Dla wszystkich, którzy chcą budować swoje projekty elektroniczne, pierwszą rzeczą, którą musisz wiedzieć, jest podstawowa elektronika. W elektronice jest wiele elementów, które są wykorzystywane do takich zastosowań jak generowanie impulsów, wzmacniacze itp. Często potrzebujemy podstawowych obwodów do naszych projektów elektronicznych. Te podstawowe obwody mogą być obwodem generującym impulsy, obwodem oscylatora lub obwodem wzmacniacza. Tutaj wyjaśniam kilka obwody elektroniczne . Jest to bardzo przydatne dla początkujących. W artykule wymieniono podstawowe układy elektroniczne i ich działanie.
Podstawowe układy elektroniczne używane w projektach
Poniżej omówiono listę podstawowych układów elektronicznych wykorzystywanych w projektach wraz z odpowiednimi schematami obwodów.
Astable Multivibrator przy użyciu timera 555:
Timer 555 generuje ciągłe impulsy w trybie astabilnym z określoną częstotliwością, która zależy od wartości dwóch rezystorów i kondensatorów. Tutaj kondensatory ładują się i rozładowują przy określonym napięciu.
Gdy napięcie przyłoży ładunek do kondensatora i przez rezystory w sposób ciągły, zegar wytwarza ciągłe impulsy. Styki 6 i 2 są zwarte, aby ponownie uruchomić obwód w sposób ciągły. Gdy wyjściowy impuls wyzwalający jest wysoki, pozostaje w tej pozycji aż do całkowitego rozładowania kondensatora. Wyższe wartości kondensatora i rezystorów służą do uzyskania dłuższego opóźnienia.
Te typy podstawowych obwodów elektronicznych mogą być używane do włączania i wyłączania silników w regularnych odstępach czasu lub do migania lampek / diod LED.
Astable Multivibrator przy użyciu timera 555
Bistabilny multiwibrator z timerem 555:
Tryb bistabilny ma dwa stabilne stany: wysoki i niski. Wysokie i niskie sygnały wyjściowe są kontrolowane przez styki wejściowe wyzwalania i resetowania, a nie przez ładowanie i rozładowywanie kondensatorów. Gdy niski sygnał logiczny jest podawany na pin wyzwalacza, wyjście obwodu przechodzi w stan wysoki, a gdy niski sygnał logiczny jest podawany na pin resetowania niski, wyjście obwodu przechodzi w stan niski.
Te typy obwodów są idealne do stosowania w modelach zautomatyzowanych, takich jak systemy kolejowe i silnik push to ON i push to off systemu sterowania.
Bistabilny multiwibrator
555 timerów w trybie stabilnym mono:
W trybie monostabilnym, timery 555 mogą wytwarzać jeden pojedynczy impuls, gdy timer odbierze sygnał na przycisku wejściowym wyzwalacza. Czas trwania impulsu zależy od wartości rezystora i kondensatora. Gdy impuls wyzwalający jest podawany na wejście za pomocą przycisku, kondensator jest ładowany, a licznik czasu wytwarza wysoki impuls, który pozostaje wysoki aż do całkowitego rozładowania kondensatora. Jeśli wymagane jest większe opóźnienie, potrzebna jest wyższa wartość rezystora i kondensatora.
Monostabilny multiwibrator
Wzmacniacz wspólnego emitera:
Tranzystory mogą służyć jako wzmacniacze, w których zwiększa się amplituda sygnału wejściowego. Tranzystor podłączony w trybie wspólnego emitera jest spolaryzowany w taki sposób, że jego zacisk bazowy otrzymuje sygnał wejściowy, a wyjście jest rozwijane na zacisku kolektora.
Dla każdego tranzystora pracującego w trybie aktywnym złącze baza-emiter jest spolaryzowane do przodu, dzięki czemu ma niską rezystancję. Region baza-kolektor jest spolaryzowany odwrotnie, o dużej rezystancji. Prąd płynący z zacisku kolektora jest β razy większy niż prąd płynący do zacisku podstawowego. Β to wzmocnienie prądowe tranzystora.
