H-brug op bipolaire transistors. H-brug en bedieningscircuit voor het aansturen van motoren. Schakeling van een eenvoudige H-brug met behulp van siliciumtransistors

In het artikel leert u welke radiocomponenten er zijn. De aanduidingen op het diagram volgens GOST zullen worden beoordeeld. Je moet beginnen met de meest voorkomende: weerstanden en condensatoren.

Om een ​​structuur samen te stellen, moet u weten hoe radiocomponenten er in werkelijkheid uitzien, en hoe ze op de verpakking worden aangegeven elektrische schema's. Er zijn veel radiocomponenten - transistors, condensatoren, weerstanden, diodes, enz.

Condensatoren

Condensatoren zijn onderdelen die zonder uitzondering in elk ontwerp voorkomen. Meestal zijn de eenvoudigste condensatoren twee metalen platen. En lucht fungeert als een diëlektrische component. Ik herinner me meteen mijn natuurkundelessen op school, toen we het onderwerp condensatoren behandelden. Het model bestond uit twee enorme platte ronde stukken ijzer. Ze werden dichter bij elkaar gebracht en vervolgens verder weg. En er werden in elke positie metingen verricht. Het is vermeldenswaard dat mica kan worden gebruikt in plaats van lucht, evenals elk materiaal dat geen elektrische stroom geleidt. De aanduidingen van radiocomponenten op geïmporteerde schakelschema's verschillen van de GOST-normen die in ons land zijn aangenomen.

Houd er rekening mee dat gewone condensatoren geen gelijkstroom geleiden. Aan de andere kant passeert het er zonder bijzondere moeilijkheden doorheen. Gezien deze eigenschap wordt een condensator alleen geïnstalleerd als het nodig is om de wisselcomponent in gelijkstroom te scheiden. Daarom kunnen we een equivalent circuit maken (met behulp van de stelling van Kirchhoff):

1. Bij werking op wisselstroom wordt de condensator vervangen door een stuk geleider zonder weerstand.
2. Bij het werken in een circuit Gelijkstroom de condensator wordt vervangen (nee, niet door capaciteit!) door weerstand.

Het belangrijkste kenmerk van een condensator is de elektrische capaciteit. De eenheid van capaciteit is Farad. Het is erg groot. In de praktijk worden ze in de regel gebruikt die worden gemeten in microfarads, nanofarads, microfarads. In de diagrammen wordt de condensator aangegeven in de vorm van twee parallelle lijnen, waarvan er aftakkingen zijn.

Variabele condensatoren

Er is ook een type apparaat waarbij de capaciteit varieert (in in dit geval vanwege het feit dat er beweegbare platen zijn). De capaciteit hangt af van de grootte van de plaat (in de formule is S het oppervlak), evenals van de afstand tussen de elektroden. In een variabele condensator met een luchtdiëlektricum is het bijvoorbeeld door de aanwezigheid van een bewegend deel mogelijk om het gebied snel te veranderen. Hierdoor zal ook de capaciteit veranderen. Maar de aanduiding van radiocomponenten op buitenlandse diagrammen is enigszins anders. Een weerstand wordt er bijvoorbeeld op weergegeven als een onderbroken curve.

Permanente condensatoren

Deze elementen hebben verschillen in ontwerp, maar ook in de materialen waaruit ze zijn gemaakt. De meest populaire soorten diëlektrica kunnen worden onderscheiden:

1. Lucht.
2. Mica.
3. Keramiek.

Maar dit geldt uitsluitend voor niet-polaire elementen. Er zijn ook elektrolytische condensatoren (polair). Het zijn deze elementen die zeer grote capaciteiten hebben - variërend van tienden van microfarads tot enkele duizenden. Naast capaciteit hebben dergelijke elementen nog een parameter: maximale waarde spanning waarbij het mag worden gebruikt. Deze parameters staan ​​op de diagrammen en op de condensatorbehuizingen.

op de diagrammen

Het is vermeldenswaard dat bij gebruik van trimmer- of variabele condensatoren twee waarden worden aangegeven: de minimale en maximale capaciteit. In feite kun je in dit geval altijd een bepaald bereik vinden waarin de capaciteit zal veranderen als je de as van het apparaat van de ene uiterste positie naar de andere draait.

Laten we zeggen dat we een variabele condensator hebben met een capaciteit van 9-240 (standaardmeting in picofarads). Dit betekent dat bij minimale plaatoverlap de capaciteit 9 pF zal zijn. En maximaal - 240 pF. Het is de moeite waard om de aanduiding van radiocomponenten op het diagram en hun naam nader te bekijken om de technische documentatie correct te kunnen lezen.

Aansluiting van condensatoren

We kunnen onmiddellijk drie soorten (er zijn er zoveel) combinaties van elementen onderscheiden:

1. Sequentieel- de totale capaciteit van de gehele keten is vrij eenvoudig te berekenen. In dit geval is het gelijk aan het product van alle capaciteiten van de elementen gedeeld door hun som.
2. Parallel- in dit geval is het berekenen van de totale capaciteit nog eenvoudiger. Het is noodzakelijk om de capaciteiten van alle condensatoren in de keten bij elkaar op te tellen.
3. Gemengd- in dit geval is het diagram in verschillende delen verdeeld. We kunnen zeggen dat het vereenvoudigd is: het ene deel bevat alleen elementen die parallel zijn verbonden, het tweede deel alleen in serie.

En dat is gewoon algemene informatie over condensatoren, je kunt er zelfs veel over praten, waarbij je interessante experimenten als voorbeelden noemt.

