Fontos számítások az elektronikában: 7 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Ez az utasítás az elektronikai mérnökök/gyártók számára fontos számításokat kívánja felsorolni. Őszintén szólva rengeteg képlet illik ebbe a kategóriába. Tehát ezt az Instructable -t csak az alapvető képletekre korlátoztam.

A felsorolt képletek többségéhez linkeket is hozzáadtam az online számológépekhez, amelyek segítségével könnyedén elvégezheti ezeket a számításokat, amikor nehézkessé és időigényessé válik.

1. lépés: Az akkumulátor élettartamának számológépe

Amikor projekteket táplál akkumulátorokkal, elengedhetetlen, hogy tudjuk, hogy egy akkumulátor várhatóan mennyi ideig képes táplálni az áramkört/ eszközt. Ez fontos az akkumulátor élettartamának meghosszabbítása és a projekt váratlan meghibásodásának megelőzése érdekében. Ehhez két fontos képlet kapcsolódik.

A maximális időtartam, ameddig az akkumulátor képes terhelést biztosítani

Akkumulátor élettartama = Akkumulátor kapacitása (mAh vagy Ah) / Terhelési áram (mA vagy A)

Az a sebesség, amelynél a terhelés áramot húz az akkumulátorból

Kisülési sebesség C = terhelési áram (mA vagy A) / akkumulátor kapacitás (mAh vagy Ah)

A kisütési sebesség fontos paraméter, amely meghatározza, hogy egy áramkör mennyi áramot tud biztonságosan levenni az akkumulátorból. Ezt általában az akkumulátorban jelzik, vagy az adatlapján adják meg.

Példa:

Akkumulátor kapacitása = 2000mAh, terhelési áram = 500mA

Az akkumulátor élettartama = 2000mAh / 500mA = 4 óra

A kisülési sebesség C = 500mA/2000mAh = 0,25 C

Itt egy akkumulátor -élettartam online számológép.

2. lépés: Lineáris szabályozó teljesítményeloszlása

Lineáris szabályozókat használunk, ha rögzített feszültségre van szükségünk egy áramkör vagy eszköz áramellátásához. Néhány népszerű lineáris feszültségszabályozó a 78xx sorozat (7805, 7809, 7812 és így tovább). Ezek a lineáris szabályozók a bemeneti feszültség leesésével működnek, és állandó kimeneti feszültséget biztosítanak a kimeneten. Ezekben a lineáris szabályozókban a teljesítményveszteséget gyakran figyelmen kívül hagyják. A szétszórt teljesítmény ismerete meglehetősen fontos, így a tervezők hűtőbordákkal kompenzálhatják a nagy teljesítményelvonást. Ezt az alábbi képlet segítségével lehet kiszámítani

A teljesítményveszteséget a képlet adja meg

PD = (VIN - VOUT) x IOUT

A kimeneti áram kiszámításához

IOUT = PD / (VIN - VOUT)

Példa:

Bemeneti feszültség - 9V, Kimeneti feszültség - 5V, Áramkimenet -1A Eredmény

PD = (VIN - VOUT) x IOUT

= (9 - 5) * 1

= 4 watt

Online számológép a lineáris szabályozó teljesítményeloszlásához.

3. lépés: Feszültségosztó számológép

Feszültségosztókkal osztják be a bejövő feszültségeket a kívánt feszültségi szintekre. Ez nagyon hasznos referenciafeszültségek előállításához az áramkörökben. A feszültségosztót általában legalább két ellenállás felhasználásával építik fel. További információ a feszültségosztók működéséről. A feszültségosztókkal használt képlet az

A kimeneti feszültség meghatározásához Vout = (R2 x Vin) / (R1 + R2)

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

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

A bemeneti feszültség meghatározásához Vin = (Vout x (R1 + R2)) / R2

Példa:

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. lépés: RC időzítő kalkulátor

Az RC áramkörök sok áramkörben késleltetést generálnak. Ennek oka az ellenállás hatása, amely befolyásolja a kondenzátorba áramló töltőáramot. Minél nagyobb az ellenállás és a kapacitás, annál több időbe telik a kondenzátor feltöltése, és ez késleltetésként jelenik meg. Ezt a képlet segítségével lehet kiszámítani.

