Sähköpaja. Kimmo Silvonen (X)

Samankaltaiset tiedostot
Sähköpaja. Kimmo Silvonen (X)

Sähköpaja. Kimmo Silvonen (X)

Sähköpaja. Kimmo Silvonen (X)

ELEKTRONIIKAN PERUSTEET T700504

Sähkötekniikka ja elektroniikka

Sähköpajan elektroniikkaa

Sähköpajan elektroniikkaa

Sähkötekniikka ja elektroniikka

Sähköpajan elektroniikkaa

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus

ELEKTRONIIKAN PERUSTEET T320003

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus

Transistoreiden merkinnät

SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

KIMMO SILVONEN ELEKTRONIIKKA JA SÄHKÖTEKNIIKKA

Sähkötekniikka ja elektroniikka

Aineopintojen laboratoriotyöt I. Ominaiskäyrät

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

Näytteen liikkeen kontrollointi

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

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

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

SÄHKÖENERGIATEKNIIIKKA. Harjoitus - luento 7. Tehtävä 1

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

Sähkötekniikka ja elektroniikka

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

AB LUOKAN AUDIOVAHVISTIMEN SUUNNITTELUOHJEITA

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

BL40A1711 Johdanto digitaalielektroniikkaan: CMOS-tekniikka ja siihen perustuvat logiikkapiiriperheet

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

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

ELEC-C6001 Sähköenergiatekniikka, laskuharjoitukset oppikirjan lukuun 10 liittyen.

Sähkötekniikka ja elektroniikka

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

ELEKTRONIIKAN PERUSTEET

DEE Sähkötekniikan perusteet

PERUSRAKENTEET Forward converter, Myötävaihemuunnin ( BUCK regulaattori )

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

Elektroniikan komponentit

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

ELEC C4210 SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA Kimmo Silvonen

FYSE301 Elektroniikka I osa A Loppukoe Vastaa kaikkiin viiteen kysymykseen

Elektroniikka ja sähkötekniikka

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

ELEC C4210 SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

TYÖ 2: OPERAATIOVAHVISTIMEN PERUSKYTKENTÖJÄ

Arduino ja perusteita

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

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

Sähköpaja. Kimmo Silvonen (X)

Sähköautoprojekti Pienoissähköauto Elektroniikan kokoonpano Moottoriohjain.

DIODIN OMINAISKÄYRÄ TRANSISTORIN OMINAISKÄYRÄSTÖ

5.1.Jännitelähde + 15 V 10 A

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

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA Aalto-yliopisto, sähkötekniikan korkeakoulu

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA Aalto-yliopisto, sähkötekniikan korkeakoulu

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

PUOLIJOHTEET tyhjennysalue

PIIRIANALYYSI. Harjoitustyö nro 7. Kipinänsammutuspiirien mitoitus. Mika Lemström

Arduino. Kimmo Silvonen (X)

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

Multivibraattorit. Bistabiili multivibraattori:

Mittalaitetekniikka. NYMTES13 Vaihtosähköpiirit Jussi Hurri syksy 2014

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA Aalto-yliopisto, sähkötekniikan korkeakoulu

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I

FYS206/5 Vaihtovirtakomponentit

VAIHTOVIRTAPIIRI. 1 Työn tavoitteet

FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto. 2 Teoreettista taustaa

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

Kaikki kytkennät tehdään kytkentäalustalle (bimboard) ellei muuta mainita.

Radioamatöörikurssi 2017

Pynnönen Opiskelija: Tarkastaja: Arvio:

Sähkötekniikan perusteet

Sähkötekniikka ja elektroniikka

Taitaja2004/Elektroniikka Semifinaali

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

5.2. Jännitelähde - 15 V 10 A

TYÖ 58. VAIMENEVA VÄRÄHTELY, TASASUUNTAUS JA SUODATUS. Tehtävänä on vaimenevan värähtelyn, tasasuuntauksen ja suodatuksen tutkiminen oskilloskoopilla.

