Էլեկտրոնիկայի կարևոր հաշվարկներ. 7 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Այս Instructable- ը մտադիր է թվարկել էլեկտրոնիկայի ինժեներների/արտադրողների որոշ կարևոր հաշվարկներ, որոնց մասին պետք է տեղյակ լինեն: Անկեղծ ասած, կան բազմաթիվ բանաձևեր, որոնք կարող են տեղավորվել այս կատեգորիայի մեջ: Այսպիսով, ես սահմանափակեցի այս Instructable- ը միայն հիմնական բանաձևերով:

Թվարկված բանաձևերի մեծ մասի համար ես ավելացրել եմ նաև առցանց հաշվիչների հղում, որը կարող է օգնել ձեզ հեշտությամբ կատարել այդ հաշվարկները, երբ այն դառնում է ծանր ու ժամանակատար:

Քայլ 1: Մարտկոցի կյանքի հաշվիչ

Մարտկոցներ օգտագործող նախագծերը սնուցելիս էական է, որ մենք իմանանք մարտկոցի սպասվող տևողությունը, որը կարող է սնուցել ձեր միացումը/ սարքը: Սա կարևոր է մարտկոցի կյանքը երկարացնելու և ձեր ծրագրի անսպասելի ձախողումը կանխելու համար: Դրա հետ կապված կա երկու կարևոր բանաձև.

Մարտկոցի առավելագույն տևողությունը կարող է սնուցել բեռը

Մարտկոցի կյանք = Մարտկոցի հզորություն (mAh կամ Ah) / Բեռի հոսանք (mA կամ A)

Գնահատեք, որով բեռը մարտկոցից հոսանք է վերցնում

Լիցքաթափման արագություն C = Բեռի հոսանք (mA կամ A) / Մարտկոցի հզորություն (mAh կամ Ah)

Լիցքաթափման արագությունը կարևոր պարամետր է, որը որոշում է, թե որքան հոսանք կարող է ապահով կերպով դուրս բերել մարտկոցը: Սովորաբար դա նշվում է մարտկոցի մեջ կամ տրվելու է դրա տվյալների թերթիկում:

Օրինակ:

Մարտկոցի հզորությունը = 2000mAh, Բեռի հոսանքը = 500mA

Մարտկոցի կյանքը = 2000mAh / 500mA = 4 ժամ

Արտանետման արագությունը C = 500mA/2000mAh = 0.25 C

Ահա մարտկոցի օգտագործման առցանց հաշվիչ:

Քայլ 2. Գծային կարգավորիչի էներգիայի ցրումը

Գծային կարգավորիչները օգտագործվում են այն դեպքում, երբ մեզ անհրաժեշտ է ֆիքսված լարման `միացում կամ սարք սնուցելու համար: Հանրաճանաչ գծային լարման կարգավորիչներից են 78xx շարքերը (7805, 7809, 7812 և այլն): Այս գծային կարգավորիչն աշխատում է `նվազեցնելով մուտքային լարումը և թողնելով ելքի կայուն ելքային լարումը: Այս գծային կարգավորիչներում էներգիայի սպառումը հաճախ անտեսվում է: Dissրված էներգիայի իմացությունը բավականին կարևոր է, որպեսզի դիզայներները կարողանան օգտագործել ջերմատաքացուցիչներ ՝ փոխհատուցելու բարձր էներգիայի ցրումը: Սա կարելի է հաշվարկել ՝ օգտագործելով ստորև բերված բանաձևը

Էլեկտրաէներգիայի սպառումը տրված է բանաձևով

PD = (VIN - VOUT) x IOUT

Ելքային հոսանքը հաշվարկելու համար

IOUT = PD / (VIN - VOUT)

Օրինակ:

Մուտքային լարումը `9V, ելքի լարումը` 5V, ընթացիկ ելքը -1A արդյունք

PD = (VIN - VOUT) x IOUT

= (9 - 5) * 1

= 4 Վտ

Առցանց հաշվիչ `գծային կարգավորիչի էներգիայի սպառման համար:

Քայլ 3. Լարման բաժանարար հաշվիչ

Լարման բաժանարարները օգտագործվում են մուտքային լարումները ցանկալի լարման մակարդակների բաժանելու համար: Սա շատ օգտակար է սխեմաներում տեղեկատու լարման արտադրման համար: Լարման բաժանարարը հիմնականում կառուցված է առնվազն երկու դիմադրիչի միջոցով: Իմացեք ավելին, թե ինչպես են աշխատում լարման բաժանարարները: Լարման բաժանարարների հետ օգտագործվող բանաձևն է

Vout = (R2 x Vin) / (R1 + R2) ելքային լարումը որոշելու համար

R2 R2 = (Vout x R1) / (Vin - Vout) որոշելու համար

Որոշել R1 R1 = ((Vin - Vout) R2) / Vout

Մուտքային լարումը որոշելու համար Vin = (Vout x (R1 + R2)) / R2

Օրինակ:

Vin = 12 V, R1 = 200k, R2 = 2k

Vout = (R2 x Vin) / (R1 + R2)

Vout = (2k x 12)/(200k+2k)

=0.118

= 0.12 Վ

Քայլ 4: RC ingամկետների հաշվիչ

RC սխեմաներն օգտագործվում են բազմաթիվ սխեմաներում ժամանակի ձգձգումներ առաջացնելու համար: Դա պայմանավորված է ռեզիստորի գործողությամբ, որը ազդում է կոնդենսատոր հոսող լիցքավորման հոսանքի վրա: Որքան մեծ է դիմադրությունը և տարողությունը, այնքան ավելի շատ ժամանակ է պահանջվում կոնդենսատորի լիցքավորման համար, և դա կցուցադրվի որպես ուշացում: Սա կարելի է հաշվարկել բանաձևի միջոցով:

