Mikä on piiri ja miksi meidän on rakennettava piiri?

Ennen kuin käsittelen yksityiskohtia piirin suunnittelusta, ilmoita meille ensin mikä piiri on ja miksi meidän on rakennettava piiri.

Piiri on mikä tahansa silmukka, jonka läpi ainetta kuljetetaan. Elektronista virtapiiriä varten kuljetettava aine on elektroniikan varaus ja näiden elektronien lähde on jännitelähteen positiivinen napa. Kun tämä varaus virtaa positiivisesta napasta silmukan läpi ja saavuttaa negatiivisen navan, piirin sanotaan olevan valmis. Tämä piiri koostuu kuitenkin useista komponenteista, jotka vaikuttavat varauksen virtaukseen monin tavoin. Jotkut saattavat estää latauksen virtauksen, jotkut yksinkertaiset varastot tai hälventää varauksen. Jotkut tarvitsevat ulkoisen energialähteen, toiset toimittavat energiaa.

Piirin rakentamiseen voi olla monia syitä. Toisinaan meidän on ehkä hehkuttava lamppua, käytettävä moottoria jne. Kaikkia näitä laitteita - lamput, moottori, LED - kutsutaan kuormiksi. Jokainen kuorma vaatii tietyn virran tai jännitteen toiminnan aloittamiseksi. Tämä jännite voi olla vakio tasajännite tai vaihtojännite. Piiriä ei kuitenkaan voida rakentaa vain lähteellä ja kuormalla. Tarvitsemme vielä muutamia komponentteja, jotka auttavat latauksen oikeassa kulkemisessa ja käsittelevät lähteen toimittaman varauksen siten, että kuormaan virtaa sopiva määrä varausta.

Perusesimerkki - säännelty tasavirtalähde LEDin käyttämiseksi

Olkaamme perusesimerkki ja askel askeleelta säännöt piirin rakentamisessa.

Ongelma : Suunnittele säädetty 5 V: n tasavirtalähde, jota voidaan käyttää LED: n käyttämiseen vaihtovirtaa käyttämällä tulona.

Ratkaisu : Teidän kaikkien on oltava tietoisia säännellystä tasavirtalähteestä. Jos ei, anna minun antaa lyhyt idea. Suurin osa piireistä tai elektroniset laitteet tarvitsevat tasavirtaa niiden toimintaan. Voimme käyttää yksinkertaisia paristoja jännitteen tuottamiseen, mutta paristojen suurin ongelma on niiden rajoitettu käyttöikä. Tästä syystä ainoa tapa, jolla meillä on, on muuntaa kodeidemme vaihtojännitesyöttö vaadittavaksi tasajännitteeksi.

Tarvitsemme vain muuntaa tämän vaihtojännitteen tasajännitteeksi. Mutta se ei ole niin yksinkertaista kuin miltä näyttää. Olkaamme siis lyhyt teoreettinen idea siitä, kuinka vaihtojännite muutetaan säädetyksi tasajännitteeksi.

Estä kaavio ElProCus

Piirin taustalla oleva teoria

Syöttöjännitteen 230 V: n vaihtojännite lasketaan ensin matalajännitteiseen vaihtovirtaan käyttämällä alamuuntajaa. Muuntaja on laite, jossa on kaksi käämiä - ensiö ja toissijainen, jolloin ensiökäämin yli kohdistettu jännite näkyy toisiokäämin poikki induktiivisen kytkennän ansiosta. Koska sekundäärikäämin kierrosluku on pienempi, toissijaisen jännite on pienempi kuin alamuuntajan ensiöpuolen jännite.
Tämä matala vaihtojännite muunnetaan sykkiväksi tasajännitteeksi sillan tasasuuntaajaa käyttämällä. Sillan tasasuuntaaja on 4 diodin järjestely, joka on sijoitettu silloitettuun muotoon siten, että yhden diodin anodi ja toisen diodin katodi on kytketty jännitelähteen positiiviseen napaan ja samalla tavalla kahden muun diodin anodi ja katodi kytketty jännitelähteen negatiiviseen napaan. Lisäksi kahden diodin katodit on kytketty jännitteen positiiviseen napaisuuteen ja kahden diodin anodi lähtöjännitteen negatiiviseen napaisuuteen. Kutakin puolijaksoa kohti saadaan vastakkainen diodipari ja sykkivä tasajännite sillan tasasuuntaajien yli.
Näin saatu sykkivä tasajännite sisältää aaltoiluja vaihtojännitteen muodossa. Näiden väreiden poistamiseksi tarvitaan suodatin, joka suodattaa aaltoilut tasajännitteestä. Kondensaattori sijoitetaan rinnakkain lähdön kanssa siten, että kondensaattori (impedanssinsa vuoksi) sallii suurtaajuisten vaihtosignaalien kulkemisen ohittaa maahan ja matalataajuinen tai DC-signaali estetään. Siten kondensaattori toimii alipäästösuodattimena.
Kondensaattorisuodattimen tuotos on säätelemätön tasajännite. Säädetyn tasajännitteen tuottamiseksi käytetään säätölaitetta, joka kehittää tasaisen tasajännitteen.

