Ano ang isang circuit at bakit kailangan nating bumuo ng isang circuit?

Bago ako magpunta sa mga detalye tungkol sa kung paano dinisenyo ang isang circuit, ipaalam muna sa amin kung ano ang isang circuit at bakit kailangan naming bumuo ng isang circuit.

Ang isang circuit ay anumang loop sa pamamagitan ng kung aling bagay ang dala. Para sa isang electronic circuit, ang bagay na dala ay ang singil ng electronics at ang mapagkukunan ng mga electron na ito ay ang positibong terminal ng pinagmulan ng boltahe. Kapag ang singil na ito ay dumadaloy mula sa positibong terminal, sa pamamagitan ng loop, at naabot ang negatibong terminal, ang circuit ay sinasabing nakumpleto. Gayunpaman ang circuit na ito ay binubuo ng maraming mga bahagi na nakakaapekto sa daloy ng singil sa maraming paraan. Ang ilan ay maaaring magbigay ng sagabal sa daloy ng pagsingil, ilang simpleng tindahan, o matanggal ang singil. Ang ilan ay nangangailangan ng isang panlabas na mapagkukunan ng enerhiya, ang ilang mga supply ng enerhiya.

Mayroong maraming mga kadahilanan kung bakit kailangan nating bumuo ng isang circuit. Sa mga oras na maaaring kailanganin nating mag-ilaw ng lampara, magpatakbo ng motor, atbp. Lahat ng mga aparatong ito-isang lampara, isang motor, LED ang tinatawag nating mga karga. Ang bawat pag-load ay nangangailangan ng isang tiyak na kasalukuyang o boltahe upang masimulan ang operasyon nito. Ang boltahe na ito ay maaaring isang pare-pareho boltahe ng DC o isang boltahe ng AC. Gayunpaman, hindi posible na bumuo ng isang circuit sa pamamagitan lamang ng isang mapagkukunan at isang pagkarga. Kailangan namin ng ilang higit pang mga bahagi na makakatulong sa tamang daloy ng singil at iproseso ang singil na ibinibigay ng mapagkukunan na tulad ng isang naaangkop na halaga ng singil na dumadaloy sa pagkarga.

Isang pangunahing Halimbawa - Naayos ang DC Power Supply upang magpatakbo ng isang LED

Ipaalam sa amin ang isang pangunahing halimbawa at mga sunud-sunod na mga panuntunan sa pagbuo ng circuit.

Pahayag ng Suliranin : Magdisenyo ng isang kinokontrol na DC power supply ng 5V na maaaring magamit upang magpatakbo ng isang LED, gamit ang boltahe ng AC bilang input.

Solusyon : Lahat kayo ay dapat magkaroon ng kamalayan sa kinokontrol na DC power supply. Kung hindi, hayaan mo akong magbigay ng isang maikling ideya. Karamihan sa mga circuit o mga elektronikong aparato nangangailangan ng boltahe DC para sa kanilang operasyon. Maaari kaming gumamit ng mga simpleng baterya upang maibigay ang boltahe, ngunit ang pangunahing problema sa mga baterya ay ang kanilang limitadong buhay. Sa kadahilanang ito, ang tanging paraan lamang na mayroon kami ay upang baguhin ang supply ng boltahe ng AC sa aming mga tahanan sa kinakailangang boltahe ng DC.

Ang kailangan lang namin ay i-convert ang boltahe ng AC na ito sa DC boltahe. Ngunit hindi ito kasing simple ng tila. Kaya't magkaroon tayo ng isang maikling teoretikal na ideya tungkol sa kung paano ang boltahe ng AC ay na-convert sa kinokontrol na boltahe ng DC.

