Kann jemand diesen Schaltplan erklären?
In der Schule bauen wir gerade eine Alarmanlage. Ich soll nun die funktionsweise erklären. Kann nur wirklich nicht verstehen wie und warum sie funktioniert... Bitte hefen sie mir! Dankeeee
4 Antworten
Man sollte erstmal einen "richtigen" Schaltplan zeichnen. Das Ding hier hat sogar mich als Elektroingenieur ins Grübeln gebracht. Nun ja ...
Den Pluspol der Spannungsquelle nenne ich +9V, den Minuspol Masse.
Die Lüsterklemmen von oben nach unten
- (Innere Verbindung für den Summer)
- +9V
- Masse
- Basis (des Transistors)
- Kollektor
- (Innere Verbindung für die LED)
- Masse
Wenn der Alarmkontakt geschlossen ist (Grundstellung), liegt die Basis auf Masse. Dann ist der Kollektor offen und es fließt kein Strom durch den Summer oder die LED.
Wenn der Alarmkontakt offen ist, zieht der 6,8-kOhm-Widerstand die Basis in Richtung +9V. Da noch ein Elektrolytkondensator parallelgeschaltet ist, geschieht das zeitverzögert. (Wozu der Kondensator dient, ist mir eigentlich unklar.)
Die Spannung an der Basis (gegen Masse) läuft bis auf etwa 0,7 Volt hoch. Dann öffnet die Basis-Emitter-Diode und hält die Spannung bei 0,7 Volt fest. Gleichzeitig wird der Kollektor auf Masse gezogen.
Nun fließt Strom von +9V über den Summer, seinen 100-Ohm-Vorwiderstand in den Kollektor gegen Masse. Der Summer summt.
Außerdem fließt Strom von +9V über die 470 Ohm und die LED in den Kollektor. Die LED leuchtet.
Wo ist denn da ein Reedschalter?
Ganz rechts ist eine Art "Hauptschalter". Das kann ein Reedkontakt sein oder ganz was anderes.
Der Alarmkontakt ist in Grundstellung geschlossen. Das spricht nicht für einen Reedkontakt, denn alle die ich kenne sind in Grundstellung offen.
Ich würde zunächst einmal anhand des vorgegebenen Verdrahtungsplan einen Stromlaufplan in aufgelöster Darstellung erstellen, bei dem man eine etwas bessere Übersicht (in Hinblick auf die Funktion der Schaltung) hat...
Da solltest du nun die Funktion besser erkennen können.
- Über den Taster S1 „Wäscheklammer, Ausschalten“ kann man die Anlage einschalten bzw. ausschalten. [Solange der Taster S1 betätigt ist, wird die Anlage über die Batterie G1 mit Spannung versorgt.]
Wenn der Alarmkontakt S2 zunächst nicht betätigt ist (also S2 geschlossen ist) und der Wäscheklammer-Taster S1 betätigt ist (also S1 geschlossen ist)...
- Der Kondensator C1 wird quasi sofort auf 9 V aufgeladen, da er dann direkt die 9 V von der Batterie erhält.
- (An dem Widerstand R1 mit 6,8 kΩ liegt eine Spannung von 9 V an und es fließt ein Strom mit Stromstärke etwa 1,3 mA hindurch.)
- Da der Strom von Lüsterklemme X4 direkt (quasi ohne Widerstand) über den Alarmkontakt S2 fließen kann, fließt quasi kein Strom über die Basis des Transistors K1. Der Transistor K1 sperrt. Dementsprechend sind die LED D1 und der Summer P1 nicht in Betrieb.
Wenn nun der Alarmkontakt S2 betätigt wird (also S2 geöffnet wird)...
- Der Kondensator C1 entlädt sich über den Widerstand R1. Zwischen Basis und Emitter des Transistors K1 baut sich eine Spannung auf, die der Differenz aus der 9-V-Batteriespannung und der Kondensatorspannung entspricht. Sobald diese Spannung etwa 0,7 V erreicht (also die Kondensatorspannung auf etwa 8,3 V abgefallen ist, was nach etwa 0,26 Sekunden der Fall sein sollte) schaltet der Transistor K1. [Bemerkung: Über R1 kann nun ein Basisstrom zur Basis K1 fließen. Der Strom hat zuvor den einfacheren Weg durch den Alarmkontakt S2 genommen, statt durch die Basis des Transistors zu fließen. Da S2 nun aber offen ist, muss der Strom den Weg durch die Basis des Transistors nehmen.]
- Nachdem der Transistor K1 geschaltet hat, kann ein Strom durch den Summer P1 fließen. [Der Strom fließt vom Pluspol der Batterie über den Vorwiderstand R2, durch den Summer P1, weiter über den Transistor K1 zum Minuspol der Batterie.] Der Summer sollte nun hörbar summen. [Bemerkung: Wegen dem 100 Ω großen Vorwiderstand ist der Summer etwas leiser, als wenn man ihn direkt ohne Vorwiderstand mit 9 V betreiben würde.]
- Nachdem der Transistor K1 geschaltet hat, kann außerdem ein Strom durch die LED D1 fließen. [Der Strom fließt vom Pluspol der Batterie über den Vorwiderstand R3, durch die LED D1, weiter über den Transistor K1 zum Minuspol der Batterie.] Die LED sollte nun sichtbar leuchten.
Wenn nun der Alarmkontakt S2 wieder geschlossen wird...
- Der Kondensator C1 wird quasi sofort wieder auf 9 V aufgeladen, da er dann direkt die 9 V von der Batterie erhält.
