ΕΓΓΥΗΣΤΕ με βασικά ηλεκτρονικά !!!!!: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Όταν μιλάμε για ηλεκτρονικά, η ομιλία μας θα μπορούσε να εκτείνεται σε μια ευρεία περιοχή. Ξεκινώντας από τους πιο πρωτόγονους σωλήνες κενού (σωλήνες τρανζίστορ) ή ακόμα και πίσω στην αγωγή ή την κίνηση των ηλεκτρονίων και θα μπορούσε ενδεχομένως να τελειώσει με τα πιο περίπλοκα κυκλώματα που είναι τώρα ενσωματωμένα σε ένα ένα μόνο τσιπ ή ένα σωρό από αυτά πάλι ενσωματωμένα μέσα σε ένα άλλο. Αλλά θα είναι πάντα υποστηρικτικό να παραμείνουμε στις πιο βασικές έννοιες, οι οποίες μας βοήθησαν να χτίσουμε τις πιο απαιτητικές όπως βλέπουμε σήμερα. Από τις παρατηρήσεις μου, συνειδητοποίησα ότι τόσοι πολλοί άνθρωποι που αρχίζουν να σκέφτονται τα ηλεκτρονικά, θα ξεκινήσουν με κάποιο τρόπο τα σχέδια χόμπι τους με ενσωματωμένα κυκλώματα ή συνηθέστερα στις μέρες μας, με συναρμολογημένες μονάδες όπως πίνακα arduino, μονάδες Bluetooth, μονάδες RF κλπ…

Λόγω αυτής της τάσης, τους λείπει η πραγματική διασκέδαση και η συγκίνηση των ηλεκτρονικών. Έτσι, εδώ, θα προσπαθήσω να μεταφέρω τις ιδέες μου που θα βοηθήσουν τους αναγνώστες να ενθαρρύνουν τον εαυτό τους να εξετάσει τα ηλεκτρονικά σε μια ευρύτερη προοπτική.

Θα μιλήσουμε για τα δύο ΘΡΥΛΙΚΑ και ΕΠΑΝΑΣΤΑΤΙΚΑ βασικά συστατικά των ηλεκτρονικών:

ΟΙ ΑΝΤΙΣΤΑΣΕΙΣ ΚΑΙ ΟΙ ΤΡΑΝΣΙΣΤΟΡΕΣ. Αυτές οι περιγραφές δεν βασίζονται αποκλειστικά σε τύπους ή θεωρίες που κάνουμε συνήθως στις τάξεις μας σε χαρτί, αντίθετα θα προσπαθήσουμε να τις συνδέσουμε με μερικά περίπλοκα γεγονότα στην πρακτική προσέγγιση, τα οποία πιστεύω ότι σίγουρα θα καταπλήξουν τους φίλους μας Το

Ας αρχίσουμε να εξερευνούμε τη διασκεδαστική ουσία των ηλεκτρονικών ……..

Βήμα 1: Οι ΑΝΤΙΣΤΑΣΕΙΣ

Το Resistor είναι ένα από τα διάσημα συστατικά μεταξύ των παιδιών του χόμπι. Όλοι θα ήταν εξοικειωμένοι με τις αντιστάσεις. Όπως είναι σαφές από το ίδιο το όνομά του, οι αντιστάσεις είναι εκείνα τα συστατικά που θα αντισταθούν στη ροή ρεύματος μέσα από αυτά. Καθώς αντιστέκεται στην τρέχουσα ροή και επίσης η τιμή αντίστασης είναι σταθερή, η τάση κατά μήκος της θέσης θα παρέχεται από την εξίσωση V = IR που είναι ο υπέροχος νόμος του ωμ μας. Όλα αυτά είναι σαφείς έννοιες.

Τώρα ήρθε η ώρα για μια δύσκολη ανάλυση…. Απλά για διασκέδαση

Έχουμε μια μπαταρία ραδιοφώνου 9 βολτ και μια αντίσταση 3 ohm. Όταν συνδέουμε αυτήν την αντίσταση στην μπαταρία όπως φαίνεται στο σχήμα, σίγουρα έχουμε μια ροή ρεύματος όπως απεικονίζεται. Τι ποσό ρεύματος θα ρέει;

Ναι, χωρίς αμφιβολίες, από τον δικό μας νόμο του ωμ η απάντηση θα είναι I = V/R = 9/3 = 3 αμπέρ.

