Bodite obsedeni z osnovno elektroniko !!!!!: 6 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:06

Ko govorimo o elektroniki, bi lahko naš govor zajel široko področje, začenši od najbolj primitivnih vakuumskih cevi (tranzistorskih cevi) ali celo nazaj do prevodnosti ali gibanja elektronov in bi se lahko končal z najbolj izpopolnjenimi vezji, ki so zdaj vgrajena v en sam čip ali kup njih, ki so spet vgrajeni v drugega. Vendar se bomo vedno držali bolj osnovnih konceptov, ki so nam pomagali zgraditi najzahtevnejše, kot jih vidimo danes. Iz mojih opažanj sem spoznal, da bo toliko ljudi, ki začnejo razmišljati o elektroniki, svoje hobi projekte nekako začelo z integriranimi vezji ali danes pogosteje, z sestavljenimi moduli, kot so arduino plošča, moduli Bluetooth, RF moduli itd.

Zaradi te težnje jim primanjkuje prave zabave in vznemirjenja elektronike, zato bom tukaj poskušal posredovati svoje ideje, ki bi bralcem pomagale, da se spodbudijo, da na elektroniko gledajo širše.

Govorili bi o dveh LEGENDARNIH in REVOLUCIONARNIH osnovnih sestavnih delih elektronike:

Uporniki in tranzistorji. Ti opisi ne temeljijo zgolj na formulah ali teorijah, ki jih običajno izvajamo pri pouku na papirju, temveč jih bomo s praktičnim pristopom poskušali povezati z nekaterimi zapletenimi dejstvi, ki bodo po mojem prepričanju zagotovo presenetili naše prijatelje.

Začnimo raziskovati zabavno bistvo elektronike ……

1. korak: Uporniki

Upor je ena izmed znanih komponent med hobiji. Vsi bi bili seznanjeni z upori. Kot je razvidno že iz njegovega imena, so upori tiste komponente, ki se bodo upirale toku toka skozi njih. ko je vrednost upora konstantna, bo napetost na volji zagotovljena z enačbo V = IR, ki je naš čudovit ohmov zakon. Vse to so zelo jasni pojmi.

Zdaj je čas za zapleteno analizo … samo za zabavo

Imamo 9 -voltno radijsko baterijo in 3 ohmski upor. Ko ta upor priključimo na baterijo, kot je prikazano na sliki, zagotovo dobimo tok, kot je prikazano. Kakšna količina toka bo tekla?

Da, brez dvoma, iz našega lastnega ohmovega zakona bo odgovor I = V/R = 9/3 = 3 ampera.

Kakšen 3 amperski tok iz radijske baterije pri 9 voltih ???? Ne, to ni mogoče.

V resnici lahko baterija zagotavlja le majhno količino toka pri 9 volti. Recimo, da bo dala 100 miliper amperov toka pri 9 volti. Od zakona ohmov mora biti upor 90 ohmov vsaj za uravnoteženje pretoka. Vsak upor pod njim bi zmanjšal napetost na akumulatorju in povečal tok, da bi uravnotežil ohmov zakon. Torej, ko priključimo 3 ohmski upor, bi napetost na bateriji padla na V = 0,1*3 = 0,3 volta (kjer je 0,1 100 miliamperjev, tj. največji tok akumulatorja). Torej dobesedno prihaja do kratkega stika baterije, ki jo bo kmalu popolnoma izpraznila in postala neuporabna.

Zato moramo razmišljati onkraj zgolj enačb. SKUPNO SMISELA DELA !!!

2. korak: Upori za meritve šantov

Z upori lahko merimo količino toka, ki teče skozi obremenitev, če nimamo ampermetra.

upoštevajte vezje, kot je prikazano zgoraj. Obremenitev je priključena na 9 -voltno baterijo. Če je obremenitev naprava z nizko porabo, predpostavimo, da tok, ki teče skozi njo, znaša 100 miliamperov (ali 0,1 ampera). Zdaj vemo natančno količino toka, ki teče skozi njega, bi lahko uporabili upor. Kot je prikazano na sliki, ko je 1 ohmski upor zaporedno priključen na obremenitev, lahko z merjenjem padca napetosti na 1 ohmskem uporu dobimo natančno vrednost toka iz ohmskega zakona. To je tok I = V/R, tukaj R = 1 ohm. Torej I = V. Tako bo napetost na uporu zagotovila tok, ki teče skozi vezje. Ne pozabite, da, ko zaporedno povežemo upor, pride do padca napetosti na uporu. Vrednost upora je tako določena, da padec ni tako velik, da bi vplival na normalno delovanje bremena. Zato moramo imeti nejasno predstavo o obsegu toka, ki bi ga črpala obremenitev, ki jo lahko pridobimo s prakso in zdravo pametjo.