Joten päästään nyt suunnittelemaan yksinkertainen AC-DC-ohjattu virtalähde piiri käyttämään LEDiä.

Piirin rakentamisen vaiheet

Vaihe 1: Piirin suunnittelu

Piirin suunnittelussa meillä on oltava käsitys piirissä tarvittavien komponenttien arvoista. Katsotaanpa nyt, kuinka suunnittelemme säädetyn tasavirtalähteen piirin.

“yksinkertainen aurinkopaneelien varaussäätimen piirikaavio ”

1. Päätä käytettävä säädin ja sen tulojännite.

Tässä vaaditaan vakiojännite 5 V 20mA: lla lähtöjännitteen positiivisella napaisuudella. Tästä syystä tarvitsemme säätimen, joka tuottaa 5 V: n lähdön. Ihanteellinen ja tehokas valinta olisi säädin IC LM7805. Seuraava vaatimus on laskea säätimen tulojännite. Säätimen minimitulojännitteen tulisi olla lähtöjännite, joka lisätään arvolla kolme. Siinä tapauksessa tässä on 5 V: n jännite, ja tarvitsemme vähintään 8 V: n syöttöjännitteen. Olkaamme tyytyviä 12 V: n tuloon.

7805 säädin Flickr

2. Päätä käytettävä muuntaja

Nyt tuotettu säätelemätön jännite on 12 V: n jännite. Tämä on muuntajaan tarvittavan toissijaisen jännitteen RMS-arvo. Koska ensiöjännite on 230 V RMS, käännösten suhdetta laskettaessa saadaan arvo 19. Siksi meidän on saatava muuntaja, jossa on 230 V / 12 V, eli 12 V, 20 mA muuntaja.

“100 watin puhdas siniaalto -invertteri ”

Astu alas muuntajalta Wiki

3. Päätä suodatinkondensaattorin arvo

Suodatinkondensaattorin arvo riippuu kuorman vetämästä virran määrästä, säätimen lepovirrasta (ihanteellisesta virrasta), tasavirtalähdön sallitun aaltoilun määrästä ja jaksosta.

Jotta muuntajan ensiöjännitteen huippujännite olisi 17 V (12 * sqrt2) ja diodien poikki kokonaishäviö (2 * 0,7 V) 1,4 V, huippujännite kondensaattorin yli on noin 15 V. Voimme laskea sallitun aaltoilun määrän seuraavalla kaavalla:

∆V = VpeakCap- Vmin

Laskennan mukaan Vpeakcap = 15 V ja Vmin on säätimen pienin jännitetulo. Siten ∆V on (15-7) = 8V.

Kapasitanssi, C = (I * ∆t) / ∆V,

Olen nyt kuormavirran ja säätimen lepovirran summa ja I = 24mA (lepovirta on noin 4mA ja kuormitusvirta 20mA). Myös ∆t = 1 / 100Hz = 10ms. ∆t-arvo riippuu tulosignaalin taajuudesta ja tässä tulosignaali on 50 Hz.

Siten korvaamalla kaikki arvot, C: n arvo tulee olemaan noin 30microFarad. Joten, valitaan arvo 20microFarad.

Elektrolyyttikondensaattori Wiki

4. Päätä käytettävien diodien PIV (huippu käänteinen jännite).

Koska muuntajan toissijaisen jännitteen huippujännite on 17 V, diodisillan kokonais-PIV on noin (4 * 17) eli 68 V. Joten meidän täytyy tyytyä diodeihin, joiden PIV-luokitus on 100 V kukin. Muista, että PIV on suurin jännite, jota voidaan käyttää diodiin päinvastaisessa esijännitetyssä tilassa aiheuttamatta vikaa.

“miten kaasuläpän asentoanturi toimii ”

PN-liitosdiodi Nojavanha

Vaihe 2. Piirin piirtäminen ja simulointi

Nyt kun sinulla on ajatus kunkin komponentin arvoista ja koko piirikaaviosta, anna meidän piirtää piiri piirinrakennusohjelmiston avulla ja simuloida sitä.