Weerstanden: algemene informatie

Deze elementen zijn ook in elk ontwerp terug te vinden - of het nu in een radio-ontvanger is of in een besturingscircuit op een microcontroller. Dit is een porseleinen buisje met buiten er werd een dunne film metaal (koolstof - in het bijzonder roet) gespoten. Je kunt echter zelfs grafiet aanbrengen - het effect zal vergelijkbaar zijn. Als weerstanden een zeer lage weerstand en een hoog vermogen hebben, wordt deze gebruikt als een geleidende laag

Het belangrijkste kenmerk van een weerstand is weerstand. Wordt gebruikt in elektrische circuits om de vereiste stroomwaarde in bepaalde circuits in te stellen. In de natuurkundelessen werd een vergelijking gemaakt met een ton gevuld met water: als je de diameter van de buis verandert, kun je de snelheid van de stroom aanpassen. Het is vermeldenswaard dat de weerstand afhangt van de dikte van de geleidende laag. Hoe dunner deze laag, hoe hoger de weerstand. Waarin symbolen radiocomponenten in de diagrammen zijn niet afhankelijk van de grootte van het element.

Vaste weerstanden

Wat dergelijke elementen betreft, kunnen de meest voorkomende typen worden onderscheiden:

1. Gemetalliseerd gelakt hittebestendig - afgekort als MLT.
2. Vochtbestendige weerstand - VS.
3. Carbon gelakt klein formaat - ULM.

Weerstanden hebben twee hoofdparameters: kracht en weerstand. De laatste parameter wordt gemeten in Ohm. Maar deze meeteenheid is extreem klein, waardoor je in de praktijk vaker elementen tegenkomt waarvan de weerstand wordt gemeten in megaohm en kiloohm. Het vermogen wordt uitsluitend in Watt gemeten. Bovendien zijn de afmetingen van het element afhankelijk van het vermogen. Hoe groter het is, hoe groter het element. En nu over welke aanduiding er bestaat voor radiocomponenten. Op diagrammen van geïmporteerde en huishoudelijke apparaten kunnen alle elementen anders worden aangeduid.

Op huishoudelijke circuits is een weerstand een kleine rechthoek met een beeldverhouding van 1:3; de parameters worden aan de zijkant geschreven (als het element verticaal is geplaatst) of aan de bovenkant (in het geval van een horizontale opstelling). Eerst aangegeven Latijnse brief R, dan - het serienummer van de weerstand in het circuit.

Variabele weerstand (potentiometer)

Constante weerstanden hebben slechts twee aansluitingen. Maar er zijn drie variabelen. Op de elektrische schema's en op het elementlichaam wordt de weerstand tussen de twee uiterste contacten aangegeven. Maar tussen het midden en een van de extremen zal de weerstand veranderen afhankelijk van de positie van de weerstandsas. Als u bovendien twee ohmmeters aansluit, kunt u zien hoe de waarde van de ene naar beneden zal veranderen, en de tweede naar boven. U moet begrijpen hoe u elektronische schakelschema's moet lezen. Het zal ook nuttig zijn om de aanduidingen van radiocomponenten te kennen.

De totale weerstand (tussen de uiterste aansluitingen) blijft ongewijzigd. Variabele weerstanden worden gebruikt om de versterking te regelen (je gebruikt ze om het volume op radio's en televisies te wijzigen). Bovendien worden variabele weerstanden actief gebruikt in auto's. Dit zijn brandstofniveausensoren, snelheidsregelaars voor elektrische motoren en regelaars voor de helderheid van de verlichting.

Aansluiting van weerstanden

In dit geval is het beeld volledig tegengesteld aan dat van condensatoren:

1. Seriële verbinding- de weerstand van alle elementen in het circuit telt op.
2. Parallelle verbinding- het product van weerstanden wordt gedeeld door de som.
3. Gemengd- het hele circuit wordt opgedeeld in kleinere ketens en stap voor stap berekend.

Hiermee kunt u de bespreking van weerstanden afsluiten en beginnen met het beschrijven van de meest interessante elementen: halfgeleiderelementen (de aanduidingen van radiocomponenten in de diagrammen, GOST voor UGO, worden hieronder besproken).

Halfgeleiders

Dit is het meeste de meeste alle radio-elementen, aangezien halfgeleiders niet alleen zenerdiodes, transistors, diodes omvatten, maar ook varicaps, variconds, thyristors, triacs, microschakelingen, enz. Ja, microschakelingen zijn één kristal waarop een grote verscheidenheid aan radio-elementen kan worden geplaatst - en condensatoren, en weerstanden en pn-overgangen.

Zoals u weet, zijn er geleiders (bijvoorbeeld metalen), diëlektrica (hout, plastic, stoffen). De aanduidingen van radiocomponenten in het diagram kunnen verschillen (een driehoek is hoogstwaarschijnlijk een diode of een zenerdiode). Maar het is de moeite waard om op te merken dat een driehoek zonder extra elementen een logische basis in de microprocessortechnologie aangeeft.

Deze materialen geleiden stroom of geleiden niet, ongeacht welke staat van aggregatie zij zijn. Maar er zijn ook halfgeleiders waarvan de eigenschappen veranderen afhankelijk van specifieke omstandigheden. Dit zijn materialen zoals silicium en germanium. Glas kan overigens ook deels als halfgeleider worden geclassificeerd in goede staat het geleidt geen stroom, maar bij verhitting is het beeld volledig tegenovergesteld.

Diodes en zenerdiodes

Een halfgeleiderdiode heeft slechts twee elektroden: een kathode (negatief) en een anode (positief). Maar wat zijn de kenmerken van dit radiocomponent? U kunt de aanduidingen op het bovenstaande diagram zien. U sluit de voeding dus positief aan op de anode en negatief op de kathode. In dit geval zal er elektrische stroom van de ene elektrode naar de andere vloeien. Het is vermeldenswaard dat het element in dit geval een extreem lage weerstand heeft. Nu kun je een experiment uitvoeren en de batterij omgekeerd aansluiten, waarna de weerstand tegen de stroom verschillende keren toeneemt en deze stopt met stromen. En als je wisselstroom door de diode stuurt, zal de output constant zijn (zij het met kleine rimpelingen). Bij gebruik van een brugschakelcircuit worden twee halve golven (positief) verkregen.