Τι ???? ρεύμα 3 αμπέρ από μπαταρία ραδιοφώνου στα 9 βολτ ???? Όχι, δεν γίνεται.

Στην πραγματικότητα, η μπαταρία είναι ικανή να παρέχει μόνο μια μικρή ποσότητα ρεύματος στα 9 βολτ. Ας πούμε ότι θα δώσει 100 mpi ρεύματος στα 9 βολτ. Από το νόμο των ωμ, η αντίσταση πρέπει να είναι 90 ohms τουλάχιστον για να εξισορροπήσει τη ροή. Οποιαδήποτε αντίσταση κάτω από αυτήν θα μειώσει την τάση στην μπαταρία και θα αυξήσει το ρεύμα έτσι ώστε να εξισορροπηθεί ο νόμος των ωμ. Έτσι, όταν συνδέουμε μια αντίσταση 3 ohm, η τάση στην μπαταρία θα μειωθεί σε V = 0.1*3 = 0.3 volt (όπου 0,1 είναι τα 100 milli αμπέρ δηλαδή, το μέγιστο ρεύμα της μπαταρίας). Λοιπόν, κυριολεκτικά κάνουμε βραχυκύκλωμα της μπαταρίας που θα την αποφορτίσει εντελώς σύντομα και θα την κάνει άχρηστη.

Επομένως, πρέπει να σκεφτούμε πέρα από απλές εξισώσεις. ΚΟΙΝΗ ΑΙΣΘΗΣΗ

Βήμα 2: Αντιστάσεις για μετρήσεις παράκαμψης

Οι αντιστάσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μέτρηση της ποσότητας ρεύματος που ρέει μέσω ενός φορτίου, εάν δεν έχουμε αμπερόμετρο.

σκεφτείτε ένα κύκλωμα όπως φαίνεται παραπάνω. Το φορτίο συνδέεται με μπαταρία 9 volt. Εάν το φορτίο είναι συσκευή χαμηλής ισχύος, ας υποθέσουμε ότι το ρεύμα που ρέει μέσα από αυτό είναι 100 milli αμπέρ (ή 0,1 αμπέρ). Τώρα για να γνωρίζετε την ακριβή ποσότητα του ρεύματος που ρέει μέσα από αυτό θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε μια αντίσταση. Όπως φαίνεται στο σχήμα, όταν μια αντίσταση 1 ohm συνδέεται σε σειρά με το φορτίο, με τη μέτρηση της πτώσης τάσης στην αντίσταση 1 ohm θα μπορούσαμε να πάρουμε την ακριβή τιμή του ρεύματος από το νόμο των ωμ. Αυτό είναι το ρεύμα θα είναι I = V/R, εδώ R = 1 ωμ. Έτσι, I = V. Έτσι, η τάση στην αντίσταση θα παρέχει το ρεύμα που ρέει μέσω του κυκλώματος. Ένα πράγμα που πρέπει να θυμόμαστε είναι ότι, όταν συνδέουμε την αντίσταση σε σειρά, υπάρχει μια πτώση τάσης στον αντιστάτη. Η τιμή της αντίστασης είναι τόσο καθορισμένη που η πτώση δεν είναι τόσο υψηλή ώστε να επηρεάσει την κανονική λειτουργία του φορτίου. Γι 'αυτό πρέπει να έχουμε μια αόριστη ιδέα για το εύρος του ρεύματος που θα έλκεται από το φορτίο, το οποίο μπορούμε να αποκτήσουμε μέσω πρακτικής και κοινής λογικής.