I-block ang Diagram ni ElProCus

Ang teorya sa likod ng circuit

Ang boltahe ng AC mula sa supply sa 230V ay unang na-stepped pababa sa mababang boltahe AC gamit ang isang step-down transpormer. Ang isang transpormer ay isang aparato na may dalawang paikot-ikot at pangalawang, kung saan ang boltahe na inilapat sa pangunahing paikot-ikot na, lilitaw sa kabila ng pangalawang paikot-ikot sa pamamagitan ng kabutihan ng inductive na pagkabit. Dahil ang pangalawang likaw ay may isang mas kaunting bilang ng mga liko, ang boltahe sa pangalawang ay mas mababa kaysa sa boltahe sa kabuuan ng pangunahing para sa isang step-down transpormer.
Ang mababang boltahe ng AC na ito ay nai-convert sa pulsating DC boltahe gamit ang isang tulay na tagapagtama. Ang isang tulay na tagapagpatuwid ay isang pag-aayos ng 4 diode na inilagay sa bridged form, tulad ng anode ng isang diode at cathode ng isa pang diode ay konektado sa positibong terminal ng pinagmulan ng boltahe at sa parehong paraan ang anode at cathode ng isa pang dalawang diode ay konektado sa negatibong terminal ng pinagmulan ng boltahe. Gayundin, ang mga cathode ng dalawang diode ay konektado sa positibong polarity ng boltahe at ang anode ng dalawang diode ay konektado sa negatibong polarity ng output voltage. Para sa bawat kalahating siklo, ang kabaligtaran na pares ng diode na nagsasagawa at pulsating DC boltahe ay nakuha sa buong mga tulay ng tulay.
Ang pulsating DC boltahe kaya nakuha ay naglalaman ng mga ripples sa anyo ng AC boltahe. Upang alisin ang mga ripples na ito kailangan ng isang filter na kung saan sinasala ang mga ripples mula sa boltahe ng DC. Ang isang kapasitor ay inilalagay kahanay sa output tulad ng ang kapasitor (dahil sa impedance nito) ay nagbibigay-daan sa mga AC signal na may dalas na dalas na dumaan sa lupa at ang mababang dalas o signal ng DC ay na-block. Sa gayon ang capacitor ay kumikilos bilang isang mababang pass filter.
Ang output na ginawa mula sa isang filter ng capacitor ay ang hindi naayos na boltahe ng DC. Upang makagawa ng isang kinokontrol DC boltahe isang regulator ay ginagamit na bubuo ng isang pare-pareho boltahe DC.

Kaya't sa ngayon tayo ay magdesenyo ng isang simpleng AC-DC na kinokontrol na circuit ng suplay ng kuryente upang magmaneho ng isang LED.

Mga hakbang sa pagbuo ng circuit

Hakbang 1: Pagdidisenyo ng Circuit

Upang mag-disenyo ng isang circuit, kailangan naming magkaroon ng isang ideya tungkol sa mga halaga ng bawat bahagi na kinakailangan sa circuit. Tingnan natin ngayon kung paano tayo nagdidisenyo ng isang kinokontrol na DC power supply circuit.

“kalahating alon na tagatuwid kumpara sa buong alon ”

1. Pagpasya ang regulator na gagamitin at ang input boltahe nito.

Narito kailangan naming magkaroon ng isang pare-pareho na boltahe ng 5V sa 20mA na may positibong polarity ng output boltahe. Para sa kadahilanang ito, kailangan namin ng isang regulator na magbibigay ng isang 5V output. Ang isang perpekto at mahusay na pagpipilian ay ang magiging regulator IC LM7805. Ang aming susunod na kinakailangan ay upang makalkula ang iniaatas na kinakailangan ng boltahe para sa regulator. Para sa isang regulator, ang minimum na boltahe ng pag-input ay dapat na output boltahe na idinagdag ng isang halaga ng tatlo. Sa kasong iyon, dito upang magkaroon ng boltahe ng 5V, kailangan namin ng isang minimum na boltahe ng pag-input ng 8V. Tumira tayo para sa pag-input ng 12V.

7805 regulator ng Flickr

2. Pagpasyahan ang transpormer na gagamitin

Ngayon ang unregulated boltahe na ginawa ay isang boltahe ng 12V. Ito ang halaga ng RMS ng pangalawang boltahe na kinakailangan para sa isang transpormer. Dahil ang pangunahing boltahe ay 230V RMS, sa pagkalkula ng ratio ng mga liko, nakakakuha kami ng halaga na 19. Samakatuwid kailangan naming makakuha ng isang transpormer na may 230V / 12V, ibig sabihin isang 12V, 20mA transpormer.

