Buďte posadnutí základnou elektronikou !!!!!: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Keď hovoríme o elektronike, naša diskusia by mohla pokrývať širokú oblasť. Počnúc najprimitívnejšími vákuovými trubicami (tranzistorové trubice) alebo dokonca späť k vedeniu alebo pohybu elektrónov a mohlo by skončiť s najnáročnejšími obvodmi, ktoré sú teraz vložené do jeden čip alebo veľa z nich opäť vložených do iného. Vždy však bude užitočné držať sa základných konceptov, ktoré nám pomohli vybudovať tie najnáročnejšie, ako ich vidíme dnes. Z mojich pozorovaní som si uvedomil, že toľko ľudí, ktorí začínajú uvažovať o elektronike, nejakým spôsobom začne svoje hobby projekty s integrovanými obvodmi alebo v dnešnej dobe častejšie so zostavenými modulmi, ako sú doska arduino, moduly Bluetooth, moduly RF atď.…

Vzhľadom na túto tendenciu im chýba skutočná ZÁBAVA a vzrušenie elektroniky. Takže tu sa pokúsim sprostredkovať svoje nápady, ktoré by čitateľom pomohli povzbudiť ich, aby sa na elektroniku pozerali v širšej perspektíve.

Hovorili by sme o dvoch LEGENDÁRNYCH a REVOLUČNÝCH základných zložkách elektroniky:

ODPORY A TRANZISTORY. Tieto opisy nie sú založené výlučne na vzorcoch alebo teóriách, ktoré zvyčajne robíme v našich triedach na papieri, namiesto toho sa ich pokúsime prepojiť s niekoľkými záludnými faktami v praktickom prístupe, ktorý, ako verím, našich priateľov určite ohromí..

Začnime skúmať zábavnú podstatu elektroniky … …

Krok 1: ODPORY

Rezistor je jednou z najznámejších súčiastok medzi hobby chalanmi. Každý by bol s rezistormi oboznámený. Ako je zrejmé z jeho názvu, rezistory sú tie komponenty, ktoré odolávajú prúdeniu cez ne. Pretože odoláva prúdeniu prúdu a tiež jeho hodnota odporu je konštantná, napätie naprieč bude zaistené rovnicou V = IR, čo je náš úžasný ohmov zákon. To všetko sú dobre jasné pojmy.

Teraz je čas na záludnú analýzu … len pre zábavu

Máme 9 -voltovú rádiovú batériu a 3 ohmový odpor. Keď tento odpor zapojíme cez batériu, ako je znázornené na obrázku, určite dostaneme prúdový tok podľa obrázku. Aké množstvo prúdu bude prúdiť?

Áno, žiadne pochybnosti, z nášho vlastného ohmovho zákona bude odpoveď I = V/R = 9/3 = 3 ampéry.

Aký prúd 3 ampéry z rádiovej batérie s napätím 9 voltov ???? Nie, to nie je možné.

V skutočnosti je batéria schopná dodávať iba malé množstvo prúdu pri 9 voltoch. Povedzme, že pri 100 voltoch poskytne prúd 100 milimetrov. Zo zákona ohmov musí mať odpor najmenej 90 ohmov, aby sa vyrovnal tok. Akýkoľvek odpor pod ním by znížil napätie na batérii a zvýšil prúd tak, aby sa vyrovnal zákon ohmov. Takže keď pripojíme odpor 3 ohmy, napätie na batérii klesne na V = 0,1*3 = 0,3 voltu (kde 0,1 je 100 milimpérov, tj maximálny prúd batérie). Doslova teda skratujeme batériu, ktorá ju čoskoro úplne vybije a bude zbytočná.

Musíme teda uvažovať nad rámec obyčajných rovníc. SPOLOČNÝ ZMYSEL FUNGUJE !!!

Krok 2: Rezistory na skratové merania

Rezistory možno použiť na meranie množstva prúdu pretekajúceho záťažou, ak nemáme ampérmeter.

zvážte obvod, ako je uvedené vyššie. Zaťaženie je pripojené k 9 -voltovej batérii. Ak je záťažou zariadenie s nízkym výkonom, predpokladajme, že prúd, ktorý ním preteká, je 100 milimetrov (alebo 0,1 ampéra). Teraz poznáte presné množstvo prúdu, ktorý ním preteká, by sme mohli použiť odpor. Ako je znázornené na obrázku, keď je odpor 1 ohm zapojený do série k záťaži, meraním poklesu napätia na odpore 1 ohm by sme mohli získať presnú hodnotu prúdu. zo zákona ohmov. To je prúd, ktorý bude I = V/R, tu R = 1 ohm. Takže I = V. Napätie na rezistore teda poskytne prúd pretekajúci obvodom. Je potrebné pamätať na to, že, keď zapojíme odpor do série, dôjde k poklesu napätia na odpore. Hodnota odporu je stanovená tak, že pokles nie je taký vysoký, aby ovplyvnil normálnu prevádzku záťaže. Preto musíme mať vágnu predstavu o rozsahu prúdu, ktorý by bol ťahaný záťažou, ktorú môžeme získať cvičením a zdravým rozumom.

