Buďte posedlí základní elektronikou !!!!!: 6 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Když mluvíme o elektronice, naše řeč by mohla pokrývat širokou oblast, počínaje nejprimitivnějšími elektronkami (tranzistorové elektronky) nebo dokonce zpět k vedení nebo pohybu elektronů a mohla by skončit nejpropracovanějšími obvody, které jsou nyní zabudovány do jeden čip nebo hromada z nich opět vložena do jiného. Vždy však bude užitečné držet se základních konceptů, které nám pomohly vybudovat ty nejnáročnější, jak je dnes vidíme. Z mých pozorování jsem si uvědomil, že tolik lidí, kteří začínají přemýšlet o elektronice, nějakým způsobem zahájí své hobby projekty s integrovanými obvody nebo v dnešní době běžněji, se sestavenými moduly jako arduino board, Bluetooth moduly, RF moduly atd …

Vzhledem k této tendenci jim chybí skutečná ZÁBAVA a SKVĚLOST elektroniky. Pokusím se zde tedy sdělit své myšlenky, které by čtenářům pomohly povzbudit se k tomu, aby se na elektroniku podívali v širší perspektivě.

Mluvili bychom o dvou LEGENDÁRNÍCH a REVOLUČNÍCH základních součástech elektroniky:

ODPORY A TRANZISTORY. Tyto popisy nejsou založeny čistě na vzorcích nebo teoriích, které obvykle děláme ve svých třídách na papíře, místo toho se je pokusíme propojit s některými ošemetnými fakty v praktickém přístupu, který, jak věřím, naše přátele určitě ohromí.

Začněme zkoumat zábavnou podstatu elektroniky ……..

Krok 1: ODPORY

Rezistor je jednou z nejznámějších součástí mezi hobby kluky. Každý by byl obeznámen s rezistory. Jak je zřejmé z jeho samotného názvu, rezistory jsou ty součásti, které budou odolávat toku proudu skrz ně. Jak odolává toku proudu a také jeho hodnota odporu je konstantní, napětí napříč bude zajištěno rovnicí V = IR, což je náš úžasný ohmův zákon. To vše jsou dobře jasné koncepty.

Nyní je čas na záludnou analýzu … jen pro zábavu

Máme 9voltovou rádiovou baterii a 3ohmový odpor. Když připojíme tento odpor přes baterii, jak je znázorněno na obrázku, určitě dostaneme proudový proud, jak je znázorněno. Jaké množství proudu bude proudit?

Ano, žádné pochybnosti, z našeho vlastního ohmova zákona bude odpověď I = V/R = 9/3 = 3 ampéry.

Jaký proud 3 ampéry z rádiové baterie na 9 voltů ???? Ne, to není možné.

Ve skutečnosti je baterie schopna poskytovat pouze malé množství proudu při 9 voltech. Řekněme, že při 100 voltech poskytne proud 100 milimetrů. Ze zákona ohmů musí mít odpor minimálně 90 ohmů, aby se tok vyrovnal. Jakýkoli odpor pod ním by snížil napětí na baterii a zvýšil proud tak, aby byl v rovnováze zákon ohmů. Takže když připojíme odpor 3 ohmy, napětí na baterii klesne na V = 0,1*3 = 0,3 voltu (kde 0,1 je 100 milimetrů, tj. maximální proud baterie). Doslova tedy zkratujeme baterii, která ji brzy zcela vybije a bude k ničemu.

Musíme tedy myslet za pouhé rovnice. SPOLEČNÝ SMYSL FUNGUJE !!!

Krok 2: Rezistory pro bočníková měření

Rezistory lze použít k měření množství proudu protékajícího zátěží, pokud nemáme ampérmetr.

zvažte obvod, jak je uvedeno výše. Zátěž je připojena k 9voltové baterii. Pokud je zátěží zařízení s nízkým výkonem, předpokládejme, že proud, který jím protéká, je 100 milimetrů (nebo 0,1 ampéru). Nyní znáte přesné množství proudu, který jím protéká, bychom mohli použít odpor. Jak je znázorněno na obrázku, když je odpor 1 ohm zapojen do série k zátěži, měřením poklesu napětí na odporu 1 ohm bychom mohli získat přesnou hodnotu proudu z ohmového zákona. To je proud I = V/R, zde R = 1 ohm. Takže I = V. Napětí na odporu tedy poskytne proud protékající obvodem. Je třeba mít na paměti, že jedna Když zapojíme odpor do série, dojde k poklesu napětí na odporu. Hodnota odporu je tak určena, že pokles není tak vysoký, aby ovlivnil normální provoz zátěže. Proto musíme mít vágní představu o rozsahu proudu, který by byl odebírán zátěží, kterou můžeme získat praxí a zdravým rozumem.