Zenerdiodes hebben, net als diodes, twee elektroden: een kathode en een anode. Bij directe aansluiting werkt dit element op precies dezelfde manier als de hierboven besproken diode. Maar als je er stroom in stopt tegengestelde richting, je ziet een heel interessante foto. Aanvankelijk laat de zenerdiode geen stroom door zichzelf gaan. Maar wanneer de spanning een bepaalde waarde bereikt, treedt er een storing op en geleidt het element stroom. Dit is de stabilisatiespanning. Erg goede eigendom, waardoor het mogelijk is om een ​​stabiele spanning in de circuits te bereiken en fluctuaties, zelfs de kleinste, volledig weg te werken. De aanduiding van radiocomponenten in de diagrammen heeft de vorm van een driehoek en aan de top bevindt zich een lijn loodrecht op de hoogte.

Transistoren

Als diodes en zenerdiodes soms niet eens in ontwerpen te vinden zijn, dan zul je in elk ontwerp transistors vinden (behalve dat transistors drie elektroden hebben:

1. Basis (afgekort als "B").
2. Verzamelaar (K).
3. Zender (E).

Transistoren kunnen in verschillende modi werken, maar worden meestal gebruikt in versterkings- en schakelmodi (zoals een schakelaar). Je kunt een vergelijking maken met een megafoon: ze schreeuwden de basis in en een versterkte stem vloog uit de verzamelaar. En houd de zender met je hand vast - dit is het lichaam. Het belangrijkste kenmerk van transistors is de versterking (verhouding van collector- en basisstroom). Het is deze parameter, samen met vele andere, die essentieel is voor deze radiocomponent. De symbolen in het diagram voor een transistor zijn een verticale lijn en twee lijnen die deze onder een hoek naderen. Er zijn verschillende meest voorkomende typen transistors:

1. Polair.
2. Bipolair.
3. Veld.

Er zijn ook transistorsamenstellen die uit verschillende versterkingselementen bestaan. Dit zijn de meest voorkomende radiocomponenten die er bestaan. De aanduidingen op het diagram zijn in het artikel besproken.

Inhoud:

Beginnende radioamateurs worden vaak geconfronteerd met het probleem van het identificeren van radiocomponenten op diagrammen en het correct lezen van hun markeringen. De grootste moeilijkheid is grote hoeveelheden namen van elementen, die worden weergegeven door transistors, weerstanden, condensatoren, diodes en andere onderdelen. De praktische implementatie ervan en normale operatie afgewerkt product.

Weerstanden

Weerstanden omvatten radiocomponenten die een strikt gedefinieerde weerstand hebben tegen de elektrische stroom die erdoorheen vloeit. Deze functie is ontworpen om de stroom in het circuit te verminderen. Om een ​​lamp bijvoorbeeld minder helder te laten schijnen, wordt er stroom aan toegevoerd via een weerstand. Hoe hoger de weerstand van de weerstand, hoe minder de lamp zal gloeien. Voor vaste weerstanden blijft de weerstand ongewijzigd, terwijl variabele weerstanden hun weerstand kunnen veranderen van nul naar de maximaal mogelijke waarde.

Elke constante weerstand heeft twee hoofdparameters: vermogen en weerstand. De vermogenswaarde wordt in het diagram niet aangegeven met alfabetische of numerieke symbolen, maar met behulp van speciale lijnen. Het vermogen zelf wordt bepaald door de formule: P = U x I, dat wil zeggen gelijk aan het product van spanning en stroom. Deze parameter heeft belangrijk, aangezien een bepaalde weerstand slechts een bepaalde hoeveelheid stroom kan weerstaan. Als deze waarde wordt overschreden, zal het element eenvoudigweg doorbranden, omdat er warmte vrijkomt tijdens het passeren van stroom door de weerstand. Daarom komt in de figuur elke lijn gemarkeerd op de weerstand overeen met een bepaald vermogen.

Er zijn andere manieren om weerstanden in diagrammen aan te duiden:

1. Op de schakelschema's wordt het serienummer aangegeven in overeenstemming met de locatie (R1) en de weerstandswaarde is gelijk aan 12K. De letter “K” is een meervoudig voorvoegsel en betekent 1000. Dat wil zeggen dat 12K overeenkomt met 12.000 ohm of 12 kilo-ohm. Als de letter “M” in de markering aanwezig is, geeft dit 12.000.000 ohm of 12 megaohm aan.
2. Bij het markeren met letters en cijfers komen de lettersymbolen E, K en M overeen met bepaalde meervoudige voorvoegsels. Dus de letter E = 1, K = 1000, M = 1000000. Het decoderen van de notatie ziet er als volgt uit: op de volgende manier: 15E - 15 Ohm; K15 - 0,15 Ohm - 150 Ohm; 1K5 - 1,5 kOhm; 15K - 15 kOhm; M15 - 0,15 M - 150 kOhm; 1M2 - 1,5 mOhm; 15M - 15mOhm.
3. In dit geval worden alleen digitale aanduidingen gebruikt. Elk bevat drie cijfers. De eerste twee komen overeen met de waarde en de derde met de vermenigvuldiger. De factoren zijn dus: 0, 1, 2, 3 en 4. Ze geven het aantal nullen aan dat aan de basiswaarde wordt toegevoegd. Bijvoorbeeld 150 - 15 Ohm; 151 - 150 Ohm; 152 - 1500 Ohm; 153 - 15.000 Ohm; 154 - 120.000 Ohm.

