Кораци за изградњу електронских кола

Испробајте Наш Инструмент За Елиминисање Проблема





Шта је коло и зашто треба да градимо коло?

Пре него што улазим у детаље о томе како је неко коло дизајнирано, прво нас обавестите шта је то коло и зашто треба да направимо коло.

Коло је било која петља кроз коју се проводи материја. За електронско коло, преносна материја је наелектрисање електронике, а извор ових електрона је позитивни прикључак извора напона. Када овај набој потече из позитивног терминала, кроз петљу, и дође до негативног терминала, круг се каже завршен. Међутим, ово коло се састоји од неколико компонената које на много начина утичу на проток наелектрисања. Неки могу ометати проток наелектрисања, неки једноставно складиштити или расипати наелектрисање. Некима је потребан спољни извор енергије, некима је потребна енергија.




Може бити много разлога зашто треба да направимо склоп. Понекад ће нам можда требати да упалимо лампу, покренимо мотор итд. Сви ови уређаји - лампе, мотор, ЛЕД су оно што називамо оптерећењем. Сваком оптерећењу је потребна одређена струја или напон да би започео свој рад. Овај напон може бити стални једносмерни напон или наизменични напон. Међутим, није могуће изградити коло само са извором и оптерећењем. Потребно нам је још неколико компонената које помажу у правилном протоку наелектрисања и обрађују наелектрисање које испоручује извор тако да одговарајућа количина наелектрисања тече до терета.

Основни пример - регулисано напајање једносмерном струјом за покретање ЛЕД диоде

Допустите нам основни пример и корак по корак правила у изградњи кола.



Изјава о проблему : Дизајнирајте регулисано напајање једносмерном струјом од 5В које се може користити за покретање ЛЕД диоде, користећи АЦ напон као улаз.

Решење : Сви морате бити упознати са регулисаним напајањем једносмерном струјом. Ако не, даћу вам кратку идеју. Већина кола или електронски уређаји захтевају једносмерни напон за њихов рад. За напајање можемо користити једноставне батерије, али главни проблем батерија је њихов ограничени век трајања. Из тог разлога, једини начин који имамо је да претворимо напајање наизменичним напоном у нашим домовима у потребан једносмерни напон.


Све што нам треба је да претворимо овај наизменични напон у једносмерни напон. Али то није тако једноставно како се чини. Дакле, имајмо кратку теоријску идеју о томе како се напон наизменичне струје претвара у регулисани једносмерни напон.

Мостни исправљач

Блок дијаграм ЕлПроЦус

Теорија иза кола

  1. Наизменични напон из напајања на 230 В се прво спушта на нисконапонски наизменични напон помоћу силазног трансформатора. Трансформатор је уређај са два намотаја - примарним и секундарним, при чему се напон примењен на примарном намотају појављује преко секундарног намотаја захваљујући индуктивној спрези. Будући да секундарна завојница има мањи број завоја, напон на секундарној је мањи од напона на примарној за силазни трансформатор.
  2. Овај ниски наизменични напон претвара се у пулсирајући једносмерни напон помоћу мостног исправљача. Мостни исправљач је распоред од 4 диоде постављене у премошћеном облику, тако да су анода једне диоде и катода друге диоде повезане са позитивном стезаљком извора напона и на исти начин су анода и катода друге две диоде прикључен на негативни прикључак извора напона. Такође, катоде две диоде су повезане са позитивним поларитетом напона а анода две диоде са негативним поларитетом излазног напона. За сваки полуциклус, супротни пар диода проводи и пулсирајући једносмерни напон добија се преко исправљача моста.
  3. Тако добијени пулсирајући једносмерни напон садржи таласе у облику наизменичног напона. За уклањање ових мрешкања потребан је филтер који филтрира таласе од једносмерног напона. Кондензатор је постављен паралелно са излазом тако да кондензатор (због своје импедансе) омогућава високофреквентним АЦ сигналима да пролазе кроз бајпас, а нискофреквентни или једносмерни сигнал је блокиран. Тако кондензатор делује као нископропусни филтер.
  4. Излаз произведен из кондензаторског филтера је нерегулисани једносмерни напон. За производњу регулисаног једносмерног напона користи се регулатор који развија константни једносмерни напон.