- Da der Strom von Lüsterklemme X4 nun wieder direkt (quasi ohne Widerstand) über den Alarmkontakt S2 fließen kann, fließt quasi kein Strom über die Basis des Transistors K1. Der Transistor K1 sperrt. Dementsprechend sind die LED D1 und der Summer P1 nicht in Betrieb. Die LED leuchtet nicht mehr. Der Summer summt nicht mehr.
Mirist nich klar, was der Kondensatoror ist, diesen haben wir nicht verbauen müssen
Den Kondensator kann man auch weglassen. Die Schaltung funktioniert im Prinzip auch ohne den Kondensator.
Der Kondensator führt bei dieser Schaltung nur zu einer kleinen Verzögerung beim Auslösen der Alarmanlage. Die Verzögerung beträgt laut meinen Berechnungen etwa 0,26 s, also nicht einmal eine Sekunde. Ohne den Kondensator hast du einfach diese Verzögerung nicht. Sonst funktioniert die Anlage aber genauso.
Allgemein: Ein Kondensator ist ein Bauteil welches (abhängig von der Spannung) eine gewisse elektrische Ladung speichern kann.
[Im konkreten Fall sorgt die gespeicherte Ladung dann beim Auslösen der Anlage für eine Verzögerung, da die dadurch am Kondensator noch vorhandene Spannung einem Stromfluss zur Basis des Transistors entgegen wirkt. Zunächst einmal führt der Stromfluss über R3 zu einem Entladen des Kondensators, statt dass dieser Strom durch die Basis des Transistors fließen kann. Erst wenn der Kondensator weit genug entladen ist, lässt er genügend Strom zur Basis des Transistors weiterfließen.]
Auf der Webseite, woher die Bauanleitung zu stammen scheint, ...
https://kreativekiste.de/alarmanlage-bauanleitung-9-volt
... steht auch...
Der Kondensator führt zu einer minimalen Verzögerung beim Einschalten und der 100 Ohm Widerstand dient der minimalen Reduzierung der Lautstärke des Summers. Der Kondensator und der Widerstand können aber auch bedenkenlos weggelassen werden.
Über den Schalter, den hier die Wäscheklammer darstellt, lässt sich die Alarmanlage händisch ein und ausschalten. Sobald die Wäscheklammer geöffnet ist, ist der Stromfluss unterbrochen. Solange der Taster betätigt ist, wird die Anlage über die 9V Batterie versorgt. Wenn der Reedschalter durch das Magnetfeld geschlossen ist und die Wäscheklammer geschlossen ist liegt ein Strom von 9V am 6,8kOhm Widerstand an und es fließt ein Strom von 1,3mA hindurch. Da der Strom an Lüsterklemme 4 direkt, quasi ohne Widerstand über den Reedschalter fließen kann, fließt kein Strom über die den Transistor. Somit sperrt der Transistor. Dementsprechend sind LED und Summer nicht in Betrieb.
Wenn nun der Reedschalter geöffnet wird, dass heißt sobald sich das Magnetfeld vom Reedschalter entfernt und die Tür geöffnet wird, leuchtet die LED und der Summer summt. Der Strom hat zuvor den einfacheren Weg durch den geschlossenen Reedschalter genommen, statt durch die Basis des Transistors zu fließen. Da der Reedschalter nun geöffnet ist muss der Strom den Weg durch die Basis des Transistors nehmen. Nachdem der Transistor geschaltet hat, kann der Strom durch den Summer fließen. Der Strom fließt vom Pluspol der Batterie über den 100 Ohm-Widerstand durch den Summer weiter über den Transistor zum Minuspol der Batterie. Der Summer sollte nun hörbar summen. Nachdem der Transistor geschaltet hat, kann außerdem der Strom durch die LED fließen. Der Strom fließt hier vom Pluspol der Batterie über den 100Ohm-Widerstand durch die LED, weiter über den Transistor zum Minuspol der Batterie. Jetzt leuchtet die LED.
Sobald die Wäscheklammer nun wieder geschlossen ist, fließt kein Strom mehr über die Basis des Transistors und dieser sperrt. Dementsprechend leuchtet die LED nicht
Ist es so korrekt?
Kann nur wirklich nicht verstehen wie und warum sie funktioniert
Kein Wunder. Der Schaltplan ist ja auch extrem unübersichtlich gezeichnet. Schlimmer geht es kaum …
Ich empfehle dir, diesen umzuzeichnen, wobei du die Lüsterklemmen weglässt und dann die Verbindungen zwischen den Bauteilen entwirrst. Dann sollte die Funktionsweise leichter verständlich sein.
Wie genau soll ich den dann zeichen? ich bin total verwirrt.
Der Alarmkontakt schließt normalerweise, da selber geschlossen, Basis und Emitter des Transistors kurz, der Transistor sperrt, der Summer bleibt mangels Strom stumm.
Öffnet sich der Alarmkontakt, krieg die Transistorbasis Strom über den 6k8-Widerstand und der Summer summt. Die LED ist parallel zum Summer und leuchtet somit im Alarmfall auch.
Der Kondensator verzögert den Alarm etwas.
Es ist ein sehr unübersichtlich gemachtes Schaltbild, eigentlich halt ein Verdrahtungsplan.
Der unterbricht die Stromversorgung, schaltet die Alarmanlage ab.
Ich verstehe nicht genau was der Alarmkontakt ist. Der Reedschalter? vielen dank für ihre antwort!