Sähköpaja. Kimmo Silvonen (X) 22.2.2016



Samankaltaiset tiedostot
Sähköpaja. Kimmo Silvonen (X)

Sähköpaja. Kimmo Silvonen (X)

Sähköpaja. Kimmo Silvonen (X)

Sähkötekniikka ja elektroniikka

ELEKTRONIIKAN PERUSTEET T700504

Sähköpajan elektroniikkaa

Sähköpajan elektroniikkaa

Sähkötekniikka ja elektroniikka

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus

Sähkötekniikka ja elektroniikka

Transistoreiden merkinnät

Sähköpajan elektroniikkaa

Aineopintojen laboratoriotyöt I. Ominaiskäyrät

Sähkötekniikka ja elektroniikka

BL40A1711 Johdanto digitaalielektroniikkaan: CMOS-tekniikka ja siihen perustuvat logiikkapiiriperheet

ELEKTRONIIKAN PERUSTEET T320003

KIMMO SILVONEN ELEKTRONIIKKA JA SÄHKÖTEKNIIKKA

DIODIN OMINAISKÄYRÄ TRANSISTORIN OMINAISKÄYRÄSTÖ

ELEC-C6001 Sähköenergiatekniikka, laskuharjoitukset oppikirjan lukuun 10 liittyen.

CC-ASTE. Kuva 1. Yksinkertainen CC-vahvistin, jossa virtavahvistus B + 1. Kuva 2. Yksinkertaisen CC-vahvistimen simulaatio

SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

Sähkötekniikan perusteet

Näytteen liikkeen kontrollointi

PUOLIJOHTEET tyhjennysalue

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

Kaikki kytkennät tehdään kytkentäalustalle (bimboard) ellei muuta mainita.

FYSE301 Elektroniikka I osa A Loppukoe Vastaa kaikkiin viiteen kysymykseen

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

DEE Sähkötekniikan perusteet

PERUSRAKENTEET Forward converter, Myötävaihemuunnin ( BUCK regulaattori )

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

SÄHKÖENERGIATEKNIIIKKA. Harjoitus - luento 7. Tehtävä 1

FYSE301 Elektroniikka I osa A Loppukoe (Vastaa kaikkiin viiteen tehtävään)

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

TRANSISTORIPARAMETRIT

Mittalaitetekniikka. NYMTES13 Vaihtosähköpiirit Jussi Hurri syksy 2014

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

LOPPURAPORTTI Lämpötilahälytin Hans Baumgartner xxxxxxx nimi nimi

PIIRIANALYYSI. Harjoitustyö nro 7. Kipinänsammutuspiirien mitoitus. Mika Lemström

FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto. 2 Teoreettista taustaa

AB LUOKAN AUDIOVAHVISTIMEN SUUNNITTELUOHJEITA

Kondensaattorin läpi kulkeva virta saadaan derivoimalla yhtälöä (2), jolloin saadaan

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

Elektroniikka ja sähkötekniikka

Elektroniikka. Mitä sähkö on. Käsitteistöä

TRANSISTORIASTEEN TOIMINTA- SUORAN MÄÄRITTÄMINEN

Taitaja2004/Elektroniikka Semifinaali

FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto

ELEC C4210 SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA Kimmo Silvonen

Arduino ja perusteita

Radioamatöörikurssi 2011

C 2. + U in C 1. (3 pistettä) ja jännite U C (t), kun kytkin suljetaan ajanhetkellä t = 0 (4 pistettä). Komponenttiarvot ovat

Automaation elektroniikka T103403, 3 op SAU14snS. Pekka Rantala kevät 2016

Sähköautoprojekti Pienoissähköauto Elektroniikan kokoonpano Moottoriohjain.

Sähkötekniikka ja elektroniikka

Automaation elektroniikka T103403, 3 op SAH3sn. Pekka Rantala kevät Opinto-opas 2013

Sähkötekniikan perusteet

Elektroniikan komponentit

ELEKTRONIIKAN PERUSTEET

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

IGBT-TRANSISTORI. Janne Salonen. Opinnäytetyö Joulukuu 2013 Tietoliikennetekniikka Sulautetutjärjestelmät ja elektroniikka

Sähkötekniikka ja elektroniikka

20 Kollektorivirta kun V 1 = 15V Transistorin virtavahvistus Transistorin ominaiskayrasto Toimintasuora ja -piste 10

Operaatiovahvistimen vahvistus voidaan säätää halutun suuruiseksi käyttämällä takaisinkytkentävastusta.