Дакле, кренимо сада у дизајнирање једноставног круга напајања који регулише АЦ-ДЦ за погон ЛЕД-а.

Кораци у изградњи кола

Корак 1: Дизајн кола

Да бисмо дизајнирали коло, морамо да имамо представу о вредностима сваке компоненте потребне у колу. Погледајмо сада како дизајнирамо регулисани круг једносмерног напајања.

1. Одлучите регулатор који ће се користити и његов улазни напон.

Овде захтевамо стални напон од 5В на 20мА са позитивним поларитетом излазног напона. Из тог разлога нам је потребан регулатор који би обезбедио излаз од 5В. Идеалан и ефикасан избор био би регулатор ИЦ ЛМ7805. Наш следећи захтев је израчунавање потребног улазног напона за регулатор. За регулатор, минимални улазни напон треба да буде излазни напон додан за вредност три. У том случају, овде да бисмо имали напон од 5В, потребан нам је минимални улазни напон од 8В. Помиримо се са улазом од 12В.

7805 регулатор компаније Флицкр

7805 регулатор од Флицкр

2. Одлучите који ће се трансформатор користити

Сада је произведени нерегулисани напон напон од 12В. Ово је ефективна вредност секундарног напона потребног за трансформатор. Пошто је примарни напон 230 В ефективне вредности, при израчунавању односа завоја добијамо вредност 19. Отуда морамо добити трансформатор са 230 В / 12 В, тј. 12 В, 20 мА трансформатор.

Спустите трансформатор од Вики-а

Спустите трансформатор до Вики

3. Одлучите вредност кондензатора филтра

Вредност кондензатора филтера зависи од количине струје коју вуче оптерећење, струје мировања (идеалне струје) регулатора, количине дозвољеног таласа на излазу једносмерне струје и периода.

Да би вршни напон на примарном трансформатору био 17В (12 * скрт2), а укупни пад на диодама (2 * 0,7В) 1,4В, вршни напон на кондензатору је око 15В. Количину дозвољеног таласа можемо израчунати према доњој формули:

∆В = ВпеакЦап- Вмин

Како је израчунато, Впеакцап = 15В и Вмин је минимални напон улаза за регулатор. Тако је ∆В (15-7) = 8В.

Сад, Капацитет, Ц = (И * ∆т) / ∆В,

Сада сам збир струје оптерећења плус струје мировања регулатора и И = 24мА (Струја мировања је око 4мА, а струја оптерећења 20мА). Такође ∆т = 1 / 100Хз = 10мс. Вредност ∆т зависи од фреквенције улазног сигнала и овде је улазна фреквенција 50Хз.

Тако замењујући све вредности, вредност Ц износи око 30 микроФарад. Дакле, изаберите вредност од 20 микроФарад.

Кондензатор електролита од Вики-а

Кондензатор електролита од Вики

4. Одлучите ПИВ (вршни инверзни напон) диода које ће се користити.

Пошто је вршни напон на секундарном трансформатору 17В, укупни ПИВ диодног моста је око (4 * 17), тј. 68В. Дакле, морамо се прилагодити диодама са ПИВ оценом од 100В свака. Запамтите да је ПИВ максимални напон који се може применити на диоду у обрнуто пристрасном стању, без изазивања квара.

ПН спојна диода од нојаванха

ПН спојна диода од Нојаванха

Корак 2. Цртање и симулација кола

Сад кад имате идеју о вредностима за сваку компоненту и целу шему кола, дозволите нам да уђемо у цртање кола помоћу софтвера за изградњу кола и симулирамо га.

