electro_intro
Toto je starší verze dokumentu!
Obsah
Základy elektroniky
Napětí/Proud
- hypotézy
- mám zdroj, třeba baterku
- na kladném pólu mám kladné protony, na záporném záporné elektrony
- baterie dokáže dodávat po určitou dobu určitý proud, kapacita baterky se proto udává typicky v mAh
- propojením pólů vodičem začne spojování protonů a elektronů, bez odporu je maximální proud - zkrat
- pokud mezi póly dám odpor, tak on podle ohmova zákona propouští určitý omezený proud. Nejspíš zhoršuje vodivost
- když mezi póly připojím žárovku, tak ona sama o sobě žádný proud nebere. Proud teče mezi plusem a mínusem. Protékání proudu přes vodič jej zahřívá. V žárovce je tenký drátek, který se tak rozžhaví, že začne emitovat fotony.. světlo
- žárovka působí jako odpor. Velikost odporu je podle výkonu žárovky. Odpor žárovky se mění s teplotou.
- tak… to dává i smysl :) Ale jaká energie tedy otepluje ten vodič? :) To je elektrická energie generovaná pohybem částic? teplo je vlastně pohyb částic :)
LED
- dvě nožičky
- anoda - dlouhá, připojuje se +, praporek
- katoda - krátká, připojuje se -, čárka
- způsobuje úbytek napětí, podle typu, barvy, .. typicky 1.6 - 3.5 V
- úbytek napětí (ULED) udává také nejmenší napětí pro rozsvícení
- po dosažení ULED začne LED procházet proud, který se se zvyšujícím napětím zvedá exponenciálně
- čím vyšší proud, tím více svítí
- svit lze regulovat snížením proudu (předřadným odporem)
- I = (U-ULED) / R
- pulzní modulací (PWM)
- maximální proud bývá 20-50mA
Tranzistor
- bipolární
- reguluje se proudem
- vývody se značí kolektor, báze, emitor
- unipolární
- reguluje se napětím
- vývody se značí source, gate, drain
- NPN/PNP
- jde jen o opačnou polarizaci
- používají jako
- zesilovače
- využívá se vlastnost zesílení tranzistoru
- velikosti proudu na bázy (nebo napětí na gate) propustí přechod kolektor - emitor (nebo source - drain) proud (napětí) v poměru zesílení tranzistoru
- zkrátka, pokud mám bipolární tranzistor se zesílením 160, tak přivedení 1mA na bázy otevře KE přechod až pro 160mA
- spínače
- přivedením proudu na bázy (nebo napětím na gate) se otevře přechod kolektor - emitor (nebo source - drain)
- a invertory
El. spínače
- galvanicky oddělené
- optoelektronicky oddělovací člen
- uvnitř LED dioda a fototranzistor
- rozsvícení LED způsobí vodivost fototranzistoru
- většinou celé v jednom pouzdře (DIP - dual inline pin)
- určeno pro menší napětí a menší proud
- například NTE3041
- vysokonapěťový optoelektrický oddělovací člen
- optotriak (trioda pro střídavý proud)
- optotriak spouští tyristor
- relé
- založeno na elektromagnetismu
- často používané pro 230V
- SSR relé (solid state relay)
- neobsahuje pohyblivé části
- spíná na základě světelných signálů (LED), odolné proti elmag rušení
- má mírný odpor, takže se zahřívá
- je určen pouze pro střídavý proud
- MOSFET tranzistor
- dokáže spínat DC 0-24V, až 6A
- NPN bipolární tranzistor
Mechanický pohyb
DC motor
- otáčí se podle přivedeného napětí
- napětí lze regulovat metodou PWM, směr otáčení se řídí polaritou
- arduino může generovat PWM signál, ale nemá dostatečný proud/napětí
- používá se proto řídící deska (driver) 1
- základem je MOSFET tranzistor, který pouští motoru napájení z externího zdroje podle signálu
- někdy obsahuje H-Bridge sloužící k otočení směru otáčení
- L298N - pro dva motory 5-35V, max 2A, H-Bridge
Brushless motor
Stepper
- drivery
- L239D
- ULN-2003
- identifikace
- pokud nemáme k motoru žádné info, datasheet
- 4 dráty = bipolární
- složen ze dvou cívek (A,B), konce jedné cívky jsou dva dráty
- přes multimetr lze snadno zjistit, které konce patří jedné cívce
- následně se přivádí na páry napájení a polarita tak, aby se zjistila správná sekvence pro otáčení v jednom směru
Servo
- tři vodiče: napájení + signál
- uvnitř krokový motorek, převody, potenciometr, řadič
- řadič podle hodnoty potenciometru upravuje polohu motorkem
- ??ovládá se pulzy, délka pulzu odpovídá natočení??
