BeamBot и сила пальцев. Транзистор
Мы разобрались в том, как устроен электромотор и как его подключать. Но мы подключали его напрямую к источнику питания и управляли им с помощью переключателя питания установленном на плате робота — управляли им сами, вручную включая и выключая. Но что, если мы хотим сделать автоматическое управление мотором? Чтобы его включением и выключением управлял какой-то другой электрический сигнал, например сигнал от какого-либо датчика. В таком случае нам нужен какой-либо ключевой элемент, способный принимать управляющий сигнал и управлять током подключенной нагрузки. Для этой задачи отлично подойдет транзистор.
Транзистор — важнейший элемент в современной электронике, предназначенный для усиления электрических сигналов. На схемах он изображается следующим образом.
Транзистор имеет три вывода — база, коллектор и эмиттер. Слабым током, подаваемым на базу транзистора, можно управлять сильным током в цепи Эмиттер—Коллектор. Таким образом, создается усиленная копия сигнала. Используем это свойство транзистора в эксперименте. Собери схему и возьми два свободных конца проводов в разные руки, и светодиод загорится. Как это работает? Человеческое тело является проводником электрического тока. Когда провода оказываются в руках, через тело протекает слабый электрический ток. Слабый он из-за того, что сопротивление тела достаточно высоко. Этого тока не хватит, чтобы светодиод засветился, но этот сигнал подается на базу транзистора. Транзистор открывается, и через него начинает протекать сильный ток, который заставляет светиться светодиод. Чем сильнее ты будешь сжимать в пальцах провода — тем ярче будет светиться светодиод. При увеличении силы сжатия улучшается контакт между кожей пальца и проводником и поэтому сила тока, протекающего в цепи, увеличивается.
В место того, чтобы использовать себя в качестве резистора, можно использовать резистор из набора. Для этого собери следующую схему подключив базу транзистора к плюсу питания через резистор R2. Обрати внимание, что если подключить базу транзистора напрямую к питанию, то через него потечет слишком большой ток и транзистор как светодиод сгорит. Не подключай базу транзистора напрямую к «+»!
Мы же хотели управлять мотором? Давай попробуем собрать следую схему.
Как ты мог заметить, взявшись за провода мотор даже не пытается начать вращаться. Почему так? Все дело в том, что транзистор усиливает ток хоть и сильно (в сотни раз), но не бесконечно. Входящий в состав конструктора транзистор BC337-40 имеет коэффициент передачи тока (или коэффициент усиления — показывает во сколько раз транзистор способен усилить ток базы) 250…630. Протекающий через пальцы очень маленький ток усиливается во столько раз и его достаточно, чтобы зажечь светодиод, но его недостаточно, чтобы заставить вращаться электромотор. Что же делать? Об этом мы узнаем в следующем уроке.