Sähkötekniikan perusteet

Elektroniikka. Mitä sähkö on. Käsitteistöä

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

Analogiapiirit III. Keskiviikko , klo , TS128. Operaatiovahvistinrakenteet

Mitataan kanavatransistorin ja bipolaaritransistorin ominaiskäyrät. Tutustutaan yhteisemitterikytketyn transistorivahvistimen ominaisuuksiin.

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

Sähkötekniikka ja elektroniikka

TRANSISTORIASTEEN TOIMINTA- SUORAN MÄÄRITTÄMINEN

Sähkötekniikka ja elektroniikka

Taitaja2007/Elektroniikka

2 Jannitelähde 24 V 28 V 7,5 A

TEKNILLINEN KORKEAKOULU Systeemianalyysin laboratorio. Mat Systeemien Identifiointi. 4. harjoitus

TEHOELEKTRONIIKKA DIODIT

IIZE3010 Elektroniikan perusteet Harjoitustyö. Pasi Vähämartti, C1303, IST4SE

Tehtävä 1. a) sähkövirta = varausta per sekunti, I = dq dt = 1, A = 1, C s protonin varaus on 1, C

Transkriptio:

Sähköpaja Kimmo Silvonen (X)

Elektroniikan komponentit Erilliskomponentit ja IC:t Passiivit: R C L Aktiiviset erilliskomponentit (diskreetit) ja IC:t: Bipolaaritransistori BJT Moottorinohjaus, H-silta 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. Etuvastus ja rinnakkaiskondensaattori häiriösuodatukseen? Ota huomioon jännitekestoisuus DC/AC! Kuivat mm. muovieristeiset, pienehköt kapasitanssit. 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 tai H-sillan kytkimen 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)

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, jonka jännite on virrallisena noin u BE 0,7 V (npn) Page 6 (17)

Darlington-transistori Toimii kuin tavallinen BJT, mutta paljon suurempi virtavahvistus + Jännitelähde, kuorma Digitaalilähtö I B 0 U BE1 + U BE2 1,4 V (β 1(1 + β 2 ) + β 2 )I B Maa ULN2004: 7 x darlington (Arduino unipolar stepper) ULN2803/2804: 8 x darlington Page 7 (17)

NPN-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 0,3 V R I B B U BE 0,7 V Kuvassa kuorman R läpi kulkee virtaa (huomaa suojadiodi). BJT:n U MIN 0,3 V; FETillä jännitehäviö on tyypillisesti alempi, jolloin myös sen tehohäviö on pienempi! Page 8 (17)

PNP-transistori puskurivahvistimena (virtapuskuri) Kuorma kytketty maahan E 0,7 V U EB U 0,3 V 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 9 (17)

H-silta ja suojadiodit Kytkimien ohjaus: PWM = pulssinleveysmodulaatio Kytkimet voidaan toteuttaa BJT:llä tai FETeillä. Yleensä mikropiirejä: esim. TB6612FNG on Pajan kaksois-h-silta kahden moottorin ohjaukseen. SN754410 sisältää neljä H-siltojen pystyhaaraa. + 0 0 M 0 0 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, LM2940T-5.0, LM317-KCT (adj.), 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 on monia kaksikko- tai nelikkomalleja. "Klassisen" 741:n pitkälti standardoitu 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, dual JFET, PDIP8 OP07CP, low offset, DIP8 LM358NG, dual BJT, PDIP-8 OP27GPZ, low noise precision, DIP8 MAX494CPD+, quad rail-to-rail, DIP14 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 Pajalla on sekä unipolaarisille että bipolaarisille steppereille sopivia ohjainmikropiirejä ULN2803/4 ( ULN2004) / SN754410. Voit mielellään kokeilla operaatiovahvistimia Kimmon tai assistenttien opastuksella: esim. signaaligeneraattori tai mikrofoni, invertoiva tai ei-invertoiva vahvistinkytkentä ja oskilloskooppi tai kuuloke. Virrat kannattaa ottaa ensimmäiseen kokeiluun kaksipuolisesta laboratoriojännitelähteestä! Page 17 (17)