Svarbūs skaičiavimai elektronikoje: 7 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Šioje instrukcijoje ketinama išvardyti kai kuriuos svarbius skaičiavimus, kuriuos turi žinoti elektronikos inžinieriai/gamintojai. Tiesą sakant, yra daug formulių, kurios gali tilpti į šią kategoriją. Taigi aš apribojau šią instrukciją tik pagrindinėmis formulėmis.

Daugeliui išvardytų formulių taip pat pridėjau nuorodą į internetinius skaičiuotuvus, kurie gali padėti jums lengvai atlikti šiuos skaičiavimus, kai tai tampa sudėtinga ir užima daug laiko.

1 žingsnis: akumuliatoriaus veikimo laiko skaičiuoklė

Maitinant projektus naudojant baterijas, būtina žinoti, kiek laiko baterija gali maitinti jūsų grandinę/ įrenginį. Tai svarbu norint pailginti baterijos tarnavimo laiką ir išvengti netikėtų jūsų projekto gedimų. Su tuo susietos dvi svarbios formulės.

Maksimali baterijos veikimo trukmė

Baterijos veikimo laikas = akumuliatoriaus talpa (mAh arba Ah) / apkrovos srovė (mA arba A)

Greitis, kuriuo apkrova iš akumuliatoriaus ima srovę

Išsikrovimo greitis C = apkrovos srovė (mA arba A) / akumuliatoriaus talpa (mAh arba Ah)

Išsikrovimo greitis yra svarbus parametras, kuris nustato, kiek srovės grandinė gali saugiai imti iš akumuliatoriaus. Paprastai tai pažymima akumuliatoriuje arba bus nurodyta jos duomenų lape.

Pavyzdys:

Akumuliatoriaus talpa = 2000 mAh, apkrovos srovė - 500 mA

Baterijos veikimo laikas = 2000mAh / 500mA = 4 valandos

Išleidimo greitis C = 500mA/2000mAh = 0,25 C

Čia yra akumuliatoriaus veikimo laiko skaičiuoklė internete.

2 žingsnis: linijinio reguliatoriaus energijos išsklaidymas

Linijiniai reguliatoriai naudojami, kai mums reikia fiksuotos įtampos grandinei ar įrenginiui maitinti. Kai kurie populiarūs linijinės įtampos reguliatoriai yra 78xx serijos (7805, 7809, 7812 ir pan.). Šie linijiniai reguliatoriai veikia sumažindami įėjimo įtampą ir išvestyje suteikia pastovią išėjimo įtampą. Šių linijinių reguliatorių galios išsklaidymas dažnai nepastebimas. Žinoti išsklaidytą galią yra gana svarbu, kad dizaineriai galėtų naudoti radiatorius, kad kompensuotų didelės galios išsisklaidymą. Tai galima apskaičiuoti naudojant žemiau pateiktą formulę

Galios išsklaidymas pateikiamas pagal formulę

PD = (VIN - VOUT) x IOUT

Norėdami apskaičiuoti išėjimo srovę

IOUT = PD / (VIN - VOUT)

Pavyzdys:

Įėjimo įtampa - 9V, išėjimo įtampa - 5V, srovės išėjimas -1A Rezultatas

PD = (VIN - VOUT) x IOUT

= (9 - 5) * 1

= 4 vatai

Internetinis skaičiuotuvas tiesiniam reguliatoriaus galios išsklaidymui.

3 žingsnis: Įtampos skirstytuvo skaičiuoklė

Įtampos skirstytuvai naudojami gaunamoms įtampoms padalyti į norimus įtampos lygius. Tai labai naudinga grandinėms gaminti etaloninę įtampą. Įtampos skirstytuvas paprastai gaminamas naudojant bent du rezistorius. Sužinokite daugiau apie tai, kaip veikia įtampos skirstytuvai. Su įtampos dalikliais naudojama formulė yra

Išėjimo įtampai nustatyti Vout = (R2 x Vin) / (R1 + R2)

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

Norėdami nustatyti R1 R1 = ((Vin - Vout) R2) / Vout

Norėdami nustatyti įėjimo įtampą Vin = (Vout x (R1 + R2)) / R2

Pavyzdys:

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 žingsnis: RC laiko skaičiuoklė

RC grandinės naudojamos daugelio grandinių laiko vėlavimams generuoti. Taip yra dėl rezistoriaus veikimo, turinčio įtakos įkrovimo srovei, tekančiai į kondensatorių. Kuo didesnis pasipriešinimas ir talpa, tuo daugiau laiko reikia kondensatoriui įkrauti ir tai bus rodoma kaip vėlavimas. Tai galima apskaičiuoti naudojant formulę.

