Elektroonika olulised arvutused: 7 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Selles juhendis on kavas loetleda mõned olulised arvutused, mida elektroonikainsenerid/-tootjad peavad teadma. Ausalt öeldes on sellesse kategooriasse palju valemeid. Nii et olen selle juhendiga piirdunud ainult põhivalemitega.

Enamiku loetletud valemite jaoks olen lisanud ka lingi veebikalkulaatoritele, mis aitavad teil neid arvutusi hõlpsalt teha, kui see muutub tülikaks ja aeganõudvaks.

Samm: aku eluea kalkulaator

Kui kasutate projekte toites patareidega, on oluline teada, kui kaua aku võib teie vooluahelat/ seadet toita. See on oluline, et pikendada aku kasutusiga ja vältida projekti ootamatut ebaõnnestumist. Sellega on seotud kaks olulist valemit.

Aku maksimaalne kestvus koormust toita

Aku eluiga = aku maht (mAh või Ah) / laadimisvool (mA või A)

Kiirus, mille juures koormus võtab akult voolu

Tühjenemiskiirus C = koormusvool (mA või A) / aku maht (mAh või Ah)

Tühjenemiskiirus on oluline parameeter, mis otsustab, kui palju voolu vooluahel võib patareist ohutult võtta. See on tavaliselt akus märgitud või antakse selle andmelehele.

Näide:

Aku maht = 2000mAh, koormusvool = 500mA

Aku eluiga = 2000mAh / 500mA = 4 tundi

Tühjenemiskiirus C = 500mA/2000mAh = 0,25 C

Siin on aku eluea veebikalkulaator.

2. samm: lineaarse regulaatori võimsuse hajumine

Lineaarseid regulaatoreid kasutatakse siis, kui vajame vooluahela või seadme toiteks kindlat pinget. Mõned populaarsed lineaarsed pingeregulaatorid on 78xx seeria (7805, 7809, 7812 ja nii edasi). Need lineaarsed regulaatorid vähendavad sisendpinget ja annavad väljundis püsiva väljundpinge. Võimsuse hajumine nendes lineaarsetes regulaatorites jäetakse sageli tähelepanuta. Hajutatud võimsuse tundmine on üsna oluline, nii et disainerid saaksid suure võimsuse hajumise kompenseerimiseks kasutada jahutusradiaatoreid. Seda saab arvutada järgmise valemi abil

Võimsuse hajumine on antud valemiga

PD = (VIN - VOUT) x IOUT

Väljundvoolu arvutamiseks

IOUT = PD / (VIN - VOUT)

Näide:

Sisendpinge - 9V, väljundpinge - 5V, praegune väljund -1A Tulemus

PD = (VIN - VOUT) x IOUT

= (9 - 5) * 1

= 4 vatti

Online kalkulaator lineaarse regulaatori võimsuse hajumiseks.

3. samm: pingejaoturi kalkulaator

Pingejagajaid kasutatakse sissetulevate pingete jagamiseks soovitud pingetasemetele. See on väga kasulik vooluahelate võrdluspingete tekitamiseks. Pingejagur on tavaliselt ehitatud vähemalt kahe takisti abil. Lisateave pingejagurite tööpõhimõtte kohta. Pingejagajatega kasutatav valem on

Väljundpinge määramiseks Vout = (R2 x Vin) / (R1 + R2)

R2 määramiseks R2 = (Vout x R1) / (Vin - Vout)

R1 määramiseks R1 = ((Vin - Vout) R2) / Vout

Sisendpinge määramiseks Vin = (Vout x (R1 + R2)) / R2

Näide:

Vin = 12 V, R1 = 200k, R2 = 2k

Vout = (R2 x Vin) / (R1 + R2)

Vout = (2k x 12)/(200k+2k)

=0.118

= 0,12 V

4. samm: RC ajastuse kalkulaator

RC -ahelaid kasutatakse paljudes ahelates ajaviivituste tekitamiseks. See on tingitud takisti toimest, mis mõjutab kondensaatorisse voolavat laadimisvoolu. Mida suurem on takistus ja mahtuvus, seda rohkem aega kulub kondensaatori laadimiseks ja see kuvatakse viivitusena. Seda saab arvutada valemi abil.