Ta serijski upor bi lahko uporabili tudi kot varovalko. To pomeni, da če je 1 ohmski upor z močjo 1 vat, to pomeni, da bo največja količina toka, ki bi lahko tekel skozi njega, 1 amper (iz enačbe moči (W) W = I*I*R). Tako bo, če je obremenitev največja amperska zmogljivost 1 amper, ta upor deloval kot varovalka, in če kateri koli tok, večji od 1 ampera, vstopi v vezje, bo upor eksplodiral in postal odprt vezje, s čimer se zaščiti obremenitev pred prekomernimi tokovnimi poškodbami.

3. korak: TRANZISTORJI

Tranzistorji so super junaki v elektroniki. Zelo imam rad tranzistorje. Oni so glavna revolucionarna komponenta, ki je revolucionirala celotno področje elektronike. Vsak ljubitelj elektronike mora s tranzistorji doseči močno prijateljstvo. Sposobni so sestaviti zelo dolg seznam različnih elektronskih naprav. funkcije.

Za začetek bi vsi poznali definicijo, da "tranzistor pomeni prenosni upor". To je neverjetna zmogljivost tranzistorjev. Lahko prenesejo upor v izhodnem delu (običajno kolektorsko-oddajna linija), ko spremenimo tok v vhodnem odseku (običajno linija osnovnega oddajnika).

V osnovi obstajata dve vrsti tranzistorjev: npn tranzistorji in pnp tranzistorji, kot je prikazano na sliki.

Ti tranzistorji, povezani z različnimi vrednostnimi upori, bodo tvorili številna logična vezja, ki celo tvorijo trdno hrbtno kost sodobnega notranjega oblikovanja procesorskega čipa.

4. korak: Npn tranzistorji

Na splošno se približno uči, da se tranzistor npn vklopi s pozitivnim potencialom (napetostjo) na osnovi. Da, res je. Toda v širši perspektivi bi ga lahko opisali na naslednji način.

Ko postavimo bazo tranzistorja na 0,7 voltov večji potencial (napetost) glede na oddajnik tranzistorja, bo tranzistor v stanju ON in tok bo tekel skozi kolektorsko-oddajniško pot do tal.

Zgornja točka mi veliko pomaga pri reševanju skoraj vseh pogosto najdenih tranzistorskih logičnih vezij. To je prikazano na zgornji sliki. Polarnost in trenutna pot toka bosta našemu tranzistorju zagotovila veliko več prijaznosti.

Ko zagotovimo ta 0,7 voltov visoko na dnu, to povzroči pretok toka od baze do oddajnika in se imenuje osnovni tok (Ib). Ta tok, pomnožen s trenutnim ojačanjem, bo zagotovil kolektorski tok.

Delo je naslednje:

Ko prvič nastavimo 0,7 na bazo, je tranzistor vklopljen in tok začne teči skozi obremenitev. napetost pri samem 0,7, v nasprotju s tem pa se zmanjša tudi kolektorski tok in tok, ki teče skozi obremenitev, se v resnici zmanjša tudi napetost na obremenitvi. in tako razkriva obratno naravo preklapljanja tranzistorjev.

Podobno, če se napetost zmanjša (vendar nad 0,7), se bo tok povečal na dnu in se nato povečal pri zbiralniku in skozi obremenitev ter tako povečal napetost na obremenitvi. izhod, ki prav tako razkriva obratno naravo pri preklapljanju tranzistorjev.

Skratka, prizadevanje baze, da ohrani svojo napetostno razliko 0,7, uporabljamo pod imenom Ojačanje.

5. korak: Pnp tranzistor

Tako kot tranzistor npn se tudi tranzistor pnp običajno reče, da bo tranzistor z negativnim učinkom na bazo vklopljen.

Na drug način, ko osnovno napetost nastavimo za 0,7 volta pod napetostjo oddajnika ali nižjo, tok teče skozi zbiralno linijo oddajnika in obremenitev napaja s tokom. To je prikazano na sliki.

Pnp tranzistor se uporablja za preklop pozitivne napetosti na obremenitev, npn tranzistorji pa za preklapljanje tal na obremenitev.

Tako kot v primeru npn, ko povečamo razliko med oddajnikom in bazo, si bo osnovni priključek prizadeval obdržati 0,7 -voltno razliko s spreminjanjem količine toka skozi to.

Tako bi lahko s prilagajanjem količine toka skozi njega v skladu z nihanjem napetosti uravnaval ravnovesje med vhodom in izhodom, zaradi česar so v aplikacijah zelo posebni.

6. korak: Zaključek

Vse zgornje ideje so zelo osnovne in jih poznajo številni moji prijatelji, vendar verjamem, da bi bilo v pomoč vsaj eni osebi na področju elektronike. Vedno me pritegnejo takšne zelo osnovne ideje, ki pomagajo da rešim in obrnem inženiring številnih vezij, preko katerih verjamem, da bi lahko pridobili veliko izkušenj in zabave.

Vsem svojim prijateljem želim lepe želje. Hvala.