Timeամանակը վայրկյաններով որոշելու համար

T = RC

Որոշելու համար Ռ

R = T / C

Որոշելու համար Գ

C = T / R

Օրինակ:

R = 100K, C = 1uF

T = 100 x 1 x 10^-6

T = 0.1 մգ

Փորձեք այս RC ժամանակի հաստատուն առցանց հաշվիչը:

Քայլ 5: LED դիմադրություն

LED- ները բավականին տարածված են էլեկտրոնային սխեմաներ: Նաև LED- ները հաճախ կօգտագործվեն ընթացիկ սահմանափակող շարքի դիմադրիչով `կանխելու ընթացիկ հոսքի ավելցուկային վնասը: Սա այն բանաձևն է, որն օգտագործվում է LED- ով օգտագործվող սերիայի դիմադրության արժեքը հաշվարկելու համար

R = (Vs - Vf) / Եթե

Օրինակ

Եթե դուք օգտագործում եք LED Vf = 2.5V, If = 30mA և մուտքային լարման Vs = 5V: Այդ ժամանակ ռեզիստորը կլինի

R = (5 - 2.5 Վ) / 30 մԱ

= 2.5 Վ / 30 մԱ

= 83 Օմ

Քայլ 6. Կայուն և միակայուն մուլտիվիբրատոր IC 555 -ի միջոցով

555 IC- ը բազմակողմանի չիպ է, որն ունի լայն կիրառական ծրագրեր: Քառակուսի ալիքներ առաջացնելուց, մոդուլյացիայից, ժամանակի հետաձգումից, սարքի ակտիվացումից, 555 -ը կարող է անել ամեն ինչ: Astable- ը և Monostable- ը 555 -ի դեպքում սովորաբար օգտագործվող երկու ռեժիմ են:

Astable multivibrator - Այն արտադրում է քառակուսի ալիքի իմպուլս ՝ որպես ելք ֆիքսված հաճախականությամբ: Այս հաճախականությունը որոշվում է դրա հետ օգտագործվող դիմադրիչների և կոնդենսատորների կողմից:

Տրված ՀՀ, RC և C արժեքներով: Հաճախականությունը և գործառնական ցիկլը կարող են հաշվարկվել ստորև բերված բանաձևի միջոցով

Հաճախականություն = 1.44 / ((RA +2RB) C)

Աշխատանքային ցիկլ = (RA + RB) / (RA + 2RB)

Օգտագործելով RA, RC և F արժեքները, կարողությունը կարող է հաշվարկվել ստորև բերված բանաձևի միջոցով

Կոնդենսատոր = 1.44 / ((RA + 2RB) F)

Օրինակ:

Դիմադրություն RA = 10 կոմ, դիմադրություն RB = 15 կոմ, տարողություն C = 100 միկրոֆարադ

Հաճախականություն = 1.44 / ((RA+2RB)*գ)

= 1.44 / ((10k+2*15k)*100*10^-6)

= 1.44 / ((40k)*10^-4)

= 0,36 Հց

Աշխատանքային ցիկլ = (RA+RB)/(RA+2RB)

= (10k+15k)/(10k+2*15k)

= (25k)/(40k)

=62.5 %

Monostable multivibrator

Այս ռեժիմում IC 555 – ը որոշակի ժամանակահատվածի ընթացքում բարձր ազդանշան կարտադրի, երբ ձգանի մուտքը ցածր է: Այն օգտագործվում է ժամանակի հետաձգումներ առաջացնելու համար:

Տրված R և C- ով, մենք կարող ենք հաշվարկել delayամանակի ուշացումը ՝ օգտագործելով ստորև բերված բանաձևը

T = 1.1 x R x C

Որոշելու համար Ռ

R = T / (C x 1.1)

Որոշելու համար Գ

C = T / (1.1 x R)

Օրինակ:

R = 100k, C = 10uF

T = 1.1 x R x C

= 1.1 x 100k x10uF

= 0,11 վրկ

Ահա առցանց հաշվիչ Astable multivibrator- ի և Monostable multivibrator- ի համար

Քայլ 7. Դիմադրություն, լարման, հոսանքի և հզորության (RVCP)

Մենք կսկսենք հիմունքներից: Եթե ձեզ ծանոթացնեն էլեկտրոնիկայի հետ, գուցե գիտեիք այն փաստը, որ Դիմադրությունը, Լարման, Ընթացիկ և Հզորությունը բոլորը փոխկապակցված են: Վերոնշյալներից մեկը փոխելը կփոխի այլ արժեքներ: Այս հաշվարկի բանաձևն է

V = IR լարման որոշման համար

Ընթացիկ I = V / R որոշելու համար

R = V / I դիմադրությունը որոշելու համար

P = VI հզորությունը հաշվարկելու համար

Օրինակ:

Դիտարկենք ստորև նշված արժեքները

R = 50 V, I = 32 mA

V = I x R

= 50 x 32 x 10^-3

= 1.6 Վ

Այդ ժամանակ ուժը կլինի

P = V x I

= 1,6 x 32 x10^-3

= 0.0512 Վտ

Ահա Օմսի օրենքի առցանց հաշվիչ ՝ դիմադրությունը, լարման, հոսանքի և հզորության հաշվարկման համար:

Ես կթարմացնեմ այս Instructable- ը ավելի շատ բանաձևերով:

Թողեք ձեր մեկնաբանություններն ու առաջարկությունները ստորև և օգնեք ինձ ավելացնել ավելի շատ բանաձևեր այս հրահանգին: