Tärkeitä laskelmia elektroniikassa: 7 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Tässä oppaassa on tarkoitus luetella joitakin tärkeitä laskelmia, jotka elektroniikkainsinöörien/-valmistajien on tiedettävä. Suoraan sanottuna on monia kaavoja, jotka sopivat tähän luokkaan. Joten olen rajoittanut tämän Instructable -ohjelman vain peruskaavoihin.

Useimpien lueteltujen kaavojen osalta olen lisännyt linkin myös online -laskimiin, joiden avulla voit suorittaa nämä laskelmat helposti, kun siitä tulee hankalaa ja aikaa vievää.

Vaihe 1: Akun kestolaskin

Kun virtalähteitä käytetään paristoilla, on tärkeää tietää, kuinka kauan akku voi käyttää virtapiiriäsi/ laitettasi. Tämä on tärkeää pidentääksesi akun käyttöikää ja estääksesi projektisi odottamattoman vian. Tähän liittyy kaksi tärkeää kaavaa.

Akun enimmäiskesto voi kuormittaa

Akun kesto = Akun kapasiteetti (mAh tai Ah) / kuormitusvirta (mA tai A)

Nopeus, jolla kuorma imee virtaa akusta

Purkausaste C = kuormitusvirta (mA tai A) / akun kapasiteetti (mAh tai Ah)

Purkausnopeus on tärkeä parametri, joka päättää, kuinka paljon virtaa piiri voi turvallisesti ottaa akusta. Tämä on yleensä merkitty akkuun tai ilmoitettu sen tiedotteessa.

Esimerkki:

Akun kapasiteetti = 2000 mAh, kuormitusvirta = 500 mA

Akun kesto = 2000mAh / 500mA = 4 tuntia

Purkausnopeus C = 500mA/2000mAh = 0,25C

Tässä on akun keston online -laskin.

Vaihe 2: Lineaarisen säätimen virran hajoaminen

Lineaarisia säätimiä käytetään, kun tarvitsemme kiinteän jännitteen virtapiiriin tai laitteeseen. Jotkut suositut lineaariset jännitesäätimet ovat 78xx -sarjoja (7805, 7809, 7812 ja niin edelleen). Nämä lineaariset säätimet toimivat pudottamalla tulojännitettä ja antamalla tasaisen lähtöjännitteen lähdössä. Näiden lineaaristen säätimien tehonpoisto jätetään usein huomiotta. Havaitun tehon tunteminen on varsin tärkeää, jotta suunnittelijat voivat käyttää jäähdytyselementtejä kompensoimaan suuren tehon häviön. Tämä voidaan laskea alla olevan kaavan avulla

Tehon häviö annetaan kaavalla

PD = (VIN - VOUT) x IOUT

Lähtövirran laskeminen

IOUT = PD / (VIN - VOUT)

Esimerkki:

Tulojännite - 9V, Lähtöjännite - 5V, Virtalähtö -1A Tulos

PD = (VIN - VOUT) x IOUT

= (9 - 5) * 1

= 4 wattia

Online -laskin lineaarisen säätimen tehonpoistoon.

Vaihe 3: Jännitteenjakajan laskin

Jännitteenjakajia käytetään tulevien jännitteiden jakamiseen halutulle jännitetasolle. Tämä on erittäin hyödyllistä tuottaa vertailujännitteitä piireissä. Jännitteenjakaja on yleensä rakennettu vähintään kahdella vastuksella. Lue lisää jännitteenjakajien toiminnasta. Jännitteenjakajien kanssa käytetty kaava on

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

R2: n määrittäminen R2 = (Vout x R1) / (Vin - Vout)

R1: n määrittäminen R1 = ((Vin - Vout) R2) / Vout

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

Esimerkki:

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

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

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

=0.118

= 0,12 V

Vaihe 4: RC -ajoituslaskin

RC -piirejä käytetään aikaviiveiden muodostamiseen monissa piireissä. Tämä johtuu vastuksen toiminnasta, joka vaikuttaa kondensaattoriin virtaavaan latausvirtaan. Mitä suurempi vastus ja kapasitanssi, sitä enemmän aikaa kondensaattorin lataamiseen kuluu ja tämä esitetään viiveenä. Tämä voidaan laskea kaavan avulla.

Aika sekunneissa

T = RC

R: n määrittämiseksi

R = T / C

C: n määrittämiseksi

C = T / R

Esimerkki:

R = 100K, C = 1uF

T = 100 x 1 x 10^-6

T = 0,1 ms

Kokeile tätä RC -aikavakio -online -laskinta.

Vaihe 5: LED -vastus

LEDit ovat melko yleisiä elektronisia piirejä. Myös LED -valoja käytetään usein virranrajoitussarjan vastuksen kanssa, jotta vältetään ylivirtavirtavauriot. Tätä kaavaa käytetään laskettaessa LED -sarjan kanssa käytettävän sarjavastuksen arvo

R = (Vs - Vf) / Jos

Esimerkki

Jos käytät LEDiä, jonka Vf = 2,5 V, If = 30 mA ja tulojännite Vs = 5 V. Sitten tulee vastus

R = (5 - 2,5 V) / 30 mA

= 2,5 V / 30 mA

= 83 ohmia

Vaihe 6: Pysyvä ja monostabiili monivibraattori käyttämällä IC 555: tä

555 IC on monipuolinen siru, jolla on laaja valikoima sovelluksia. Suoraan neliöaaltojen tuottamisesta, modulaatiosta, aikaviiveistä, laitteen aktivoinnista 555 voi tehdä kaiken. Astabiili ja monostabiili ovat kaksi yleisesti käytettyä tilaa, kun kyseessä on 555.

Pysyvä monivibraattori - Se tuottaa neliöaaltopulssin lähtönä kiinteällä taajuudella. Tämän taajuuden päättävät sen kanssa käytettävät vastukset ja kondensaattorit.

Annetuilla RA-, RC- ja C -arvoilla. Taajuus ja käyttöjakso voidaan laskea alla olevan kaavan avulla

Taajuus = 1,44 / ((RA +2RB) C)

Toimintasykli = (RA + RB) / (RA + 2RB)

Käyttämällä RA-, RC- ja F -arvoja kapasitanssi voidaan laskea alla olevan kaavan avulla

Kondensaattori = 1,44 / ((RA + 2RB) F)

Esimerkki:

Vastus RA = 10 kohm, vastus RB = 15 kohm, kapasitanssi C = 100 mikrofaradia

Taajuus = 1,44 / ((RA+2RB)*c)

= 1,44 / ((10k+2*15k)*100*10^-6)

= 1,44 / ((40k)*10^-4)

= 0,36 Hz

Toimintasykli = (RA+RB)/(RA+2RB)

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

= (25k)/(40k)

=62.5 %

Monostabiili multivibraattori

Tässä tilassa IC 555 tuottaa korkean signaalin tietyn ajan, kun liipaisutulo laskee. Sitä käytetään aikaviiveiden luomiseen.

Annetulla R: llä ja C: llä voimme laskea aikaviiveen alla olevan kaavan avulla

T = 1,1 x R x C

R: n määrittämiseksi

R = T / (C x 1,1)

C: n määrittämiseksi

C = T / (1,1 x R)

Esimerkki:

R = 100k, C = 10uF

T = 1,1 x R x C.

= 1,1 x 100 000 x 10 uF

= 0,11 sekuntia

Tässä on online -laskin Astable -monivibraattorille ja monostabiilille monivibraattorille

Vaihe 7: Vastus, jännite, virta ja teho (RVCP)

Aloitamme perusasioista. Jos olet perehtynyt elektroniikkaan, olet saattanut tietää, että vastus, jännite, virta ja teho liittyvät toisiinsa. Yhden yllä olevan muuttaminen muuttaa muita arvoja. Tämän laskelman kaava on

Jännitteen V = IR määrittämiseksi

Virtan määrittäminen I = V / R

Resistanssin määrittämiseksi R = V / I

Tehon laskeminen P = VI

Esimerkki:

Tarkastellaan alla olevia arvoja

R = 50 V, I = 32 mA

V = I x R

= 50 x 32 x 10^-3

= 1.6V

Sitten tulee voimaa

P = V x I

= 1,6 x 32 x 10^-3

= 0.0512 wattia

Tässä on online -ohmin lainlaskin laskemaan resistanssi, jännite, virta ja teho.

Päivitän tämän Instructable -ohjelman useilla kaavoilla.

Jätä kommenttisi ja ehdotuksesi alla ja auta minua lisäämään lisää kaavoja tähän ohjeeseen.