Επίσης, θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε αυτήν την αντίσταση σειράς ως ασφάλεια. Δηλαδή, εάν μια αντίσταση 1 ohm έχει ισχύ 1 watt, τότε σημαίνει ότι η μέγιστη ποσότητα ρεύματος που θα μπορούσε να ρέει μέσα από αυτήν θα είναι 1 αμπέρ (από την εξίσωση ισχύος (W) W = I*I*R). Έτσι, αν το φορτίο είναι 1 ampere μέγιστη χωρητικότητα ρεύματος, αυτή η αντίσταση θα λειτουργήσει ως ασφάλεια και αν εισέλθει στο κύκλωμα ρεύμα άνω του 1 αμπέρ, η αντίσταση θα ανατιναχθεί και θα γίνει ανοιχτή κύκλωμα, προστατεύοντας έτσι το φορτίο από υπερβολικές ζημιές ρεύματος.

Βήμα 3: Τα ΤΡΑΝΣΙΣΤΟΡ

Τα τρανζίστορ είναι σούπερ ήρωες στα ηλεκτρονικά. Αγαπώ πολύ τα τρανζίστορ. Είναι το κύριο επαναστατικό συστατικό που έφερε επανάσταση σε ολόκληρο τον τομέα των ηλεκτρονικών. Κάθε λάτρης των ηλεκτρονικών ειδών πρέπει να επιτύχει μια ισχυρή φιλία με τα τρανζίστορ. Είναι ικανοί να κάνουν μια πολύ μεγάλη λίστα ποικιλίας ηλεκτρονικών λειτουργίες.

Κατ 'αρχάς, όλοι θα ήταν εξοικειωμένοι με τον ορισμό ότι "" Τρανζίστορ σημαίνει αντίσταση μεταφοράς ". Αυτή είναι η εκπληκτική ικανότητα των τρανζίστορ. Μπορούν να μεταφέρουν την αντίσταση στο τμήμα εξόδου (συνήθως γραμμή συλλέκτη-εκπομπής) όταν αλλάζουμε το ρεύμα στο τμήμα εισόδου (συνήθως γραμμή βάσης-εκπομπής).

Βασικά υπάρχουν δύο τύποι τρανζίστορ: τα τρανζίστορ npn και τα τρανζίστορ pnp όπως φαίνεται στο σχήμα.

Αυτά τα τρανζίστορ που συνδέονται με διάφορες αντιστάσεις, θα σχηματίσουν πολυάριθμα λογικά κυκλώματα, τα οποία αποτελούν ακόμη και το σταθερό πίσω μέρος του εσωτερικού σχεδιασμού του σύγχρονου τσιπ επεξεργαστή.

Βήμα 4: Npn Transistors

Γενικά διδάσκεται περίπου ότι, το τρανζίστορ npn ενεργοποιείται δίνοντας ένα θετικό δυναμικό (τάση) στη βάση. Ναι, είναι αλήθεια. Αλλά σε μια ευρύτερη προοπτική θα μπορούσαμε να το περιγράψουμε ως εξής.

Όταν κάνουμε τη βάση του τρανζίστορ σε 0,7 volt υψηλότερο δυναμικό (τάση) σε σχέση με τον πομπό του τρανζίστορ, τότε το τρανζίστορ θα είναι στην κατάσταση ON και θα ρέει ρεύμα μέσω της διαδρομής συλλέκτη-εκπομπής στο έδαφος.

Το παραπάνω σημείο με βοηθά πολύ να λύσω σχεδόν όλα τα κοινά λογικά κυκλώματα τρανζίστορ. Αυτό απεικονίζεται στο παραπάνω σχήμα. Η πολικότητα και η τρέχουσα διαδρομή ροής θα εξασφαλίσουν πολύ περισσότερη φιλικότητα προς το τρανζίστορ μας.

Όταν παρέχουμε αυτό το ύψος 0,7 volt στη βάση, αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια ροή ρεύματος από τη βάση στον εκπομπό και ονομάζεται ρεύμα βάσης (Ib). Αυτό το ρεύμα πολλαπλασιασμένο με το κέρδος ρεύματος θα παρέχει το ρεύμα συλλέκτη που ρέει.