- TowerPro SG90
- napájení 4.8V
- rychlost otáčení 60 stupňů za 0.1s
- rozsah 0-180 stupňů odpovídá 0.5 - 2.5ms (střed 1.5ms)
- lze upravit na krokový motor 1
- místo potenciometru dají odpor
- přivedení pulzu nad 1.5ms otáčí na jednu stranu, menší na druhou
- odstraněním ozubeného kolečka lze zvýšit rychlost otáčení
Demontáž
- mám stepper MSAP020A02 z floppy drive
integrované obvody
-
- Tesla MH7400
- hradlo 4x NAND
-
- logický član AND - OR - INVERT
-
- 4x analogový přepínač (bilateral switch)
- určeno pro spínání do 15V
- napájení (Vdd) -0.5 - 20V
Rádiové vlny
- Elektromagnetické záření
- Rádiové vlny se dělí do skupin
| Název | Frekvence | Vlnová délka |
|---|---|---|
| Extrémně dlouhé vlny (EDV/ULF) | 300 Hz - 3 kHz | 1000 km – 100 km |
| Velmi dlouhé vlny (VDV/VLF) | 3 - 30 kHz | 100 km – 10 km |
| dlouhé vlny (DV/LW/LF) | 30 - 300 kHz | 10 km – 1 km |
| střední vlny (SV/MW/MF) | 0,3 – 3 MHz | 1 km – 100 m |
| krátké vlny (KV/SW/HF) | 3 – 30 MHz | 100 m – 10 m |
| velmi krátké vlny (VKV/VHF) | 30 – 300 MHz | 10 m – 1 m |
| ultra krátké vlny (UKV/UHF) | 0,3 – 3 GHz | 1 m – 100 mm |
| Super krátké vlny (SKV/SHF) | 3 - 30 GHz | 100 mm – 10 mm |
| Extrémně krátké vlny (EKV/EHF) | 30 - 300 GHz | 10 mm – 1 mm |
Amplitudová modulace
- Nosná vlna (vysokofrekvenční)
- většinou sinusoida, někdy trojúhelníkový nebo čtvercový průběh
- z generátoru
- Modulační signál (nízkofrekvenční)
- například audio signál
- Amplituda nosné vlny se mění podle modulačního signálu.
- modulační signál tvoří jakoby obálku nosné vlny
- na grafu amplituda/čas vznikne spojením nosného a modulačaního signálu průběh, jehož vrcholky nahoře i dole kopírují původní modulační signál a tvoří jakoby vizuální obálku výsledného modulovaného signálu
- Hloubka modulace
- jak moc amplituda modulačního signálu ovlivňuje amplitudu nosné vlny
- prakticky se používá maximálně cca 90%, jinak by nosná vlna neměla kladnou amplitudu
- Amplituda nosné vlny se nikdy nesmí dostat na nulu (nebo dokonce do záporu)
- šířka pásma
- kolik signál postihuje frekvencí
- minimální šířka pásma se určuje se podle nejvyšší frekvence, kterou chceme přenášet.
- například pro přenos signálu 0-16 Khz potřebujeme 2×16 kHz pásmo
- vysvětluji si to tak, že
- pokud by měl výsledný signál jen jednu frekvenci, jednu složku, nejde vůbec o modulaci :D
- výsledný AM modulovaný signál má minimálně dvě harmonické (opakující se) složky
- frekvenci nosné vlny, například 1Mhz
- a frekvenci modulačního signálu, například 10kHz
- modulační signál většinou obsahuje několik harmonických složek, má nějaké frekvenční pásmo těchto složek. Tyto frekvence se vlastně jakoby přičítají/odečítají od frekvence nosné vlny a vytváří nám to postranní pásmo
- Informaci tedy nepřenáší vlastní nosná vlna, ale postranní pásmo.
- Přestože nosná vlna nenese užitečné informace, spotřebovává nejvíce energie. Proto se nosná vlna někdy potlačuje.
- postranní pásma jsou stejná, proto se někdy jedno z nich vynechává. Takový přenos je úsporný, ale složitější na příjem. Příjemce si musí dopočítat potlačenou nosnou vlnu.
- Fourierova transformace
- dekompozice harmonických složek ze signálu
- převod signálů z časové oblasti do oblasti frekvenční.
- pro analýzu harmonických složek signálu se používá spektrometr
electro_intro.1555271981.txt.gz · Poslední úprava: (upraveno mimo DokuWiki)