Elektroonika algõpe 1

Elektroonika algõpe

Diood

Pooljuht element mis laseb voolu läbi ainult ühes suunas. Kasutatakse voolusuuna tundlike elektroonikakomponentide (andurid, mikrokontrollerid) kaitsmiseks valesti pingestamise eest.

LED dioodid töötavad sama põhimõttel kuid eritab valgust, vajab ~2V pinget. Et kasutada suurema pinge juures LED-i tuleb panna vahele ka takisti. LED-i olulised parameetrid pinge, vool.

Kondekas

Kondensaator on kahest või enamast elektroodist ja nendevahelisest dielektrikukihist koosnev seadis

Kondensaatorite tunnussuurused

Nimimahtuvus (C) – kondensaatorile ettenähtud mahtuvuse suurus.

Mahtuvushälve ehk tolerants – lubatud kõrvalekalle nimimahtuvusest.

Nimipinge (U) – maksimaalne alalispinge, millele kondensaator kestval töötamisel vastu peab.

mahtuvuse temperatuuritegur – suurus, mis iseloomustab mahtuvuse sõltuvust temperatuurist.

Isolatsioonitakistus – kondensaatori takistus nimipingest madalamale alalispingele.

Lekkevool – kondensaatorit nimipingel läbiv vool.

Kaonurga tangens σ – suurus, mis iseloomustab kondensaatori võimsuskadusid vahelduvpinge korral.

2 kondensaatorite liiki:

1)Keraamikakondensaatorid

Kõrgsagedus-keraamikakondensaatorid

Dielektrik on väikese läbitavusega, ulatudes 3...550. Kõrgsageduskeraamikal on väga väikesed kaod kõrgete sagedusteni ja nõrk mahtuvuse temperatuurisõltuvus. Omadustelt on kõrgsageduskeraamikal baseeruvad kondensaatorid igikestvad, nad ei vanane peaaegu üldse. Mahtuvuse temperatuurisõltuvus on neil üpris lineaarne ja võib olla nii positiivne kui negatiivne.

Senjett-keraamikakondensaatorid

Dielektriline läbitavus võib ulatuda 10 000. Selline dielektriline läbitavus võimaldab luua väikeste mõõtmetega väga suure mahtuvusega kondensaatoreid. Kuid senjettkeraamikast dielektrikul on suur energiakadu ning mahtuvus sõltub tugevalt ja mittelineaarselt temperatuurist, sagedusest ja pingest. Seega on nad kasutatavad ainult madalatel sagedustel ja pingetel ning kohtades, kus väikeste mõõtmete juures on vaja suuri mahtuvusi ja mahtuvuse väärtusele on lubatud suur tolerants. Sellised kondensaatorid vananevad kiiresti.

2) Elektrolüütkondensaatorid

Alumiiniumelektroodidega elektrolüütkondensaatorid on suure mahtuvusega püsikondensaatorid. Nende ühe plaadi moodustab alumiiniumpleki riba. Teise plaadina toimib elektrolüüt mis asetseb kiudainest lindis. Elektriline ühendus elektrolüüdiga moodustatakse teise elektroodi abil, milleks on tavaliselt kondensaatori alumiiniumist korpus. Elektrolüütkondensaatori pingestamisel alalispingega katab elektrolüüsi tõttu tekkiv elektrit mittejuhtiv alumiiniumoksiid õhukese kihina positiivse elektroodi. See isoleeriv kiht toimibki elektrolüütkondensaatoris dielektrikuna. Tekkinud dielektriline oksiidikiht on alates mõne molekuli paksune, seepärast on kondensaatori plaadid teineteisele väga lähedal ja tekkiv mahtuvus suur. Paksemate oksiidikihtide korral saab kõrgemal pingel töötava elektrolüütkondensaatori.

Kondensaatori kasutus

kondensaator on justkui "ämber elektronide hoidmiseks", kondekas aitab salvestada elektrone selleks kui neid jääb väheks seega aitab vältida mikrokontrolleri reseti

kondeka abil saab vähendada ka müra, selleks tuleb kondekas ühendada mootoriga paralleelselt

kondekate võrdlus kasutuses:

1) elektrolüüt- suure mahtuvusega kondensaator, aga nad on polaarsed, st nende jaoks on tähtis kumba pidi süsteemi ühendad-paksem osa + ja õhem -

2) keraamiline- väikese mahtuvusega kondensaator, mille eeliseks on kiirus. Neid kasutatakse müra eemaldamiseks (elektrolüütkondekast läheks müra läbi seetõttu tuleb mõlemat liiki kondekaid paralleelselt ühendada et anda elektrone JA müra eemaldada)

Takisti

Element vooluringis, mis aitab tekitada soovitud takistust. Takisteid on mitut klassi ning, et takistada teatud elemendi( nagu näiteks dioodi) läbipõlemist on vaja takistit, mis tekitab soovitud takistuse vooluringis. Leidmaks õiget takistit tuleb aruvtada takistus, mida tahtakse vooluringis rakendada. Aruvtamiseks peaks teadama pinget(U), mida tahetakse takistada, ja voolutugevust(I) aintud vooluringi lõigus. Neid andmeid tuleb kasutada Oohmi seaduses(R=U/I).

Tasub meelde jätta: takistus(R)= 1Ω, võimusus(W), täpsusklass

H-Bridge

H-bridge'i näol on tegemist võimeduselemendiga mootori juhtimiseks.
Asub mikrokontrolleri ja mootori vahel.
Tal on 3 sisendit ja 2 väljundit. Sisendid A, B ja PWM ja väljundid a & b.
Juhib väikese võimsusega suurt võimsust.
Kui A ja B peal on sama pinge, siis mootor ringi ei käi.

A | B | PWM |
0 | 0 |  0  | V      V - Vabakäik
0 | 0 |  1  | P      P - Pidurdus
0 | 1 |  0  | V      <- - Mootor käib ühte pidi
0 | 1 |  1  | <-     -> - Mootor käib teist pidi
1 | 0 |  0  | V
1 | 0 |  1  | ->
1 | 1 |  0  | V
1 | 1 |  1  | P

PWM'iga mootorit kiiresti sisse-välja lülitades saavutatakse madalam kiirus täiskiirusest.