1 Kohina. 2 Kohinalähteet. 2.1 Raekohina. 2.2 Terminen kohina

OPERAATIOVAHVISTIN. Oulun seudun ammattikorkeakoulu Tekniikan yksikkö. Elektroniikan laboratoriotyö. Työryhmä Selostuksen kirjoitti

VAIHTOVIRTAPIIRI. 1 Työn tavoitteet

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I

ELEC C4210 SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

Sähköpaja. Kimmo Silvonen (X)

Analogiapiirit III. Tentti

Taitaja2005/Elektroniikka. 1) Resistanssien sarjakytkentä kuormittaa a) enemmän b) vähemmän c) yhtä paljon sähkölähdettä kuin niiden rinnankytkentä

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

Elektroniikan alkeita lyhyt versio

Fysiikan laboratoriotyöt 1, työ nro: 3, Vastuksen ja diodin virta-jänniteominaiskäyrät

Arduino. Kimmo Silvonen (X)

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

S Elektroniikan häiriökysymykset. Laboratoriotyö, kevät 2010

Sähkötekniikka ja elektroniikka

Multivibraattorit. Bistabiili multivibraattori:

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

Sähkötekniikka ja elektroniikka

1. Tasavirtapiirit ja Kirchhoffin lait

Analogiapiirit III. Keskiviikko , klo , TS128. Operaatiovahvistinrakenteet

Magneettinen energia

Analogisen tunnisteanalyysin käyttö korjauspalveluissa mikropiirien ylijännitteestä aiheutuneiden vaurioiden paikantamiseen

ja sähkövirta I lämpövirtaa q, jolloin lämpövastukselle saadaan yhtälö

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA Aalto-yliopisto, sähkötekniikan korkeakoulu

FYSE301(Elektroniikka(1(A3osa,(kevät(2013(

Automaation elektroniikka T103403, 3 op AUT2sn. Pekka Rantala syksy Opinto-opas 2012

FYSP105 / K3 RC-SUODATTIMET

Sähkötekniikka ja elektroniikka

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

KANDIDAATINTYÖ. Tuukka Junnikkala SÄHKÖTEKNIIKAN KOULUTUSOHJELMA

Elektroniikan alkeita erittäin lyhyt versio

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

Transkriptio:

Sähköpaja Kimmo Silvonen (X)

Elektroniikan komponentit Erilliskomponentit ja IC:t Passiivit: R C L Aktiiviset diskreetit ja IC:t Bipolaaritransistori BJT Kanavatransistorit FET Jänniteregulaattorit (pajan) Operaatiovahvistin sovelluskytkentöineen Page 2 (17)

Vastus, resistanssi R Pajan vastukset ovat yleensä P MAX = R I 2 = 0,25 W tai 0,5 W eff "Big Boys Race Our Young Girls, but Violet Generally Wins!" Page 3 (17)

Kondensaattori, kapasitanssi C Sarjakondensaattori blokkaa tasavirran, päästää signaalin läpi Rinnakkaiskondensaattori voi vaatia etuvastuksen Jännitekestoisuus DC/AC! Kuivat muovieristeiset Elektrolyyttikondensaattorit C > noin 1 µf Superkondensaattorit C > noin 1 F (heikko jännitekestoisuus) u i C R S + R u(t) C U AVE i = C du dt Tämä pätee aina (vrt. u = Ri vastuksessa). Page 4 (17)

Kela, induktanssi L Hidastaa virran muuttumista Tasavirta menee esteettömästi läpi. Virran katkaisu aiheuttaa lyhyen korkean jännitepiikin (Diracin deltafunktio)! Suojaus esim. normaalisti estosuuntaisella diodilla. Myös moottorin rinnalle! u = L di dt R t = 0 Tämä pätee aina (vrt. u = Ri vastuksessa). i(t) L u(t) u t t = 0 Page 5 (17)

LED = loistediodi vs. fotodiodi Myös laserdiodi (optinen tietoliikenne) ja IR = infrared Esimerkkinä LED merkkivalona, oikealla fotodiodi: E U E R I U 1,8 V Ledeillä ja muilla diodeilla sallittu jänniteikkuna on hyvin kapea: hieman liian pieni U ei johda, hieman liian suuri U kärähtää! Page 6 (17)

Transistori BJT Bipolar Junction Transistor, β 100 (?), kasvaa kuumetessa, P U CE I C Pienillä kirjaimilla merkitään ajan funktioita, isoilla tasavirtoja. Kollektori, C NPN i C Kanta, base, B u CE i R B B u BE Emitteri, E Kun U CE noin 0,3 V: PNP i C = βi B Kanta emitteri -välissä on päästösuuntainen diodi. Virrallisena: u BE 0,7 V (npn) Page 7 (17)