Aja määramine sekundites

T = RC

R määramiseks

R = T / C

C määramiseks

C = T / R

Näide:

R = 100K, C = 1uF

T = 100 x 1 x 10^-6

T = 0,1 ms

Proovige seda RC ajakonstandi veebikalkulaatorit.

Samm: LED -takisti

Valgusdioodid on üsna tavalised elektroonilised ahelad. Samuti kasutatakse LED -e koos voolu piirava seeria takistiga sageli, et vältida liigse voolu kahjustusi. See on valem, mida kasutatakse LED -idega kasutatava seeriatakisti väärtuse arvutamiseks

R = (Vs - Vf) / kui

Näide

Kui kasutate LED -d Vf = 2,5 V, If = 30mA ja sisendpinge Vs = 5V. Siis saab takisti

R = (5 - 2,5 V) / 30 mA

= 2,5 V / 30 mA

= 83 oomi

6. samm: stabiilne ja monostabiilne multivibraator, kasutades IC 555

555 IC on mitmekülgne kiip, millel on lai valik rakendusi. Alates ruutlainete genereerimisest, modulatsioonist, viivitustest, seadme aktiveerimisest saab 555 kõike teha. Astabiilne ja monostabiilne on kaks tavaliselt kasutatavat režiimi, kui tegemist on 555 -ga.

Astabiilne multivibraator - see toodab fikseeritud sagedusega väljundina ruutlaineimpulssi. Selle sageduse määravad koos sellega kasutatavad takistid ja kondensaatorid.

Antud RA, RC ja C väärtustega. Sagedust ja töötsüklit saab arvutada järgmise valemi abil

Sagedus = 1,44 / ((RA +2RB) C)

Töötsükkel = (RA + RB) / (RA + 2RB)

Kasutades RA, RC ja F väärtusi, saab mahtuvust arvutada järgmise valemi abil

Kondensaator = 1,44 / ((RA + 2RB) F)

Näide:

Vastupidavus RA = 10 kohm, takistus RB = 15 kohm, mahtuvus C = 100 mikrofarad

Sagedus = 1,44 / ((RA+2RB)*c)

= 1,44 / ((10k+2*15k)*100*10^-6)

= 1,44 / ((40k)*10^-4)

= 0,36 Hz

Töötsükkel = (RA+RB)/(RA+2RB)

= (10k+15k)/(10k+2*15k)

= (25k)/(40k)

=62.5 %

Monostabiilne multivibraator

Selles režiimis annab IC 555 teatud aja jooksul kõrge signaali, kui päästiku sisend väheneb. Seda kasutatakse viivituste tekitamiseks.

Antud R ja C abil saame ajavahe arvutada järgmise valemi abil

T = 1,1 x R x C

R määramiseks

R = T / (C x 1,1)

C määramiseks

C = T / (1,1 x R)

Näide:

R = 100k, C = 10uF

T = 1,1 x R x C

= 1,1 x 100 000 x 10 uF

= 0,11 sekundit

Siin on Astable multivibraatori ja monostabiilse multivibraatori veebikalkulaator

7. samm: vastupidavus, pinge, vool ja võimsus (RVCP)

Alustame põhitõdedest. Kui olete elektroonikaga tutvunud, oleksite võinud teada tõsiasja, et takistus, pinge, vool ja võimsus on omavahel seotud. Ühe ülaltoodu muutmine muudab teisi väärtusi. Selle arvutuse valem on

Pinge määramiseks V = IR

Voolu määramiseks I = V / R

Takistuse määramiseks R = V / I

Võimsuse arvutamiseks P = VI

Näide:

Vaatleme allpool toodud väärtusi

R = 50 V, I = 32 mA

V = I x R

= 50 x 32 x 10^-3

= 1,6 V.

Siis jõu saab

P = V x I

= 1,6 x 32 x 10^-3

= 0,0512 vatti

Siin on veebi oomi seaduse kalkulaator takistuse, pinge, voolu ja võimsuse arvutamiseks.

Värskendan seda juhendit rohkemate valemitega.

Jätke oma kommentaarid ja soovitused allpool ning aidake mul sellesse juhendisse lisada rohkem valemeid.