Az idő másodpercben történő meghatározásához

T = RC

R meghatározásához

R = T / C

C meghatározásához

C = T / R

Példa:

R = 100K, C = 1uF

T = 100 x 1 x 10^-6

T = 0,1 ms

Próbálja ki ezt az RC időállandó online számológépet.

5. lépés: LED ellenállás

A LED -ek meglehetősen gyakoriak az elektronikus áramkörökben. Ezenkívül a LED -eket gyakran használják az áramkorlátozó soros ellenállással, hogy megakadályozzák a túláramkárosodást. Ezt a képletet használják a LED -mel használt soros ellenállás érték kiszámításához

R = (Vs - Vf) / Ha

Példa

Ha Vf = 2,5V, If = 30mA és Vs = 5V bemeneti feszültségű LED -et használ. Akkor lesz ellenállás

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

= 2,5V / 30mA

= 83 Ohm

6. lépés: Stabil és monostabil multivibrátor az IC 555 használatával

Az 555 IC egy sokoldalú chip, amely széles körű alkalmazásokat kínál. A négyzethullámok generálásától, a modulációtól, az időkésleltetéstől és az eszközaktiválástól kezdve az 555 mindent megtehet. Az Astable és a Monostable két leggyakrabban használt mód az 555 esetében.

Astabil multivibrátor - Négyzethullámú impulzust generál kimenetként fix frekvenciával. Ezt a frekvenciát a vele használt ellenállások és kondenzátorok határozzák meg.

Adott RA, RC és C értékekkel. A gyakoriságot és az üzemi ciklust az alábbi képlet segítségével lehet kiszámítani

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

Üzemidő = (RA + RB) / (RA + 2RB)

RA, RC és F értékek használatával a kapacitást az alábbi képlet segítségével lehet kiszámítani

Kondenzátor = 1,44 / ((RA + 2RB) F)

Példa:

RA ellenállás = 10 kohm, RB ellenállás = 15 kohm, C kapacitás = 100 mikrofarad

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

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

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

= 0,36 Hz

Üzemidő = (RA+RB)/(RA+2RB)

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

= (25k)/(40k)

=62.5 %

Monostabil multivibrátor

Ebben az üzemmódban az IC 555 magas jelzést ad egy bizonyos ideig, amikor a trigger bemenet alacsony lesz. Időbeli késések generálására szolgál.

Adott R és C esetén az időkésleltetést az alábbi képlet segítségével számíthatjuk ki

T = 1,1 x R x C

R meghatározásához

R = T / (C x 1,1)

C meghatározásához

C = T / (1,1 x R)

Példa:

R = 100k, C = 10uF

T = 1,1 x R x C

= 1.1 x 100k x10uF

= 0,11 mp

Itt található az Astable multivibrátor és a monostabil multivibrátor online számológépe

7. lépés: Ellenállás, feszültség, áram és teljesítmény (RVCP)

Kezdjük az alapoktól. Ha megismerte az elektronikát, akkor tudhatta azt a tényt, hogy az ellenállás, a feszültség, az áram és a teljesítmény összefügg egymással. A fentiek egyikének megváltoztatása más értékeket is megváltoztat. Ennek a számításnak a képlete az

V = IR feszültség meghatározásához

Az I = V / R áram meghatározásához

Az ellenállás meghatározásához R = V / I

A teljesítmény kiszámításához P = VI

Példa:

Tekintsük az alábbi értékeket

R = 50 V, I = 32 mA

V = I x R

= 50 x 32 x 10^-3

= 1.6V

Akkor lesz az erő

P = V x I

= 1,6 x 32 x 10^-3

= 0,0512 Watt

Itt van egy online Ohms törvény kalkulátor az ellenállás, feszültség, áram és teljesítmény kiszámításához.

Frissítem ezt az Instructable -t több képlettel.

Hagyja alább megjegyzéseit és javaslatait, és segítsen nekem további képleteket hozzáadni ehhez az utasításhoz.