Покрокова процедура побудови електронних схем Проектування ланцюгів
Що таке схема і для чого нам потрібно будувати схему?
Перш ніж я вдаватимусь до деталей про те, як спроектована схема, давайте спочатку знаємо, що таке схема і чому нам потрібно будувати схему.
Схема - це будь-яка петля, через яку проходить матерія. Для електронного кола речовина, що несеться, є зарядом електроніки, а джерелом цих електронів є позитивний висновок джерела напруги. Коли цей заряд витікає з позитивної клеми, через петлю, і досягає мінусової клеми, схема, як кажуть, завершена. Однак ця схема складається з декількох компонентів, які багато в чому впливають на потік заряду. Хтось може перешкоджати потоку заряду, хтось просто зберігає або розсіює заряд. Деякі потребують зовнішнього джерела енергії, інші - енергії.
Причин, за якими нам потрібно будувати схему, може бути багато. Іноді нам може знадобитися запалити лампу, запустити двигун тощо. Всі ці пристрої - лампи, двигун, світлодіод - це те, що ми називаємо навантаженнями. Кожне навантаження вимагає певного струму або напруги, щоб розпочати свою роботу. Ця напруга може бути постійною постійною або змінною напругою. Однак побудувати схему лише з джерелом та навантаженням неможливо. Нам потрібні ще кілька компонентів, які допомагають у правильному потоці заряду та обробляють заряд, що подається джерелом, таким чином, щоб відповідна кількість заряду надходила до навантаження.
Основний приклад - регульоване джерело живлення постійного струму для роботи світлодіода
Давайте наведемо основний приклад і покрокові правила побудови схеми.
Постановка проблеми: Сконструюйте регульоване джерело живлення постійного струму 5 В, яке можна використовувати для роботи світлодіода, використовуючи напругу змінного струму як вхід.
Рішення: Ви всі повинні знати про регульоване джерело живлення постійного струму. Якщо ні, дозвольте коротко уявити. Для роботи більшості схем або електронних пристроїв потрібна напруга постійного струму. Ми можемо використовувати прості акумулятори для забезпечення напруги, але основною проблемою батарей є обмежений термін їх служби. З цієї причини єдиний спосіб, який ми маємо - це перетворити джерело змінного струму в наших будинках на необхідну постійну напругу.
Все, що нам потрібно, це перетворити цю змінну напругу в постійну. Але це не так просто, як здається. Тож давайте коротко теоретично уявимо про те, як змінна напруга перетворюється в регульовану постійну напругу.
Блок-схема від ElProCus
Теорія ланцюга
- Напруга змінного струму від мережі живлення 230 В спочатку знижується до низької напруги змінного струму за допомогою понижуючого трансформатора. Трансформатор - це пристрій з двома обмотками - основною та вторинною, в яких напруга, подана на первинній обмотці, з'являється на вторинній обмотці завдяки індуктивній зв'язку. Оскільки вторинна котушка має меншу кількість витків, напруга на вторинній є меншою, ніж напруга на первинній для понижуючого трансформатора.
- Ця низька змінна напруга перетворюється на пульсуючу постійну напругу за допомогою мостового випрямляча. Мостовий випрямляч - це розташування з 4 діодів, розміщених в мостовій формі, таким чином, що анод одного діода і катод іншого діода з'єднані з позитивною клемою джерела напруги, і таким же чином анод і катод інших двох діодів підключений до мінусової клеми джерела напруги. Також катоди двох діодів підключені до позитивної полярності напруги, а анод двох діодів - до негативної полярності вихідної напруги. Для кожного напівпериоду протилежна пара діодів проводить і пульсуюча напруга постійного струму отримується на мостових випрямлячах.
- Отримана таким чином пульсуюча напруга постійного струму містить пульсації у вигляді змінної напруги. Для видалення цих пульсацій необхідний фільтр, який відфільтровує пульсації від постійної напруги. Конденсатор розміщений паралельно виходу таким чином, що конденсатор (через його імпеданс) дозволяє високочастотним сигналам змінного струму проходити через перехід на землю, а низькочастотний або постійний сигнал блокується. Таким чином конденсатор діє як фільтр низьких частот.
- На виході з конденсаторного фільтра виходить нерегульована напруга постійного струму. Для виробництва регульованої постійної напруги використовується регулятор, який розвиває постійну постійну напругу.