Vaste weerstanden

De naam van constante weerstanden wordt geassocieerd met hun nominale weerstand, die gedurende de gehele werkingsperiode onveranderd blijft. Ze verschillen afhankelijk van het ontwerp en de materialen.

Draadelementen bestaan ​​uit metaaldraden. In sommige gevallen zijn legeringen met een hoge weerstand. De basis voor het opwikkelen van de draad is een keramisch frame. Deze weerstanden hebben hoge nauwkeurigheid nominale waarde, en de aanwezigheid van een grote zelfinductie wordt als een ernstig nadeel beschouwd. Bij de vervaardiging van filmmetaalweerstanden wordt een metaal met een hoge soortelijke weerstand op een keramische basis gespoten. Vanwege hun kwaliteiten worden dergelijke elementen het meest gebruikt.

Het ontwerp van vaste koolstofweerstanden kan film- of volumetrisch zijn. In dit geval worden de eigenschappen van grafiet als materiaal met hoge soortelijke weerstand gebruikt. Er zijn andere weerstanden, bijvoorbeeld integrale weerstanden. Ze worden gebruikt in specifieke geïntegreerde schakelingen waar het gebruik van andere elementen niet mogelijk is.

Variabele weerstanden

Beginnende radioamateurs verwarren een variabele weerstand vaak met een variabele condensator, omdat ze qua uiterlijk erg op elkaar lijken. Ze hebben echter absoluut verschillende functies, en er zijn ook aanzienlijke verschillen in de weergave op schakelschema's.

Het ontwerp van een variabele weerstand omvat een schuifregelaar die langs het weerstandsoppervlak roteert. De belangrijkste functie is het aanpassen van de parameters, die bestaat uit het veranderen van de interne weerstand Gewenste waarde. De werking van de volumeregeling in audioapparatuur en andere soortgelijke apparaten is op dit principe gebaseerd. Alle aanpassingen worden via gedaan soepele verandering spanning en stroom in elektronische apparaten.

De belangrijkste parameter van een variabele weerstand is de weerstand, die binnen bepaalde grenzen kan variëren. Bovendien heeft hij een geïnstalleerd vermogen waar hij tegen moet kunnen. Alle soorten weerstanden hebben deze eigenschappen.

Op huishoudelijke schakelschema's de elementen variabel type worden aangegeven in de vorm van een rechthoek waarop twee hoofd- en één extra pinnen zijn gemarkeerd, verticaal geplaatst of diagonaal door het pictogram gaan.

In buitenlandse diagrammen wordt de rechthoek vervangen door een gebogen lijn die een extra uitvoer aangeeft. Naast de aanduiding wordt geplaatst Engelse brief R met het serienummer van een of ander element. De waarde van de nominale weerstand staat ernaast aangegeven.

Aansluiting van weerstanden

In de elektronica en elektrotechniek worden weerstandsaansluitingen vaak in verschillende combinaties en configuraties gebruikt. Voor meer duidelijkheid zou u een apart gedeelte van het circuit moeten overwegen met serieel, parallel en.

Bij een serieschakeling is het uiteinde van de ene weerstand verbonden met het begin van het volgende element. Alle weerstanden zijn dus achter elkaar verbonden en er stroomt een totale stroom doorheen dezelfde waarde. Tussen initiële en eindpunt er is maar één pad waarlangs de stroom kan stromen. Naarmate het aantal weerstanden dat in een gemeenschappelijk circuit is aangesloten toeneemt, is er een overeenkomstige toename van de totale weerstand.

Een verbinding wordt als parallel beschouwd wanneer de beginuiteinden van alle weerstanden op één punt worden gecombineerd en de uiteindelijke uitgangen op een ander punt. De stroom vloeit door elke individuele weerstand. Als gevolg van een parallelle verbinding neemt naarmate het aantal aangesloten weerstanden toeneemt, ook het aantal paden voor de stroom toe. De totale weerstand in zo'n sectie neemt af naarmate het aantal aangesloten weerstanden toeneemt. Deze zal altijd kleiner zijn dan de weerstand van een parallel geschakelde weerstand.

Meestal wordt in radio-elektronica een gemengde verbinding gebruikt, een combinatie van parallelle en seriële opties.

In het weergegeven diagram zijn de weerstanden R2 en R3 parallel geschakeld. De serieschakeling omvat weerstand R1, een combinatie van R2 en R3, en weerstand R4. Om de weerstand van een dergelijke verbinding te berekenen, is het hele circuit verdeeld in verschillende eenvoudige secties. Hierna worden de weerstandswaarden opgeteld en wordt het totaalresultaat verkregen.

Halfgeleiders

Een standaard halfgeleiderdiode bestaat uit twee aansluitingen en één gelijkrichtende elektrische verbinding. Alle elementen van het systeem zijn gecombineerd in een gemeenschappelijke behuizing van keramiek, glas, metaal of kunststof. Eén deel van het kristal wordt de emitter genoemd vanwege de hoge concentratie onzuiverheden, en het andere deel, met een lage concentratie, wordt de basis genoemd. De markeringen van halfgeleiders op de diagrammen weerspiegelen deze ontwerpkenmerken en technische specificaties.

Germanium of silicium wordt gebruikt om halfgeleiders te maken. In het eerste geval is het mogelijk een hogere transmissiecoëfficiënt te bereiken. Elementen gemaakt van germanium worden gekenmerkt door een verhoogde geleidbaarheid, waarvoor zelfs een lage spanning voldoende is.

Afhankelijk van het ontwerp kunnen halfgeleiders puntig of vlak zijn, en afhankelijk van de technologische kenmerken kunnen ze gelijkrichter, puls of universeel zijn.