Η εργασία έχει ως εξής:

Όταν βάζουμε για πρώτη φορά ένα 0,7 στη βάση, τότε το τρανζίστορ είναι ενεργοποιημένο και το ρεύμα αρχίζει να ρέει μέσω του φορτίου. Εάν μερικές φορές η τάση στη βάση και τον πομπό αυξάνεται για να αντισταθμιστεί ότι το τρανζίστορ θα κάνει λιγότερο ρεύμα βάσης να ρέει διατηρώντας έτσι τάση στο ίδιο το 0,7, αλλά σε αντίθεση το ρεύμα του συλλέκτη μειώνεται επίσης και το ρεύμα που ρέει μέσα από το φορτίο μειώνεται, στην πραγματικότητα μειώνεται επίσης η τάση στο φορτίο. Αυτό δείχνει ότι όταν αυξηθεί η τάση στη βάση, η τάση στο φορτίο θα μειωθεί και έτσι αποκαλύπτεται η αναστροφική φύση της μεταγωγής τρανζίστορ.

Ομοίως, εάν η τάση μειωθεί (αλλά πάνω από 0,7), τότε το ρεύμα θα αυξηθεί στη βάση και έτσι με τη σειρά του θα αυξηθεί στον συλλέκτη και μέσω του φορτίου αυξάνοντας έτσι την τάση στο φορτίο. Έτσι, μια μείωση στη βάση θα οδηγήσει σε αυξημένη τάση στο εξόδου, η οποία αποκαλύπτει επίσης την αναστρέψιμη φύση κατά τη μεταγωγή τρανζίστορ.

Εν ολίγοις, η προσπάθεια της βάσης να διατηρήσει τη διαφορά τάσης 0,7 χρησιμοποιείται από εμάς με το όνομα Ενίσχυση.

Βήμα 5: Τρανζίστορ Pnp

Όπως το τρανζίστορ npn, το τρανζίστορ pnp λέγεται επίσης συνήθως ότι, δίνοντας αρνητικό στη βάση, το τρανζίστορ θα είναι ΟΝ.

Κατά έναν άλλο τρόπο, όταν κάνουμε την τάση βάσης 0,7 volt κάτω ή μικρότερη από την τάση του πομπού, τότε το ρεύμα ρέει μέσω της γραμμής συλλέκτη εκπομπής και το φορτίο τροφοδοτείται με ρεύμα. Αυτό απεικονίζεται στο σχήμα.

Το τρανζίστορ pnp χρησιμοποιείται για τη μετάβαση θετικής τάσης στο φορτίο και τα τρανζίστορ npn χρησιμοποιούνται για τη μετάβαση της γείωσης στο φορτίο.

Όπως και στην περίπτωση του npn, όταν αυξάνουμε τη διαφορά μεταξύ εκπομπής και βάσης, η διασταύρωση βάσης θα προσπαθήσει να διατηρήσει τη διαφορά των 0,7 βολτ αλλάζοντας την ποσότητα του ρεύματος μέσω αυτής.

Έτσι, προσαρμόζοντας την ποσότητα του ρεύματος μέσω αυτού σύμφωνα με τη διακύμανση της τάσης, το τρανζίστορ θα μπορούσε να ρυθμίσει την ισορροπία μεταξύ εισόδου και εξόδου, γεγονός που τα καθιστά πολύ ιδιαίτερα σε εφαρμογές.

Βήμα 6: Συμπέρασμα

Όλες οι παραπάνω ιδέες είναι πολύ βασικές και είναι γνωστές σε πολλούς φίλους μου. Αλλά πιστεύω ότι θα ήταν χρήσιμο για τουλάχιστον ένα άτομο στον τομέα των ηλεκτρονικών. Πάντα με ελκύουν τέτοιου είδους πολύ βασικές ιδέες, οι οποίες βοηθούν να λύσω και να αντιστρέψω μηχανικά μια σειρά κυκλωμάτων, μέσω των οποίων πιστεύω ότι θα μπορούσαμε να αποκτήσουμε μεγάλη εμπειρία και διασκέδαση.

Εύχομαι σε όλους τους φίλους μου καλές ευχές. Σας ευχαριστώ.