Tiež by sme mohli použiť tento sériový odpor ako poistku. To znamená, že ak má odpor 1 ohm výkon 1 watt, potom to znamená, že maximálne množstvo prúdu, ktoré by ním mohlo pretekať, bude 1 ampér (z rovnice výkonu) (W) W = I*I*R). Ak je teda záťaž maximálnej prúdovej kapacity 1 ampér, tento odpor bude fungovať ako poistka a ak do obvodu vstúpi akýkoľvek prúd viac ako 1 ampér, odpor sa odpáli a stane sa otvoreným. obvod, čím chráni záťaž pred poškodením nadprúdom.

Krok 3: TRANSISTORY

Tranzistory sú super hrdinovia v oblasti elektroniky. Tranzistory mám veľmi rád. Sú hlavným revolučným komponentom, ktorý spôsobil revolúciu v celom elektronickom poli. Každý milovník elektroniky musí s tranzistormi dosiahnuť silné priateľstvo. Sú schopní vytvoriť veľmi dlhý zoznam rôznych elektronických zariadení. funkcie.

Na začiatku by každému bola známa definícia „Tranzistor znamená prenosový odpor“. Toto je úžasná schopnosť tranzistorov. Keď zmeníme prúd, môžu prenášať odpor vo výstupnej časti (bežne kolektor-emitorový riadok). vo vstupnej sekcii (bežne čiara základňa-emitor).

V zásade existujú dva typy tranzistorov: npn tranzistory a pnp tranzistory, ako je znázornené na obrázku.

Tieto tranzistory spojené s rôznymi cennými odpormi budú tvoriť množstvo logických obvodov, ktoré dokonca tvoria pevnú zadnú kosť interiéru moderného procesora.

Krok 4: Npn tranzistory

Všeobecne sa zhruba učí, že tranzistor npn sa zapne poskytnutím kladného potenciálu (napätia) na základni. Áno, je to pravda. Ale v širšej perspektíve by sme to mohli opísať nasledovne.

Keď urobíme základňu tranzistora na 0,7 voltu vyšší potenciál (napätie) vzhľadom na emitor tranzistora, potom bude tranzistor v stave ZAPNUTÉ a prúd prúdi cestou kolektora-emitora k zemi.

Vyššie uvedený bod mi veľmi pomáha vyriešiť takmer všetky bežne používané tranzistorové logické obvody. To je znázornené na obrázku vyššie. Polarita a prúdová cesta prúdu zaistí oveľa väčšiu ústretovosť k nášmu tranzistoru.

Keď poskytneme toto 0,7 voltu vysoké na základni, výsledkom bude tok prúdu zo základne na emitor a nazýva sa základný prúd (Ib). Tento prúd vynásobený súčasným ziskom poskytne tečúci kolektorový prúd.

Práca je nasledovná:

Keď najskôr nastavíme 0,7 na základňu, potom je tranzistor ZAPNUTÝ a prúd začne pretekať záťažou. Ak sa napätie na základni a vysielači zvýši, kompenzuje sa tým, že tranzistor bude prúdiť menej základného prúdu, čím sa zachová samotné napätie 0,7, ale na rozdiel od toho klesá aj kolektorový prúd a prúd pretekajúci záťažou klesá, v skutočnosti napätie na záťaži tiež klesá. To ukazuje, že keď sa napätie na základni zvýši, napätie na záťaži klesne a tým sa odhaľuje invertujúca povaha spínania tranzistorov.

Podobne, ak napätie klesne (ale nad 0,7), potom by sa prúd zvýšil na základni a tým by sa naopak zvýšil na kolektore a prostredníctvom záťaže, čím by sa zvýšilo napätie cez záťaž. Zníženie základne teda povedie k zvýšeniu napätia na výstup, ktorý tiež odhaľuje invertnú povahu pri spínaní tranzistorov.

Stručne povedané, snaha o udržanie rozdielu napätia 0,7 v základni používame pod názvom Amplification.

Krok 5: Tranzistor Pnp

Rovnako ako tranzistor npn, aj tranzistor pnp sa bežne hovorí, že tranzistor bude mať pri zápornom základe bázu.

Iným spôsobom, keď urobíme základné napätie 0,7 voltu nižšie alebo menšie ako napätie emitora, potom prúd preteká vedením kolektora emitora a záťaž je napájaná prúdom. To je znázornené na obrázku.

Tranzistor pnp slúži na prepnutie kladného napätia na záťaž a npn tranzistory na prepnutie uzemnenia na záťaž.

Rovnako ako v prípade npn, keď zvýšime rozdiel medzi emitorom a bázou, základné spojenie sa bude snažiť udržať rozdiel 0,7 voltu zmenou množstva prúdu, ktorý ním prechádza.

Tranzistor by teda mohol upravovať rovnováhu prúdu medzi vstupom a výstupom, čím je v aplikáciách veľmi zvláštny.

Krok 6: Záver

Všetky vyššie uvedené nápady sú veľmi základné a sú známe mnohým mojim priateľom. Verím však, že by to pomohlo aspoň jednej osobe v oblasti elektroniky. Vždy ma priťahujú tieto veľmi základné nápady, ktoré pomáhajú aby som vyriešil a spätne analyzoval niekoľko obvodov, prostredníctvom ktorých verím, že by sme mohli získať veľa skúseností a zábavy.

Prajem všetkým mojim priateľom dobré želanie. Ďakujem.