Condensatoren

Een condensator is een systeem dat twee of meer elektroden bevat, gemaakt in de vorm van platen - platen. Ze worden gescheiden door een diëlektricum, dat veel dunner is dan de condensatorplaten. Het hele apparaat heeft een onderlinge capaciteit en heeft de mogelijkheid om op te slaan elektrische lading. Op het eenvoudigste schema De condensator wordt gepresenteerd in de vorm van twee parallelle metalen platen, gescheiden door een diëlektrisch materiaal.

Op het schakelschema wordt naast de afbeelding van de condensator de nominale capaciteit aangegeven in microfarads (μF) of picofarads (pF). Bij het aanwijzen van elektrolytische en hoogspanningscondensatoren wordt na de nominale capaciteit de waarde van de maximale bedrijfsspanning aangegeven, gemeten in volt (V) of kilovolt (kV).

Variabele condensatoren

Om condensatoren met variabele capaciteit aan te duiden, worden twee parallelle segmenten gebruikt, die worden gekruist door een hellende pijl. Beweegbare platen die op een bepaald punt in het circuit zijn aangesloten, worden weergegeven als een korte boog. Ernaast staat een aanduiding voor de minimale en maximale capaciteit. Een blok condensatoren, bestaande uit verschillende secties, wordt gecombineerd met behulp van een stippellijn die de aanpassingstekens (pijlen) snijdt.

De aanduiding van de trimmercondensator omvat een schuine lijn met een streepje aan het uiteinde in plaats van een pijl. De rotor ziet eruit als een korte boog. Andere elementen - thermische condensatoren - worden aangeduid met de letters SK. In de grafische weergave is een temperatuursymbool naast het niet-lineaire regelteken geplaatst.

Permanente condensatoren

Grafische symbolen voor condensatoren met constante capaciteit worden veel gebruikt. Ze worden weergegeven als twee parallelle segmenten en conclusies vanuit het midden van elk ervan. Naast het pictogram wordt de letter C geplaatst, daarna het serienummer van het element en, met een klein interval, een numerieke aanduiding van de nominale capaciteit.

Wanneer u een condensator in een circuit gebruikt, wordt er een asterisk geplaatst in plaats van het serienummer. Betekenis nominale spanning alleen aangegeven voor hoogspanningscircuits. Dit geldt voor alle condensatoren behalve elektrolytische. Het digitale spanningssymbool wordt na de capaciteitsaanduiding geplaatst.

Verbinding van velen elektrolytische condensatoren Vereist polariteit. In de diagrammen wordt een “+” teken of een smalle rechthoek gebruikt om een ​​positieve dekking aan te geven. Bij afwezigheid van polariteit markeren smalle rechthoeken beide platen.

Diodes en zenerdiodes

Diodes zijn de eenvoudigste halfgeleiderapparaten die werken op basis van een elektron-gat-overgang die bekend staat als een pn-overgang. De eigenschap van eenrichtingsgeleiding wordt duidelijk weergegeven in grafische symbolen. Een standaarddiode wordt weergegeven als een driehoek, die de anode symboliseert. De top van de driehoek geeft de geleidingsrichting aan en ligt tegen de dwarslijn die de kathode aangeeft. Het hele beeld wordt in het midden doorsneden door een elektrische circuitlijn.

Voor gebruikt letteraanduiding V.D. Het toont niet alleen individuele elementen, maar ook hele groepen, bijvoorbeeld . Het type van een bepaalde diode wordt naast de positieaanduiding aangegeven.

Het basissymbool wordt ook gebruikt om zenerdiodes aan te duiden, dit zijn halfgeleiderdiodes met speciale eigenschappen. De kathode heeft een korte slag gericht naar de driehoek, wat de anode symboliseert. Deze slag blijft ongewijzigd gepositioneerd, ongeacht de positie van het zenerdiodepictogram op het schakelschema.

Transistoren

De meeste elektronische componenten hebben slechts twee aansluitingen. Elementen zoals transistors zijn echter uitgerust met drie aansluitingen. Hun ontwerpen zijn er in verschillende soorten, vormen en maten. Hun algemene werkingsprincipes zijn hetzelfde, maar er zijn kleine verschillen technische eigenschappen specifiek onderdeel.

Transistors worden voornamelijk gebruikt als elektronische schakelaars om verschillende apparaten aan en uit te zetten. Het belangrijkste gemak van dergelijke apparaten is de mogelijkheid om hoge spanningen te schakelen met behulp van een laagspanningsbron.

In de kern is elke transistor een halfgeleiderapparaat met behulp waarvan elektrische oscillaties worden gegenereerd, versterkt en omgezet. Meest wijdverspreid ontvangen bipolaire transistors met dezelfde elektrische geleidbaarheid van de emitter en collector.

In de diagrammen worden ze aangeduid met de lettercode VT. De grafische afbeelding is een kort streepje met een lijn die zich vanuit het midden ervan uitstrekt. Dit symbool geeft de basis aan. Er zijn twee schuine lijnen naar de randen getrokken onder een hoek van 60°, die de emitter en de collector weergeven.

De elektrische geleidbaarheid van de basis hangt af van de richting van de emitterpijl. Als het naar de basis is gericht, is de elektrische geleidbaarheid van de emitter p, en die van de basis n. Wanneer de pijl in de tegenovergestelde richting wordt gericht, veranderen de emitter en de basis hun elektrische geleidbaarheid naar de tegenovergestelde waarde. Kennis van elektrische geleidbaarheid is nodig om de transistor correct op de stroombron aan te sluiten.