Darlington-transistori Suuri virtavahvistus, toimii kuin tavallinen BJT (β 1(1 + β 2 ) + β 2 )I B I B 0,3 V 1,4 V Page 8 (17)

Transistori puskurivahvistimena (virtapuskuri) Eroaa esim. E-NMOSFETistä siinä, että vaatii (pienen) ohjausvirran I B E Arduino R Kuorma kytketty E:hen TIP41C NPN I C 1 U R I B B U BE 0,7 V Kuvassa kuorman R läpi kulkee virtaa (huomaa suojadiodi). BJT:n U MIN 0,3 V; FET on tässä suhteessa parempi ja toimii tarvittaessa myös jännitteellä säädettävänä vastuksena! Page 9 (17)

PNP-transistori puskurivahvistimena (virtapuskuri) Kuorma kytketty maahan E 0,7 V U EB U I B TIP42C PNP Arduino 0 R B R Kuorman R läpi kulkee virtaa (huomaa suojadiodi). Data-lehdillä PNP-transistorin I B ja I C sekä NPN-trankun I E ovat negatiivisia (IEC määrittelee virrat aina sisäänpäin). Tässä virrat on merkitty oikeiden suuntien mukaan. N- ja P-kanavaisella MOSFETillä kytkennät ovat samat, mutta kantavastusta R B ei tarvita. I C Page 10 (17)

Kanavatransistorit FET avauskanavatransistori (enhancement), sulkukanavatransistori (depletion) ja liitoskanavatransistori (junction), ENMOSFET on loogisin, googlaa dtf.pdf! G D enmos S avaus CMOS epmos avaus dnmos sulku njfet liitos dpmos sulku pjfet liitos G D S B (vain MOSFET) gate drain source body, bulk hila nielu lähde substraatti Page 11 (17)

Enmosfet: Enhancement N-Channel MOSFET Käyttö muistuttaa NPN-transistoria, ohjataan jännitteellä U GS! Vastaavasti P-Channel MOSFET muistuttaa PNP-transistoria. Kynnysjännite U t (threshold) I D 0 U GS > U t I D > 0 U GS < U t I D = 0 I G = 0 U GS U DS > 0 Toimii säädettävänä vastuksena pienillä U DS :n arvoilla: 1 R DS 2K(U GS U t ) U DS << U GS U t Page 12 (17)

Jänniteregulaattori, kotelo TO-220 Pajalla mm.: LM 7805CT ja LD1117V33C LDO, ym. R JC 3 C/W, R JA 50 C/W LD1117V33C Low dropout (LD1117V33C) i o Max LM 7805CT 1 A (4,4...15 V) common (3,3 V) 7...35 V 0,33µ gnd 0,1µ 5 V Page 13 (17)

Operaatiovahvistin erittäin hyvä yleistyökalu! 1-puolinen jännitelähde: Pajalla mm. TLV2372, rail-to-rail (ei kuormitettuna!). 0 0 0 + V DD + GND 2,7...16 V Page 14 (17)

Kaksipuolinen syöttöjännite Suositeltava audiosignaaleille, Pajalla monia kaksikko- tai nelikkomalleja. "Klassisen" 741:n standardi pinnijärjestys: + +?...18 (22) V?...18 (22) V Page 15 (17)

Sovelluskytkentöjä liitutaululla Invertoiva vahvistin Ei-invertoiva vahvistin Puskurivahvistin Integraattori (passiivi vs. akt.) Suodattimet (LP, HP, BP, BS) Pajan opareita: TL074CNE4, quad JFET, DIP14 TL072IP, JFET, PDIP8 OP07CP, low offset, DIP8 LM358NG, BJT, PDIP-8 OP27GPZ, low noise precision, DIP8 Page 16 (17)

Harjoituksia Magician Chassis ja moottorinohjain -harjoitus: http://bildr.org/2012/04/tb6612fng-arduino/ Hauska robottiauto! Arduinon askelmoottoritehtävät: https://www.arduino.cc/en/tutorial/motorknob Pajan stepperit ovat unipolaarisia. Isossa komponenttitornissa on sopivaa ohjainpiiriä ULN2804, joka sisältää 8 darlington-transistoria mikropiirissä. (Arduinon esimerkkien piirissä on 7, googlaa erot!). Voit mielellään kokeilla operaatiovahvistimia Kimmon tai assistenttien opastuksella: esim. signaaligeneraattori, invertoiva tai ei-invertoiva vahvistin, oskilloskooppi. Virrat ensimmäiseen kokeiluun kaksipuolisesta laboratoriojännitelähteestä! Page 17 (17)