Wzmacniacz wspólnego emitera
W powyższym obwodzie prąd płynie do podstawy tranzystora ze źródła zasilania AC. Wzmacnia się w kolektorze. Kiedy ten prąd przepływa przez jakiekolwiek obciążenie podłączone na wyjściu, wytwarza napięcie na obciążeniu. To napięcie jest wzmocnioną i odwróconą wersją napięcia sygnału wejściowego.
Tranzystor jako przełącznik:
Tranzystor działa jak przełącznik, gdy pracuje w obszarze nasyconym. Gdy tranzystor jest włączany w obszarze nasycenia, zaciski emitera i kolektora ulegają zwarciu, a prąd płynie od kolektora do emitera w tranzystorze NPN. Podana jest maksymalna wartość prądu bazowego, co skutkuje maksymalną ilością prądu kolektora.
Napięcie na połączeniu kolektor-emiter jest tak niskie, że zmniejsza obszar zubożenia. Powoduje to przepływ prądu z kolektora do emitera i wydaje się, że są zwarte. Gdy tranzystor jest polaryzowany w obszarze odcięcia, zarówno wejściowy prąd bazowy, jak i prąd wyjściowy są zerowe. Napięcie wsteczne przyłożone do złącza kolektor-emiter osiągnęło maksymalny poziom. Powoduje to, że obszar zubożenia na tym złączu zwiększa się tak, że żaden prąd nie przepływa przez tranzystor. W ten sposób tranzystor jest wyłączony.
Tranzystor jako przełącznik
Tutaj mamy obciążenie, które chcieliśmy włączać i wyłączać za pomocą przełącznika. Gdy przełącznik WŁ. / WYŁ. Jest w stanie zamkniętym, prąd płynie w zacisku bazowym tranzystora. Tranzystor jest obciążany tak, że zaciski kolektora i emitera są zwarte i połączone z zaciskiem uziemienia. Cewka przekaźnika zostaje zasilona, a punkty stykowe przekaźnika zamykają się tak, że obciążenie otrzymuje zasilanie szeregowo przez ten styk działający jak niezależny przełącznik.
Wyzwalacz Schmitta:
Wyzwalacz Schmitta to rodzaj komparatora, który służy do wykrywania, czy napięcie wejściowe jest powyżej lub poniżej określonego progu. Generuje falę prostokątną tak, że wyjście przełącza się między dwoma stanami binarnymi. Obwód przedstawia dwa tranzystory NPN Q1 i Q2 połączone równolegle. Tranzystory są włączane i wyłączane na przemian w zależności od napięcia wejściowego.
Obwód wyzwalający Schmitta
Tranzystor Q2 jest polaryzowany przez układ dzielnika potencjału. Ponieważ baza ma dodatni potencjał w porównaniu z emiterem, tranzystor jest obciążony w obszarze nasycenia. Innymi słowy, tranzystor jest włączony (zwarte zaciski kolektora i emitera). Baza tranzystora Q1 jest połączona z potencjałem masy poprzez rezystor Re. Ponieważ tranzystor Q1 nie ma sygnału wejściowego, nie jest on spolaryzowany i znajduje się w trybie odcięcia. W ten sposób otrzymujemy sygnał logiczny na zacisku kolektora tranzystora Q2 lub na wyjściu.
Sygnał wejściowy jest podawany w taki sposób, że potencjał na zacisku podstawowym jest bardziej dodatni niż napięcie na dzielniku potencjału. Powoduje to przewodzenie tranzystora Q1 lub innymi słowy zwarcie zacisków kolektor-emiter. Powoduje to spadek napięcia kolektor-emiter, w wyniku czego napięcie na dzielniku potencjału zmniejsza się tak, że baza tranzystora Q2 nie otrzymuje wystarczającego zasilania. W ten sposób tranzystor Q2 zostaje wyłączony. W ten sposób na wyjściu otrzymujemy wysoki sygnał logiczny.