Om de aanduiding op de diagrammen van radiocomponenten van de transistor duidelijker te maken, wordt deze in een cirkel geplaatst die de behuizing aangeeft. In sommige gevallen is een metalen behuizing verbonden met een van de aansluitingen van het element. Een dergelijke plaats op het diagram wordt weergegeven als een punt op de plaats waar de pin het behuizingssymbool kruist. Als er een aparte terminal op de behuizing zit, kan de lijn die de terminal aangeeft, worden verbonden met een cirkel zonder punt. Dichtbij de positionele aanduiding van de transistor wordt het type aangegeven, wat de informatie-inhoud van het circuit aanzienlijk kan vergroten.

Letteraanduidingen op radiocomponentdiagrammen

Basisaanduiding	Itemnaam	Aanvullende aanduiding	Soort apparaat
	Apparaat		Huidige toezichthouder
			Relais blok
			Apparaat
	Converters		Spreker
			Thermische sensor
			Fotocel
			Microfoon
			Ophalen
	Condensatoren		Vermogenscondensatorbank
			Laadcondensatorblok
	Geïntegreerde schakelingen, microassemblages		IC analoog
			Digitale IC, logisch element
	Elementen zijn verschillend		Thermische elektrische verwarmer
			Verlichtingslamp
	Afleiders, zekeringen, beveiligingsinrichtingen		Discreet momentane stroombeveiligingselement
			Hetzelfde voor traagheidsstroom
			samensmelten
			Bliksemafleider
	Generatoren, voedingen		Accu
			Synchrone compensator
			Generator-opwekker
	Indicatie- en signaleringsapparatuur		Geluidsalarmapparaat
			Indicator
			Lichtsignaalapparaat
			Signaal bord
			Signaallamp met groene lens
			Signaallamp met rode lens
			Signaallamp met witte lens
			Ionische en halfgeleiderindicatoren
	Relais, schakelaars, starters		Huidig ​​relais
			Indicatorrelais
			Elektrothermisch relais
			Schakelaar, magnetische starter
			Tijdrelais
			Spanningsrelais
			Commandorelais inschakelen
			Uitschakelcommandorelais
			Tussen relais
	Inductoren, smoorspoelen		Gaspedaal fluorescerende verlichting
			Actietijdmeter, klok
			Voltmeter
			Wattmeter
	Stroomschakelaars en scheiders		Automatische schakelaar
	Weerstanden		Thermistor
			Potentiometer
			Shunt meten
			Varistor
	Schakelapparaat in besturings-, signalerings- en meetcircuits		Schakel of schakel
			Drukknopschakelaar
			Automatische schakelaar
	Autotransformatoren		Huidige transformator
			Spanningstransformatoren
	Converters		Modulator
			Demodulator
			krachtbron
			Frequentie omzetter
	Elektrovacuüm- en halfgeleiderapparaten		Diode, zenerdiode
			Elektrovacuümapparaat
			Transistor
			Thyristor
	Contactconnectoren		Huidige verzamelaar
			Hoogfrequente connector
	Mechanische apparaten met elektromagnetische aandrijving		Elektromagneet
			Elektromagnetisch slot

Videorecensie

Werkingsprincipe van de H-brug

De term "H-brug" komt van de grafische weergave van deze schakeling, die lijkt op de letter "H". De H-brug bestaat uit 4 sleutels. Afhankelijk van de huidige stand van de schakelaars is een andere stand van de motor mogelijk.

S1	S2	S3	S4	Resultaat
1	0	0	1	Motor draait naar rechts
0	1	1	0	Motor draait naar links
0	0	0	0	Vrije rotatie van de motor
0	1	0	1	Motor vertraagt
1	0	1	0	Motor vertraagt
1	1	0	0
0	0	1	1	Kortsluiting in de voeding

Aansluiten en instellen

De H-brug (Troyka-module) communiceert met de besturingselektronica via 2 signaaldraden D en E - het toerental en de draairichting van de motor.

De motor wordt aangesloten op de klemmen M+ en M-. En de stroombron voor de motor is met zijn contacten verbonden met de blokken onder de schroef P. De positieve pool van de voeding is verbonden met de P+-terminal en de negatieve pool is verbonden met de P-terminal.

Wanneer aangesloten op of is het handig in gebruik.
U kunt het doen zonder onnodige draden.

Voorbeelden van werk

Laten we beginnen met het demonstreren van de mogelijkheden. Het aansluitschema staat op de afbeelding hierboven. De besturingskaart wordt gevoed via USB of een externe voedingsconnector.

Voorbeelden voor Arduino

Draai de motor eerst drie seconden in de ene richting en vervolgens in de andere richting.

dc_motor_test.ino #define SNELHEID 11 // pinnen om de modus te verlaten // draai de motor gedurende 3 seconden in één richting digitalWrite(DIR, LAAG) ; digitalWrite(SNELHEID, HOOG) ; vertraging(3000 ); digitalWrite(SNELHEID, LAAG) ; vertraging(1000); // Draai vervolgens de motor gedurende 3 seconden in de andere richting digitalWrite(DIR, HOOG) ; digitalWrite(SNELHEID, HOOG) ; vertraging(3000 ); // stop dan de motor digitalWrite(SNELHEID, LAAG) ; vertraging(1000); )

Laten we het experiment verbeteren: laten we de motor soepel naar het maximum laten accelereren en in de ene richting stoppen, en dan in de andere.

dc_motor_test2.ino // motorsnelheidsregelpin (met PWM-ondersteuning)#define SNELHEID 11 // pin voor het selecteren van de richting van de motorbeweging#define DIR A3 ongeldige setup() ( // pinnen om de modus te verlaten pinMode(DIR, UITGANG) ; pinMode(SNELHEID, UITGANG) ; ) ongeldige lus() ( // verander richting digitalWrite(DIR, LAAG) ; voor (int ik = 0; ik<= 255 ; i++ ) { analogWrite(SPEED, i) ; delay(10 ) ; } // laat de motor langzaam stoppen for (int i = 255 ; i > 0 ; i-- ) ( analogWrite(SPEED, i) ; vertraging(10 ) ; ) // verander richting digitalWrite(DIR, HOOG) ; // laten we nu de motor langzaam naar maximaal laten accelereren voor (int ik = 0; ik<= 255 ; i++ ) { analogWrite(SPEED, i) ; delay(10 ) ; } for (int i = 255 ; i >0; i--) (analogWrite(SNELHEID, i) ; vertraging(10 ) ; ) )

