computer-Netzteile (Vorsicht, Kondensatoren im Inneren zu töten können), RC Spielzeugautos (in der Regel die, die mit den großen Kühlkörper), Mikrowelle Platten, manchmal Fernseher, Jacobs Leiter-Kits, Zündspule Treiber (Einige High-Tech-Autos benutze keine manuelle Händler mehr) und Pulsweitenmodulation Geräte (bieten variable Ausgänge, wie Wärme, Licht, Lautstärke), plus einige Laser / Strobe-Treiber.

Vielen Dank für das Lesen meiner instructable ich zeichnete und animierte die Inhalte, vergessen Sie nicht, zu kommentieren und Fragen zu stellen, wenn Sie nicht sicher sind, oder durch etwas beunruhigt.
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