“gumawa ng anumang ilaw na isang ilaw ng strobo ”

Bumaba ang transpormer ng Wiki

3. Magpasya ang halaga ng filter capacitor

Ang halaga ng filter capacitor ay nakasalalay sa dami ng kasalukuyang iginuhit ng load, ang quiescent current (ideal current) ng regulator, ang dami ng pinapayagan na ripple sa output ng DC, at ang panahon.

Para sa boltahe ng rurok sa kabuuan ng pangunahing transpormer na maging 17V (12 * sqrt2) at ang kabuuang pagbaba sa mga diode ay (2 * 0.7V) 1.4V, ang rurok na boltahe sa kabuuan ng kapasitor ay halos 15V na tinatayang. Maaari nating kalkulahin ang dami ng pinapayagan na ripple ng formula sa ibaba:

∆V = VpeakCap- Vmin

Tulad ng nakalkula, Vpeakcap = 15V at Vmin ay ang minimum na input ng boltahe para sa regulator. Sa gayon ang ∆V ay (15-7) = 8V.

Ngayon, Kapasidad, C = (I * ∆t) / ∆V,

Ngayon, ako ang kabuuan ng kasalukuyang pag-load plus ang quiescent kasalukuyang ng regulator at ako = 24mA (Ang kasalukuyang Quiescent ay tungkol sa 4mA at ang kasalukuyang pag-load ay 20mA). Gayundin 1t = 1 / 100Hz = 10ms. Ang halaga ng ∆t ay nakasalalay sa dalas ng input signal at dito ang dalas ng pag-input ay 50Hz.

Sa gayon pinapalitan ang lahat ng mga halaga, ang halaga ng C ay nasa paligid ng 30microFarad. Kaya, pumili tayo ng isang halaga ng 20microFarad.

Isang electrolyte capacitor ni Wiki

4. Pagpasyahan ang PIV (rurok na kabaligtaran ng kabaligtaran) ng mga diode na magagamit.

Dahil ang rurok na boltahe sa kabuuan ng pangalawang transpormer ay 17V, ang kabuuang PIV ng tulay ng diode ay halos (4 * 17) ibig sabihin 68V. Kaya kailangan naming manirahan para sa mga diode na may rating na PIV na 100V bawat isa. Tandaan na ang PIV ay ang maximum na boltahe na maaaring mailapat sa diode sa reverse bias bias na kondisyon, nang hindi nagdulot ng pagkasira.

PN Junction diode ng Nojavanha

Hakbang2. Pagguhit ng Circuit at Simulation

Ngayon na mayroon ka ng ideya ng mga halaga para sa bawat bahagi at ng buong diagram ng circuit, ipaalam sa amin ang pagguhit ng circuit gamit ang circuit building software at gayahin ito.

Narito ang aming pagpipilian ng software ay Multisim.

Multisim window

Nasa ibaba ang mga ibinigay na hakbang upang gumuhit ng isang circuit gamit ang Multisim at gayahin ito.