Voorbeeld voor Iskra JS

dc_motor_test.js // verbind de bibliotheek var Motor = vereisen("@amperka/motor" ); // Sluit de motor aan en geef de snelheid en draairichting aan var myMotor = Motor.connect (( fasePin: A3, pwmPin: P11, freq: 100 ) ); // draai de motor terug op 75% vermogen mijnMotor.write(0,75);

Bordelementen

Motor bestuurder

De TB6612FNG-motordriver is een samenstel van twee H-halve bruggen. In onze module hebben we beide kanalen van de H-brugchip parallel gezet om de verwarming te compenseren.

De motor is met zijn contacten verbonden met de M- en M+ schroefblokken. Polariteit is in dit geval niet belangrijk, omdat deze de draairichting van de as beïnvloedt en programmatisch kan worden gewijzigd.

Laad vermogen

De voeding voor de motor (voeding) wordt met de contacten aangesloten op de klemmenstroken voor schroef P. De positieve pool van de voeding is verbonden met de P+-terminal en de negatieve pool is verbonden met de P-terminal. De voedingsspanning van de motor moet tussen 3-12 VDC liggen.

Contacten voor het aansluiten van driedraadslussen

1-groep

D - draairichtingen van de motor. Maak verbinding met de digitale pin van de microcontroller.

V - voeding naar het logische deel van de module. Sluit aan op de voeding van de microcontroller.

G - aarde. Dupliceert pin G van de tweede groep Troyka-contacten. Verbinden met aarde van de microcontroller.

2-groep

E - inschakelen en regelen van de rotatiesnelheid van de motor. Maak verbinding met de digitale pin van de microcontroller.

V2 - voeding naar de module. Lees meer over het bundelen van krachten.

G - aarde. Dupliceert pin G van de eerste groep Troyka-contacten. Verbinden met aarde van de microcontroller.

Voedingsjumper

Voeding kan ook worden aangesloten via pinnen V2 en G van de tweede groep Troyka-contacten. Stel hiervoor de voedingsjumper V2=P+ in. In dit geval is het niet langer nodig om de P+ en P- contacten van stroom te voorzien.

Aandacht! De voedingsjumper verbindt de V2-pinnen met het P+-klemmenblok externe voeding. Als u niet zeker bent van uw daden of bang bent om te veel te geven hoog voltage vanaf de H-brugterminals naar de besturingskaart, installeer deze jumper niet!

Deze jumper is handig bij het installeren van een H-brug op pinnen die V2 ondersteunen.

Als er bijvoorbeeld 12 V aan het bord wordt geleverd via de externe voedingsconnector, ontvangt u door de jumper op het Troyka Slot Shield in de V2-VIN-positie te zetten een spanning van 12 V op de V2-poot van de H-brug . Deze 12 V kan worden gestuurd om de belasting van stroom te voorzien. Installeer gewoon jumper V2=P+ op de H-brug.

Licht indicatie

Dubbele LED die de snelheid en draairichting op het bord aangeeft.

Wanneer het logicaniveau op draairichtingcontrolepin E hoog is, licht de indicator rood op. Wanneer het niveau laag is - groen.

Hoe hoger het motortoerental, hoe helderder de groene of rode LED brandt.

Harnas voor het afstemmen van spanningsniveaus

Noodzakelijk voor het koppelen van apparaten met verschillende logische niveauspanningen.

Er is een duidelijke niche zichtbaar op de markt voor elektronische componenten in de vorm van een gebrek aan geïntegreerde componenten die een belasting kunnen besturen die aanzienlijke stroom verbruikt (ongeveer 2 A) bij een lage voedingsspanning (ongeveer 3 V). Dit project zou de oplossing voor dit probleem kunnen zijn. IRF7307-transistoren vervaardigd door International Rectifier worden gebruikt als bedieningselementen in de H-brug.

Het SO-8-pakket herbergt twee MOSFET's, één met een P-kanaal en de andere met een N-kanaal. Deze transistors zijn zeer geschikt voor laagspanningstoepassingen. Bovendien zorgt de lage weerstand van het open kanaal voor een lage spanningsval: een belasting die een stroom van 1 A verbruikt, creëert een spanningsval van niet meer dan 140 mV bij een voedingsspanning van 4,5 V, dat wil zeggen slechts 3% van de totale voedingsspanning.

Bovendien bevat de IRF7307 een demperdiode, die is ontworpen om de transistor te beschermen tegen energie-emissies bij het schakelen van inductieve belastingen.

H-brug op veldeffecttransistors IRF7307

Onderstaande afbeelding laat het zien schakelschema laagspannings-H-brug met hoog vermogen. Voor de besturing worden logische elementen "AND-NOT" van de CD4093-microschakeling gebruikt, die een Schmitt-trigger in hun structuur bevatten. De maximale spanning aan de uitgangen van logische elementen is ongeveer 50 mV (volgens Texas Instrumenten). Deze waarde is voldoende om ervoor te zorgen dat de MOSFET-kanalen volledig openen of sluiten, ongeacht de ingangsstuurspanning.