Овде је наш избор софтвера Мултисим.

Мултисим прозор

Мултисим прозор

Испод су дати кораци за цртање кола помоћу Мултисима и његово симулирање.

  1. На прозору свог прозора кликните на следећу везу: Старт >>> Програми -> Национални -> Инструменти -> Цирцуит десигн суите 11.0 -> мултисим 11.0.
  2. Појављује се прозор мултисим софтвера са траком са менијем и празним простором налик на плочу за цртање, да би се нацртало коло.
  3. На траци менија изаберите место -> компоненте
  4. Појавиће се прозор са насловом - „одабери компоненте“
  5. Под насловом „База података“ - из падајућег менија изаберите „Главна база података“.
  6. Под насловом „група“ - изаберите потребну групу. Ако желите да потражите извор напона или струје или земљу. Ако желите да одаберете било коју основну компоненту као што су отпорник, кондензатор итд. Овде прво морамо да поставимо улазни извор напајања наизменичном струјом, па одаберите Извор -> Извори напајања -> АЦ_повер. Након постављања компоненте (кликом на дугме „ок“), подесите вредност ефективног напона на 230 В, а фреквенцију на 50 Хз.
  7. Сада поново под прозором компонената, одаберите основно, затим трансформатор, а затим изаберите ТС_идеал. За идеалан трансформатор, индуктивитет обе завојнице је једнак, да бисмо постигли излаз имамо промену индуктивности секундарне завојнице. Сада знамо да је однос индуктивности завојница трансформатора једнак квадрату односа завоја. Будући да је у овом случају потребан омјер окретаја 19, стога морамо поставити индуктивитет секундарне завојнице на 0,27мХ. (Примарна индуктивност калема је на 100мХ).
  8. У прозору компонената изаберите основне, затим диоде, а затим диоду ИН4003. Изаберите 4 такве диоде и поставите их у распоред исправљача моста.
  9. Испод прозора са компонентама изаберите основни, затим Цап _Елецтролитиц и одаберите вредност кондензатора која ће бити 20мицроФарад.
  10. У прозору компоненти изаберите напајање, затим регулатор напона_, а затим из падајућег менија изаберите „ЛМ7805“.
  11. У прозору компоненти одаберите диоде, затим ЛЕД, а из падајућег менија ЛЕД_зелена.
  12. Користећи исти поступак, одаберите отпорник вредности 100 Ома.
  13. Сад кад имамо све компоненте и имамо идеју о дијаграму кола, кренимо у цртање дијаграма кола на платформи мулти сим.
  14. Да бисмо нацртали коло, морамо правилно да повежемо компоненте између жица. Да бисте изабрали жице, идите на Место, а затим жицу. Не заборавите да повежете компоненте само када се појави тачка споја. У мултисим-у су прикључне жице означене црвеном бојом.
  15. Да бисте добили индикацију напона на излазу, следите дате кораке. Идите на Место, затим „Компоненте“, затим „индикатор“, па „Волтметар“, а затим изаберите прву компоненту.
  16. Сада је ваше коло спремно за симулацију.
  17. Сада кликните на „Симулирај“, а затим изаберите „Покрени“.
  18. Сада на излазу трепћете ЛЕД, што је означено стрелицама које прелазе у зелену боју.
  19. Можете проверити да ли добијате тачну вредност напона на свакој компоненти постављањем волтметра паралелно.
Комплетни симулирани дијаграм кола

Комплетни симулирани дијаграм кола од ЕлПроЦус

Сада имате идеју о дизајнирању регулисаног напајања за оптерећења која захтевају константни једносмерни напон, али шта је са оптерећењима која захтевају променљиви једносмерни напон. Остављам вам овај задатак. Даље, било која питања у вези са овим концептом или електричним и електронски пројекти Наведите своје идеје у одељку за коментаре испод.

молимо вас да следите доњу везу за 5 у 1 пројекте без лема