Tässä ohjelmiston valinta on Multisim.

Multisim-ikkuna

Alla on annettu vaiheet piirin piirtämiseksi Multisimillä ja sen simuloimiseksi.

Napsauta Windowsin paneelissa seuraavaa linkkiä: Käynnistä >>> Ohjelmat -> Kansalliset -> Instrumentit -> Piirisuunnittelupaketti 11.0 -> multisim 11.0.
Näkyviin tulee multisim-ohjelmisto-ikkuna, jossa on valikkopalkki ja tyhjä tila, joka muistuttaa leipälautaa piirin piirtämiseksi.
Valitse valikkoriviltä paikka -> komponentit
Näkyviin tulee ikkuna, jonka otsikko on ”valitse komponentit”.
Valitse otsikko Tietokanta - avattavasta valikosta Päätietokanta.
Valitse otsikko ”ryhmä” - haluamasi ryhmä. Jos haluat etsiä jännite- tai virtalähdettä tai maata. Jos haluat käyttää mitä tahansa peruskomponenttia, kuten vastusta, kondensaattoria jne. Tässä on ensin sijoitettava AC-tulolähde, joten valitse Lähde -> Virtalähteet -> AC_voima. Kun komponentti on asetettu (napsauttamalla ‘ok’ -painiketta), aseta RMS-jännitteen arvoksi 230 V ja taajuudeksi 50 Hz.
Valitse jälleen komponentit-ikkunan alapuolelta perus, sitten muuntaja ja valitse sitten TS_ideal. Ihanteelliselle muuntajalle molempien kelojen induktanssi on sama, ulostulon saavuttamiseksi muutamme sekundäärikäämin induktanssia. Nyt tiedämme, että muuntajan kelojen induktanssisuhde on yhtä suuri kuin käännösten suhteen neliö. Koska tässä tapauksessa vaadittu kääntösuhde on 19, meidän on sen vuoksi asetettava sekundäärikäämin induktanssi arvoon 0,27 mH. (Ensisijainen kelan induktanssi on 100 mH).
Valitse Komponentit-ikkunasta perus, sitten diodit ja valitse sitten diodi IN4003. Valitse 4 tällaista diodia ja aseta ne siltasuuntaajan järjestelyyn.
Valitse komponentti-ikkunoista basic, sitten Cap _Electrolytic ja valitse kondensaattorin arvoksi 20microFarad.
Valitse komponentti-ikkunan teho, sitten Jännitteen_ säädin ja valitse sitten avattavasta valikosta ”LM7805”.
Valitse komponentit-ikkunan diodit, valitse sitten LED ja valitse avattavasta valikosta LED_green.
Valitse samalla menettelyllä vastus, jonka arvo on 100 ohmia.
Nyt kun meillä on kaikki komponentit ja meillä on idea piirikaaviosta, piirretään piirtämään piirikaavio multi sim -alustalle.
Piirin piirtämiseksi meidän on tehtävä asianmukaiset liitännät komponenttien välille johtoja käyttämällä. Valitse johdot siirtymällä kohtaan Paikka ja sitten johto. Muista liittää komponentit vain, kun risteyskohde ilmestyy. Multisim-liitäntäjohdot on merkitty punaisella värillä.
Saadaksesi ilmoituksen ulostulon jännitteestä, noudata annettuja vaiheita. Siirry kohtaan Paikka, sitten 'Komponentit', sitten 'indikaattori', sitten 'Voltmetri' ja valitse sitten ensimmäinen komponentti.
Nyt piiri on valmis simuloitavaksi.
Napsauta nyt Simuloi ja valitse sitten Suorita.
Nyt voit nähdä, että lähdön LED vilkkuu, mikä näkyy vihreän värin osoittavien nuolien avulla.
Voit tarkistaa, onko jokaisen komponentin jännite oikea, sijoittamalla volttimittari rinnakkain.

Täydellinen simuloitu piirikaavio ElProCus

Nyt sinulla on idea suunnitella säännelty virtalähde kuormille, jotka vaativat tasaisen tasajännitteen, mutta entä kuormat, jotka vaativat vaihtelevaa tasajännitettä. Annan teille tämän tehtävän. Lisäksi kaikki tämän käsitteen tai sähkö- ja elektroniikkaprojektit Anna ideasi alla olevaan kommenttiosioon.

seuraa alla olevaa linkkiä 5 in 1 juotteettomaan projektiin