Tranzistor jako spínač

Časový spínač

Soumrakový spínač/rozpínač

Tranzistor zesilující hlas

Blikač s tranzistory

Blikač do modelové železnice pro výstražná znamení na přejezdu

Dotekový spínač

Tranzistor jako spínač

Na obrázku 1 je vyobrazen tranzistor jako spínací prvek. Pokud je spínač vypnut, není na bázi žádné napětí a dioda LED nesvítí. Pokud spínač sepneme, začne téct přes rezistor o odporu 1 kΩ do báze proud, na bázi se objeví napětí vyšší než 0.8 V a tranzistor sepne. Rozsvítí se LED a zhasne až po uvolnění spínače.

Na obrázku 2 je už o něco praktičtější zapojení, které se dá použít např. v kuchyni jako "minutka". Vhodnou volbou potenciometru (P) a kondenzátoru (C) lze nastavit čas spínání, doba se počítá dle vzorce T=R*C. O přesnosti se díky tolerancím součástek nedá moc mluvit, výpočet je pouze informativní. Po zapnutí napájení je kondenzátor C nabíjen přes potenciometr. Jakmile se nabije, tranzistor sepne. Doba nabíjení se nastavuje potenciometrem. V praxi je dobré ještě ke kondenzátoru zapojit paralelně spínač, aby jej bylo možno vybíjet a restartovat tak obvod.

Na obrázku 3 je jednoduchý spínač, který sepne při rozsvícení světla. Fotorezistor má za světla malý odpor (okolo 100Ω), za tmy aspoň 2 KΩ. Při rozsvícení proud z fototranzistoru "přepere" proud z potenciometru a tranzistor sepne. Potenciometrem se dá nastavit práh spínání. Na obrázku 4 je zapojení, které funguje obdobně, ale naopak při rozsvícení světla v okolí rozepne. Pokud máme místo fotorezistoru přímo fototranzistor, lze použít jednoduchá, ale geniální zapojení na obrázcích 5 (při světle sepne) a 6 (při světle rozepne). Tato zapojení lze požít např. při automatickém rozsvěcování lampičky (nutný daůší spínací prvek místo LED plus relé na 220V a odpovídajícím proudem!), při ovládání světelných reklam popř. je lze použít v noci jako přijímače optické závory, kde vysílač by bylo třeba laserové ukazovátko.

S tranzistorem lze i sestavit experimentální zesilovač pro mikrofon. Na obrázku 7 je to nejzákladnější zapojení. Většinou se ve schématech objevují ještě kondenzátory, ale pro zkušení účely to je fuk. Jelikož je každý tranzistor jiný, je nutno nastavit pracovní bod tranzistoru potenciometrem, nejdřív třeba i stokiloohmovým, později vybrat co nejmenší hodnotu. Mikrofon doporučuji elekretový a reproduktor by měl mít aspoň 8Ω, ale θνm vνc, tνm lνp. Doporučuji použít šuplíkové součástky, protože je možné, že po chvíli provozu to všechno s prominutím shoří.

Na obrázku 8 je zapojení toho nejjednoduššího blikače s tranzistory. Většinou nějakým zázrakem funguje i v této podobě, ale pro vysvětlení (a i v praxi, zázraky se dějí jen vyvoleným) je dobré dát mezi plus pól napájení a bázi tranzistoru T1 (pomocné označení, je fuk, který z nich to bude) kondenzátor asi 100 nF. A teď k principu. Po přivedení napájecího napětí se přes pomocný kondenzátor přivede krátký napěťový impuls na bázi T1. T1 sepne, příslušná LED se rozsvítí a kondenzátor vedoucí z kolektoru T1 do báze T2 se začne nabíjet přes rezistor 4k7. Tím ale odebere proud do báze T2, a tak se T2 zavře. To vše se stane tak rychle, že si všimneme pouze rozsvícení LED u T1. Ale zpět k nabíjenému kondenzátoru. Když se nabije, otevře se T2 a automaticky se zavře T1, jelikož se začne nabíjet kondenzátor mezi kolektorem T2 a bází T1. LED u T1 zhasne a LED u T2 se rozsvítí. Tento stav zůstává až do nabití kondenzátoru u T1, kdy se celý děj začne opakovat. Dle schématu budou blikat vždy dvojice LED, ale to je jen pro znázornění, že lze odebírat jak log.0, tak log.1. Rychlost blikání je dána R*C. Toto zapojení se dá samozřejmě dále modifikovat. Pokud přidáme další členy do obvodu, můžeme vytvořit světelného hada třeba s 20 LED. Pokud zvýšíme dostatečně kmitočet blikače, tak se při zaměnění LED a rezistoru se sluchátkem ozve ze sluchátka tón.

V modelové železnici vypadají tyto blikačky pěkně, a tak jsem i je taky pořídil. Problém je v tom, že z úsporných důvodů z blikačky vedou jen 2 dráty, LED jsou zapojeny antiparalelně (obr. 10). Potřebujeme tedy pro jejich řízení střídavý signál. Na obr. 11 je jedna z možných variant. Tranzistory je získán střídavý obdélníkový signál +/- 3V oproti uměle vytvořené nule ze dvou rezistorů. Při napájení 6V lze toto zapojení přímo použít, blikačku zapoj mezi svorky ~ ~.

Na obrázku 11 je zapojení dotekového spínače, kde se využívá toho, že dva tranzistory v darlingtnově zapojení mají mnohem větší zesílení. Dotkneme-li se dvou kontaktů rukou nebo něčím vodivým, LED se rozsvítí.