Untuk apa rangkaian resistor ini?

Saya belajar elektronik dan saat ini saya membaca / bekerja melalui "Make: Electronics" oleh Charles Platt. Berikut adalah salah satu diagram sirkuit yang ia berikan untuk membuat alarm pencuri dasar:

Pertanyaan saya adalah, apa tujuan dari resistor 1K setelah saklar. Saya mengerti maksud semua komponen lainnya, tetapi mengapa resistor itu harus ada di sana? Saya telah membaca kembali bagian buku ini beberapa kali tetapi sepertinya tidak menyebutkan mengapa resistor itu ada atau apa fungsinya. Bisakah itu dihilangkan?

Resistor 10K dan 1K dalam rangkaian membentuk pembagi tegangan saat sakelar ditekan tertutup. Dengan pasokan + 12V pembagi ini secara nominal menetapkan tegangan bias basis transistor sekitar 1 volt. Arus basis arus sangat kecil karena fakta bahwa emitor dari transistor NPN ditahan di atas tanah dan dengan demikian tegangan emitor base NPN tidak pernah cukup tinggi untuk membiarkan transistor menyala. Dalam simulasi rangkaian tersebut dengan model transistor 2N3904 itu menunjukkan bahwa keberadaan resistor 1K membuat beberapa bias melintasi LED sekitar 0,7V karena arus level yang sangat rendah dalam transistor. Jika resistor 1K dilepas dan ketika saklar ditutup ke GND maka bias pada LED turun menjadi nol karena transistor menjadi sepenuhnya dimatikan.

Dari sudut pandang fungsional untuk mendapatkan LED untuk menghidupkan dan mematikan dari saklar tidak perlu memiliki resistor 1K yang berkaitan dengan hanya rangkaian sederhana ini. Di sisi lain jika sirkuit ini digunakan dalam sistem yang lebih kompleks yang memiliki rangkaian monitor di LED mencari bias yang disebutkan di atas, itu bisa menjadi indikator bahwa semua kabel dari saklar ke LED masih utuh dan di tempat. Dalam sistem alarm pencuri nyata di mana sakelar dan LED mungkin terletak berjauhan, deteksi bias residual ini dapat berperan untuk memastikan bahwa kabel belum dirusak.

Anda benar, resistor 1 kΩ tidak ada gunanya. Ketika saklar ditutup, ini menyebabkan basis transistor menjadi cukup rendah untuk mematikannya, tetapi dengan segera menyingkat basis ke ground secara pasti akan mencapai efek yang sama.

Saya tidak terlalu suka sirkuit ini. Dalam hal ini, saya tidak melihat titik untuk meletakkan LED di kaki emitor. Tampaknya cara berbelit-belit dalam melakukan sesuatu tanpa manfaat nyata.

Dengan semua hal di atas, saya tidak akan melihat apa pun di buku itu sebagai contoh desain yang bagus.

Jika sakelar terbuka tegangan dasar ditentukan oleh tegangan maju LED, misalnya 2 V + 0,7 V = 3,7 V. Kemudian arus basis adalah (12 V - 3,7 V) / 10 kΩ = 0,83 mA.

Jika Anda menutup sakelar, arus yang melalui resistor 10 kΩ akan dibagi menjadi sebagian melalui resistor 1 kΩ, dan sebagian ke pangkalan. Kita tahu kebutuhan dasar 3,7 V sebelum transistor akan mulai melakukan. Untuk memiliki 3,7 V di sana arus melalui 1 kΩ harus 3,7 mA, karena Hukum Ohm. Jadi jika transistor akan melakukan, arus basisnya akan menjadi 3,7 mA kurang dari arus dari pasokan 12 V melalui resistor 10 kΩ.

Tetapi kami melihat bahwa arus tidak akan lebih tinggi dari 0,83 mA, jadi semuanya akan melewati 1 kΩ dan transistor tidak akan bekerja sama sekali. Karena tidak berfungsi, kita dapat mengabaikannya untuk saat ini, dan menghitung tegangan basis dari pembagi resistor:

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

yang memang lebih rendah dari yang dibutuhkan 3,7 V.

Bagaimana jika 1 kΩ dihilangkan? Maka arus tanah akan meningkat dari 1,09 mA menjadi 1,2 mA, itu saja. Perbedaan 0,1 mA itu tidak akan merusak bank, jadi sebaiknya Anda mengabaikannya.

Terus terang, saya rasa ini bukan sirkuit yang bagus. Anda menutup sakelar untuk mematikan LED, alih-alih menyala, yang, well, OK, tetapi itu berarti bahwa ketika LED mati, Anda masih memiliki arus sebesar 1,1 mA yang mengalir, tanpa hasil. Ini akan menjadi ide yang lebih baik untuk menempatkan saklar di sisi 10 k switch. Diakui, fungsinya akan terbalik (penutupan akan menyalakan LED), tetapi Anda tidak akan memiliki arus dengan LED mati. Dalam hal ini Anda masih dapat menambahkan resistor ke ground, tetapi nilainya harus jauh lebih tinggi: 4,5 kΩ akan menarik 0,83 mA pada tegangan basis 3,7 V. 0,83 mA adalah arus yang berasal dari suplai 12 V, jadi itulah titik di mana transistor baru saja mulai melakukan. Jadi nilainya harus lebih tinggi dari itu. Nilai 100 kΩ akan menarik 37 μA ketika transistor melakukan, sehingga basis akan mendapatkan 830 μA - 83 µA = 750 µA. Jika Anda tidak peduli dengan kerugian 10%, Anda dapat menempatkan resistor. Anda juga dapat menghilangkannya di sana (tidak menggantinya dengan kabel!), Maka alasnya akan mengambang ketika sakelar terbuka. Untuk transistor bipolar yang sebenarnya bukan masalah, terutama karena Anda akan memerlukan 3,7 V tinggi untuk membuatnya, tetapi untuk MOSFET yang resistor akan diperlukan.

Saat ini akan menemukan jalan dengan R. Switch Off terendah, pembagi akan menjepit tegangan Basis ke 1V yang tidak cukup untuk menyalakan Transistor. Aktifkan, arus akan mengalir ke transistor dan nyalakan Vbe dan Diode.

Saya membaca dari pertanyaan Anda, bahwa sirkuit adalah contoh alarm pencuri.

Oleh karena itu saya berpikir bahwa fungsi resistor itu adalah untuk menghindari beberapa penyusup membakar alarm "sangat canggih" Anda, dengan meletakkan baterai 9V langsung di antara kontak saklar.

Fungsi lain dari resistor itu (mungkin dalam buku ini nanti dijelaskan untuk meningkatkan pencurian seperti itu) adalah bahwa mungkin itu tertanam pada saklar. Dengan cara ini, jika penyusup hanya menyingkat kabel (yaitu dia membuat hubungan langsung antara base dan ground), resistansi akan menjadi 0. Oleh karena itu Anda dapat menambahkan komparator yang memantau tegangan basis. Jika terlalu rendah, alarm tetap akan menyala, ketika penyusup berusaha merusak alarm Anda.

Sebagian dari ini, resistor tidak memiliki fungsi praktis lainnya: bisa saja dihilangkan.

Mengapa pengaturan aneh ini (transistor NPN, LED pada SISI emiter). Nah, jika Anda menganggap sakelar dan resistor sebagai komponen tunggal, Anda akan melihat bahwa keduanya terhubung ke satu terminal. Mungkin ini berguna dalam beberapa keadaan?