Als de logische elementen geen Schmitt-trigger hebben, bestaat het risico dat de gelijktijdige toevoer van stuurspanning de transistoren van een van de circuittakken beschadigt en de stroombron beschadigt als gevolg van kortsluiting. Weerstanden R1 en R2 vormen ingangsspanning bij afwezigheid van een stuursignaal.

Na montage zijn er geen instellingen nodig; het apparaat is direct klaar voor gebruik. De voedingsspanning ligt in het bereik van 3-12 volt en wordt strikt beperkt door de maximale spanning van de MOSFET-transistoren. In de begintoestand, wanneer er geen belasting is, verbruikt het circuit een stroom van minder dan 1 mA.

De schakeltijd van logische elementen is relatief lang, dus het is wenselijk dat de schakelfrequentie van de belasting niet hoger is dan enkele honderden hertz. Bij hogere frequenties bestaat de mogelijkheid dat beide transistorkanalen open zijn, wat tot een hoog stroomverbruik zal leiden.

Bijna elk apparaat dat een robot genoemd kan worden, maakt gebruik van Verschillende types motoren en in de regel zijn de meeste gelijkstroommotoren. Een belangrijk kenmerk waarvoor DC-motoren worden gebruikt, is de mogelijkheid om in tegengestelde richtingen te draaien. Om dit te bereiken wordt gebruik gemaakt van een H-brug.

Om bij gelijkstroommotoren de draairichting te veranderen, volstaat het om de polariteit van de voeding te veranderen, dat wil zeggen, met andere woorden, de plus door de min te veranderen. Hierdoor begint de stroom in de tegenovergestelde richting te stromen, wat leidt tot een verandering in de magnetische flux in de motor, waardoor de motoras naar binnen draait. achterkant. Onderstaande animatie laat zien hoe de H-brug werkt:

H-brug motorbesturing

Het is gemakkelijk in te zien dat het veranderen van de richting van de stroom leidt tot een verandering in de draairichting van de motor. In plaats van deze schakelaars kun je een H-brug samenstellen met transistors en deze aansturen met een microcontroller.

Bij motoren met hoog vermogen wordt in de regel op de H-brug gebouwd MOSFET-transistoren. Ooit waren dergelijke H-bruggen om economische redenen erg populair, omdat transistors goedkoper zijn dan een chip. Ze zijn vaak te vinden in goedkope speelgoedauto's met afstandsbediening.

Er zijn echter al vele jaren gespecialiseerde H-brug-microschakelingen op de markt. Ze worden in de loop van de tijd goedkoper en hebben meer functies en beveiliging. Eén zo'n eenvoudige chip is de L293D.

Dit is een eenvoudige motordriver met twee H-bruggen en heeft de mogelijkheid om de motor aan te sturen via PWM.

L293D driver-pintoewijzingen:

• 1,2 EN, 3,4 EN – gebruikt om het PWM-signaal te regelen.
• 1A, 2A, 3A, 4A – ingang voor het regelen van de draairichting van de elektromotor.
• 1Y, 2Y, 3Y, 4Y – uitgangen die de motor voeden.
• Vcc1 – pin voor logische voeding controller +5V
• Vcc2 – pin voor het voeden van motoren van +4,5V tot +36V.

Hoe de L293D wordt bestuurd, wordt weergegeven in de onderstaande tabel:

Wanneer ingang A en EN aanwezig zijn hoog niveau, dan heeft de uitvoer met hetzelfde nummer ook een hoog niveau. Wanneer ingang A laag is en EN hoog is, zal de uitgang laag zijn. Een signaal geven laag niveau volgens EN zal de uitgang zich in een hoge impedantietoestand bevinden, ongeacht welk signaal zich op ingang A bevindt.

Op deze manier kunnen we de richting van de huidige beweging controleren, waardoor we de mogelijkheid hebben om de draairichting van de elektromotor te veranderen.

L293D-specificaties:

• Voedingsspanning: +5V.
• Voedingsspanning motor: van +4,5 V tot +36 V.
• Uitgangsstroom: 600mA.
• Maximale uitgangsstroom (per puls) 1,2A.
• Bedrijfstemperatuur van 0°C tot 70°C.

Een andere populaire chip is L298. Hij is aanzienlijk krachtiger dan de eerder beschreven L293D. De L298-chip bevat ook twee H-bruggen en ondersteunt ook PWM.

De pintoewijzingen van de L298 lijken sterk op die van de L293D. Er zijn ook twee stuuringangen, EN-ingangen en motoruitgangen. Vss is de voeding voor het IC en Vs is de voeding voor de motoren.

Er is ook een verschil, namelijk de CURRENT SENSING-pinnen, die worden gebruikt om het stroomverbruik van motoren te meten. Deze pinnen moeten via een kleine weerstand, ongeveer 0,5 Ohm, met de stroomaarde worden verbonden.
Hieronder vindt u het L298-aansluitschema:

In dit circuit is het de moeite waard om aandacht te besteden aan de externe diodes die op de motorklemmen zijn aangesloten. Ze dienen om inductiepieken in de motor op te heffen die optreden tijdens het remmen en het veranderen van de draairichting. Hun afwezigheid kan de microschakeling beschadigen. In de L293D-driver zijn deze diodes al in de chip zelf aanwezig.

L298-specificaties:

• Voedingsspanning: +5V.
• Voedingsspanning motor: tot +46V.
• Maximale stroom verbruikt door motoren: 4A.

De volgende H-bridge-chip is deze TB6612, een nieuwe driver met een zeer goede eigenschappen, die steeds populairder wordt.

Het zal je misschien opvallen dat al deze motordrivers dezelfde besturing hebben, maar bij de TB6612 zijn de uitgangen gekoppeld vanwege het hoge vermogen.
De maximale voedingsspanning van de TB6612 is 15V en de maximale stroom is 1,2A. Tegelijkertijd is de maximale pulsstroom 3,2A.