Také bychom mohli použít tento sériový odpor jako pojistku. To znamená, že pokud má odpor 1 ohm výkon 1 watt, pak to znamená, že maximální množství proudu, které by jím mohlo protékat, bude 1 ampér (z rovnice výkonu (W) W = I*I*R). Pokud je tedy zátěž maximální proudová kapacita 1 ampér, bude tento rezistor fungovat jako pojistka a pokud do obvodu vstoupí jakýkoli proud větší než 1 ampér, rezistor vybuchne a stane se otevřeným obvodu, čímž chrání zátěž před poškozením nadměrným proudem.

Krok 3: TRANSISTORY

Tranzistory jsou super hrdinové v elektronice. Miluji tranzistory velmi. Jsou hlavní revoluční součástí, která způsobila revoluci v celém elektronickém poli. Každý milovník elektroniky musí dosáhnout silného přátelství s tranzistory. Jsou schopni vytvořit velmi dlouhý seznam různých elektronických funkce.

Pro začátek by každý byl obeznámen s definicí „Transistor znamená přenosový odpor“. To je úžasná schopnost tranzistorů. Mohou přenášet odpor ve výstupní sekci (běžně kolektor-emitor), když měníme proud ve vstupní sekci (obvykle linka základny-emitoru).

V zásadě existují dva typy tranzistorů: npn tranzistory a pnp tranzistory, jak je znázorněno na obrázku.

Tyto tranzistory spojené s různými cennými odpory budou tvořit četné logické obvody, které dokonce tvoří pevnou zadní kost vnitřního designu našeho moderního procesoru.

Krok 4: Npn tranzistory

Obecně se zhruba říká, že tranzistor npn se zapne poskytnutím kladného potenciálu (napětí) na základně. Ano, je to pravda. Ale v širší perspektivě bychom to mohli popsat následovně.

Když uděláme základnu tranzistoru na 0,7 voltu vyšší potenciál (napětí) vzhledem k emitoru tranzistoru, pak bude tranzistor ve stavu ON a proud protéká cestou kolektor-emitor k zemi.

Výše uvedený bod mi hodně pomáhá vyřešit téměř všechny běžně používané tranzistorové logické obvody. To je znázorněno na výše uvedeném obrázku. Polarita a proudová dráha proudu zajistí mnohem větší přívětivost k našemu tranzistoru.

Když poskytneme toto 0,7 voltu vysoko na základně, výsledkem bude tok proudu od báze k emitoru a nazývá se základní proud (Ib). Tento proud vynásobený proudovým ziskem zajistí tečení kolektorového proudu.

Práce je následující:

Když nejprve nastavíme 0,7 na základně, pak je tranzistor ZAPNUT a proud začne proudit zátěží. Pokud se některé zvýší napětí na základně a emitoru, kompenzuje se tím, že tranzistor bude proudit méně základního proudu, čímž se zachová Napětí na samotném 0,7, ale na rozdíl od toho se také snižuje proud kolektoru a proud protékající zátěží klesá, ve skutečnosti se napětí na zátěži také snižuje. To ukazuje, že když se napětí na základně zvýší, napětí na zátěži se sníží a tím se odhalí invertující povaha přepínání tranzistorů.

Podobně, pokud napětí klesá (ale nad 0,7), pak by se proud zvyšoval na základně a tím by se naopak zvyšoval na kolektoru a zátěží, čímž by se zvyšovalo napětí na zátěži. Snížení základny tedy povede ke zvýšení napětí na výstup, který také odhaluje invertující povahu při přepínání tranzistorů.

Stručně řečeno, snahu základny udržet rozdíl napětí 0,7 používáme pod názvem Amplification.

Krok 5: Pnp tranzistor

Stejně jako npn tranzistor, i pnp tranzistor se také běžně říká, že tím, že dává záporný základ, bude tranzistor ZAPNUTÝ.

Jiným způsobem, když nastavíme základní napětí 0,7 voltu pod nebo nižší než napětí emitoru, pak proud protéká kolektorem emitoru a zátěž je napájena proudem. To je znázorněno na obrázku.

Tranzistor pnp slouží k přepnutí kladného napětí na zátěž a tranzistory npn slouží k přepnutí uzemnění na zátěž.

Stejně jako v případě npn, když zvýšíme rozdíl mezi emitorem a základnou, základní spojení se bude snažit udržet rozdíl 0,7 voltů změnou množství proudu, který jím prochází.

Tedy nastavením množství proudu přes něj v souladu s kolísáním napětí by tranzistor mohl regulovat rovnováhu mezi vstupem a výstupem, což je v aplikacích velmi zvláštní.

Krok 6: Závěr

Všechny výše uvedené nápady jsou velmi základní a jsou známy mnoha mým přátelům. Věřím však, že by to bylo užitečné alespoň pro jednu osobu v oblasti elektroniky. Vždycky mě přitahují tyto velmi základní myšlenky, které pomáhají abych vyřešil a zpětně inženýril řadu obvodů, jejichž prostřednictvím věřím, že bychom mohli získat spoustu zkušeností a zábavy.

Přeji všem mým přátelům hodně štěstí. Děkuji.