Sa iyong windows panel, mag-click sa sumusunod na link: Start >>> Programs -> National -> Instruments -> Circuit design suite 11.0 -> multisim 11.0.
Lumilitaw ang isang window ng multisim software na may isang menubar at blangkong puwang na kahawig ng isang breadboard, upang iguhit ang circuit.
Sa menu bar, piliin ang lugar -> mga bahagi
Lumilitaw ang isang window na may pamagat na 'piliin ang mga sangkap'
Sa ilalim ng heading na 'Database' - piliin ang 'Master Database' mula sa drop-down na menu.
Sa ilalim ng heading na 'pangkat'- piliin ang kinakailangang pangkat. Kung nais mong pumunta para sa isang boltahe o kasalukuyang mapagkukunan o lupa. Kung nais mong pumunta para sa anumang pangunahing sangkap tulad ng isang risistor, isang kapasitor, atbp Dito muna kailangan naming ilagay ang input na mapagkukunan ng supply ng AC, kaya't piliin ang Pinagmulan -> Mga Pinagmulan ng Kapangyarihan -> AC_power. Matapos mailagay ang sangkap (sa pamamagitan ng pag-click sa pindutan na 'ok'), itakda ang halaga ng RMS boltahe sa 230 V at dalas sa 50Hz.
Ngayon muli sa ilalim ng window ng mga bahagi, pumili ng pangunahing, pagkatapos ay transpormer, pagkatapos ay piliin ang TS_ideal. Para sa isang perpektong transpormer, ang inductance ng parehong coil ay pareho, upang makamit ang output mayroon kaming pagbabago ng pangalawang induction ng coil. Ngayon alam namin ang ratio ng inductance ng mga coiler ng transpormer ay katumbas ng parisukat ng ratio ng mga liko. Dahil ang kinakailangan ng ratio ng liko sa kasong ito ay 19, samakatuwid kailangan naming itakda ang pangalawang coil inductance sa 0.27mH. (Pangunahing paglulunsad ng coil ay nasa 100mH).
Sa ilalim ng window ng mga bahagi, piliin ang pangunahing, pagkatapos ay mga diode, at pagkatapos ay piliin ang diode IN4003. Piliin ang 4 na naturang mga diode at ilagay ang mga ito sa isang pag-aayos ng tulay na tulay.
Sa ilalim ng mga bintana ng sangkap, pumili ng pangunahing, pagkatapos Cap _Electrolytic at piliin ang halaga ng capacitor upang maging 20microFarad.
Sa ilalim ng window ng mga bahagi, piliin ang lakas, pagkatapos Voltage_ Regulator, at pagkatapos ay piliin ang 'LM7805' mula sa drop-down na menu.
Sa ilalim ng window ng mga sangkap, piliin ang mga diode, pagkatapos ay piliin ang LED at mula sa drop-down na menu, piliin ang LED_green.
Gamit ang parehong pamamaraan, pumili ng isang risistor na may halagang 100 Ohms.
Ngayon na mayroon kaming lahat ng mga bahagi at may ideya tungkol sa circuit diagram, kumuha tayo sa pagguhit ng circuit diagram sa multi sim platform.
Upang iguhit ang circuit, kailangan naming gumawa ng tamang mga koneksyon sa pagitan ng mga sangkap na gumagamit ng mga wire. Upang pumili ng mga wire, pumunta sa Lugar, pagkatapos ay kawad. Tandaan na ikonekta lamang ang mga bahagi kapag lumitaw ang isang punto ng junction. Sa multisim, ang mga kumokonekta na mga wire ay ipinahiwatig ng pulang kulay.
Upang makakuha ng pahiwatig ng boltahe sa output, sundin ang mga naibigay na hakbang. Pumunta sa Lugar, pagkatapos ay 'Mga Bahagi', pagkatapos ay 'tagapagpahiwatig', pagkatapos ay 'Voltmeter', pagkatapos ay piliin ang unang sangkap.
Ngayon ang iyong circuit ay handa nang gayahin.
Ngayon mag-click sa 'Simulate' pagkatapos ay piliin ang 'Run'.
Ngayon ay maaari mong makita ang LED sa mga blink ng output, na ipinahiwatig ng mga arrow na magiging berde sa kulay.
Maaari mong i-verify kung nakakakuha ka ng tamang halaga ng boltahe sa bawat bahagi sa pamamagitan ng paglalagay ng isang Voltmeter na kahanay.

Isang kumpletong Simulated Circuit Diagram ni ElProCus

“kung paano subukan ang capacitor na may multimeter ”

Ngayon mayroon kang isang ideya tungkol sa pagdidisenyo ng isang kinokontrol na supply ng kuryente para sa mga pag-load na nangangailangan ng isang pare-pareho na boltahe ng DC, ngunit ano ang tungkol sa mga pag-load na nangangailangan ng variable DC boltahe. Iniwan ko sa iyo ang gawaing ito. Bukod dito, ang anumang mga query patungkol sa konseptong ito o elektrikal at mga proyekto sa electronics Mangyaring ibigay ang iyong mga ideya sa seksyon ng mga komento sa ibaba.

mangyaring sundin ang link sa ibaba para sa 5 sa 1 solderless na mga proyekto