Norėdami nustatyti laiką sekundėmis

T = RC

Norėdami nustatyti R.

R = T / C

Norėdami nustatyti C.

C = T / R

Pavyzdys:

R = 100K, C = 1uF

T = 100 x 1 x 10^-6

T = 0,1 ms

Išbandykite šią RC laiko konstantos internetinę skaičiuoklę.

5 žingsnis: LED rezistorius

Šviesos diodai yra gana paplitę elektroninėse grandinėse. Taip pat šviesos diodai dažnai bus naudojami su srovės ribojimo serijos rezistoriais, kad būtų išvengta perteklinio srovės srauto pažeidimo. Tai formulė, naudojama apskaičiuojant serijinę rezistoriaus vertę, naudojamą su LED

R = (Vs - Vf) / Jei

Pavyzdys

Jei naudojate šviesos diodą, kurio Vf = 2,5V, jei = 30mA, o įėjimo įtampa Vs = 5V. Tada bus rezistorius

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

= 2,5 V / 30 mA

= 83 omai

6 žingsnis: stabilus ir monostabilus multivibratorius naudojant IC 555

555 IC yra universalus lustas, turintis platų pritaikymų spektrą. 555 gali padaryti viską, nes sukuria kvadratines bangas, moduliaciją, laiko vėlavimą, įrenginio aktyvavimą. „Astable“ir „Monostable“yra du dažniausiai naudojami režimai, kai kalbama apie 555.

Nestabilus multivibratorius - jis sukuria kvadratinių bangų impulsą kaip išvestį su fiksuotu dažniu. Šį dažnį lemia rezistoriai ir su juo naudojami kondensatoriai.

Su nurodytomis RA, RC ir C reikšmėmis. Dažnis ir darbo ciklas gali būti apskaičiuoti pagal žemiau pateiktą formulę

Dažnis = 1,44 / ((RA +2RB) C)

Darbo ciklas = (RA + RB) / (RA + 2RB)

Naudojant RA, RC ir F reikšmes, talpą galima apskaičiuoti pagal žemiau pateiktą formulę

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

Pavyzdys:

Atsparumas RA = 10 kohm, atsparumas RB = 15 kohm, talpa C = 100 mikrofaradų

Dažnis = 1,44 / ((RA+2RB)*c)

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

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

= 0,36 Hz

Darbo ciklas = (RA+RB)/(RA+2RB)

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

= (25k)/(40k)

=62.5 %

Monostabilus multivibratorius

Šiuo režimu IC 555 tam tikrą laiką skleis aukštą signalą, kai trigerio įvestis sumažės. Jis naudojamas laiko vėlavimams generuoti.

Turėdami R ir C, mes galime apskaičiuoti laiko uždelsimą naudodami žemiau pateiktą formulę

T = 1,1 x R x C

Norėdami nustatyti R.

R = T / (C x 1,1)

Norėdami nustatyti C.

C = T / (1,1 x R)

Pavyzdys:

R = 100k, C = 10uF

T = 1,1 x R x C.

= 1,1 x 100 000 x 10 uF

= 0,11 sek

Čia yra internetinis „Astable“multivibratoriaus ir „Monostable“multivibratoriaus skaičiuotuvas

7 žingsnis: pasipriešinimas, įtampa, srovė ir galia (RVCP)

Pradėsime nuo pagrindų. Jei esate susipažinę su elektronika, galbūt žinojote, kad visa pasipriešinimas, įtampa, srovė ir galia yra tarpusavyje susiję. Pakeitus vieną iš aukščiau paminėtų, bus pakeistos kitos vertės. Šio skaičiavimo formulė yra

Norint nustatyti įtampą V = IR

Norėdami nustatyti srovę I = V / R

Atsparumui nustatyti R = V / I

Norėdami apskaičiuoti galią P = VI

Pavyzdys:

Apsvarstykime žemiau pateiktas vertes

R = 50 V, I = 32 mA

V = I x R

= 50 x 32 x 10^-3

= 1.6V

Tada jėga bus

P = V x I

= 1,6 x 32 x10^-3

= 0,0512 vatai

Čia yra internetinė omų įstatymo skaičiuoklė, skirta apskaičiuoti varžą, įtampą, srovę ir galią.

Aš atnaujinsiu šį „Instructable“su daugiau formulių.

Palikite savo komentarus ir pasiūlymus žemiau ir padėkite man pridėti daugiau formulių prie šios instrukcijos.