Obwód mostka H:
Mostek H to obwód elektroniczny, który umożliwia przykładanie napięcia do obciążenia w dowolnym kierunku. Mostek H jest bardzo skuteczną metodą napędzania silników i znajduje wiele zastosowań projekty elektroniczne zwłaszcza w robotyce.
Tutaj zastosowano cztery tranzystory, które są połączone jako przełączniki. Dwie linie sygnałowe pozwalają na pracę silnika w różnych kierunkach. Przełącznik s1 jest wciśnięty, aby uruchomić silnik w kierunku do przodu, a przycisk s2 jest wciśnięty, aby uruchomić silnik w kierunku do tyłu. Ponieważ silnik musi rozpraszać tylne pole elektromagnetyczne, diody służą do zapewnienia bezpieczniejszej ścieżki dla prądu. Rezystory służą do ochrony tranzystorów, ponieważ ograniczają prąd bazowy do tranzystorów.
Obwód mostka H.
W tym obwodzie, gdy przełącznik S1 jest w stanie włączenia, tranzystor Q1 jest poddawany przewodzeniu, podobnie jak tranzystor Q4. W ten sposób dodatni zacisk silnika jest połączony z potencjałem masy.
Gdy przełącznik S2 jest również włączony, tranzystor Q2 i tranzystor Q3 przewodzą. Ujemny zacisk silnika jest również połączony z potencjałem masy.
Zatem bez odpowiedniego zasilania silnik nie obraca się. Gdy S1 jest wyłączony, dodatni zacisk silnika otrzymuje dodatnie napięcie zasilania (gdy tranzystory są odcięte). Zatem przy wyłączonym S1 i włączonym S2 silnik jest podłączony w trybie normalnym i zaczyna się obracać w kierunku do przodu. Podobnie, gdy S1 jest włączony, a S2 wyłączony, silnik zostaje podłączony do odwrotnego zasilania i zaczyna się obracać w odwrotnym kierunku.
Obwód oscylatora kwarcowego:
Oscylator kwarcowy wykorzystuje kryształ do wytworzenia pewnych sygnałów elektrycznych o określonej częstotliwości. Kiedy na kryształ zostanie przyłożony nacisk mechaniczny, na jego zaciskach wytwarza się sygnał elektryczny o określonej częstotliwości.
Oscylatory kwarcowe zapewniają stabilne i dokładne radio sygnały częstotliwościowe . Jednym z najpowszechniejszych obwodów stosowanych w oscylatorach kwarcowych jest obwód Colpittsa. Są używane w systemach cyfrowych do dostarczania sygnałów zegarowych.
Obwód oscylatora kwarcowego
Kryształ działa równolegle w trybie rezonansowym i generuje sygnał wyjściowy. Sieć dzielników kondensatorów C1 i C2 zapewnia ścieżkę sprzężenia zwrotnego. Kondensatory tworzą również pojemność obciążenia dla kryształu. Ten oscylator może być obciążony w trybach wspólnego emitera lub wspólnego kolektora. Tutaj używana jest wspólna konfiguracja emitera.
Pomiędzy kolektorem a źródłem napięcia jest podłączony rezystor. Wyjście jest uzyskiwane z końcówki emitera tranzystora przez kondensator. Ten kondensator działa jak bufor, aby zapewnić, że obciążenie pobiera minimalny prąd.
Więc to są podstawowe obwody elektroniczne, które napotkasz w każdym projekcie elektronicznym. Mam nadzieję, że ten artykuł dał ci wystarczającą wiedzę. Jest więc dla ciebie to małe zadanie. Dla wszystkich wymienionych powyżej obwodów istnieją alternatywy.Prosimy znaleźć to i zamieścić swoją odpowiedź w sekcjach komentarzy poniżej.
