Devre nedir ve neden bir devre oluşturmamız gerekir?

Bir devrenin nasıl tasarlandığına dair ayrıntılara girmeden önce, önce bir devrenin ne olduğunu ve neden bir devre inşa etmemiz gerektiğini bize bildirin.

Bir devre, maddenin taşındığı herhangi bir döngüdür. Bir elektronik devre için, taşınan madde, elektroniklerin yüküdür ve bu elektronların kaynağı, voltaj kaynağının pozitif terminalidir. Bu yük pozitif terminalden döngü boyunca akıp negatif terminale ulaştığında, devrenin tamamlandığı söylenir. Ancak bu devre, yük akışını birçok yönden etkileyen birkaç bileşenden oluşur. Bazıları yük akışını engelleyebilir, bazıları basit depolar veya yükü dağıtabilir. Bazıları harici bir enerji kaynağına ihtiyaç duyar, bazıları ise enerji sağlar.

Bir devre inşa etmemizin birçok nedeni olabilir. Bazen bir lambayı yakmamız, bir motoru çalıştırmamız vb. Gerekebilir. Tüm bu cihazlar - bir lamba, bir motor, LED yükler olarak adlandırdığımız şeylerdir. Her yük, çalışmaya başlamak için belirli bir akım veya voltaj gerektirir. Bu voltaj, sabit bir DC voltajı veya bir AC voltajı olabilir. Ancak sadece bir kaynak ve bir yük ile bir devre inşa etmek mümkün değildir. Doğru şarj akışına yardımcı olan ve kaynak tarafından sağlanan yükü, yüke uygun miktarda yük akacak şekilde işleyen birkaç bileşene daha ihtiyacımız var.

Temel Bir Örnek - Bir LED'i çalıştırmak için Düzenlenmiş DC Güç Kaynağı

Temel bir örnek verelim ve devreyi kurarken adım adım kuralları verelim.

Sorun bildirimi : Giriş olarak AC voltajı kullanarak bir LED'i çalıştırmak için kullanılabilecek 5V'luk regüle edilmiş bir DC güç kaynağı tasarlayın.

Çözüm : Düzenlenmiş DC güç kaynağının farkında olmanız gerekir. Değilse, kısa bir fikir vereyim. Devrelerin çoğu veya elektronik aletler çalışmaları için bir DC voltajı gerektirir. Voltaj sağlamak için basit piller kullanabiliriz, ancak pillerle ilgili en büyük sorun sınırlı ömürleri. Bu nedenle elimizdeki tek yol, evlerimizdeki AC gerilim beslemesini gerekli DC gerilimine çevirmektir.

Tek ihtiyacımız olan bu AC voltajını DC voltajına dönüştürmektir. Ama göründüğü kadar basit değil. Öyleyse, AC voltajının regüle edilmiş DC voltajına nasıl dönüştürüldüğü hakkında kısa bir teorik fikre sahip olalım.

Blok Diyagramı ElProCus

Devrenin arkasındaki teori

230 V'ta beslemeden gelen AC voltajı, önce bir düşürücü transformatör kullanılarak düşük voltajlı AC'ye indirilir. Bir transformatör, birincil ve ikincil olmak üzere iki sargılı bir cihazdır; burada, birincil sargı boyunca uygulanan voltaj, endüktif kuplaj sayesinde ikincil sargı boyunca görünür. İkincil bobin daha az sayıda dönüşe sahip olduğundan, sekonderdeki voltaj, bir düşürücü transformatör için birincil üzerindeki voltajdan daha azdır.
Bu düşük AC voltajı, bir köprü doğrultucu kullanılarak darbeli DC voltajına dönüştürülür. Bir köprü doğrultucu, bir diyotun anotu ve başka bir diyotun katodu voltaj kaynağının pozitif terminaline bağlanacak ve aynı şekilde diğer iki diyotun anot ve katodu bağlanacak şekilde köprülü biçimde yerleştirilmiş 4 diyotun bir düzenlemesidir. voltaj kaynağının negatif terminaline bağlanır. Ayrıca, iki diyotun katotları, gerilimin pozitif kutbuna bağlanır ve iki diyotun anotu, çıkış geriliminin negatif kutbuna bağlanır. Her yarım döngü için, köprü doğrultucular boyunca karşıt diyot çifti iletir ve titreşimli DC voltajı elde edilir.
Bu şekilde elde edilen titreşimli DC voltajı, AC voltajı biçiminde dalgalanmalar içerir. Bu dalgalanmaları gidermek için dalgaları DC geriliminden filtreleyen bir filtreye ihtiyaç vardır. Çıkışa paralel olarak bir kapasitör yerleştirilir, öyle ki kapasitör (empedansından dolayı) yüksek frekanslı AC sinyallerinin yere baypas edilmesine izin verir ve düşük frekans veya DC sinyali bloke edilir. Böylece kondansatör, düşük geçişli bir filtre görevi görür.
Bir kapasitör filtresinden üretilen çıktı, düzenlenmemiş DC voltajıdır. Düzenlenmiş bir DC voltajı üretmek için, sabit bir DC voltajı geliştiren bir regülatör kullanılır.

Öyleyse şimdi bir LED'i sürmek için basit bir AC-DC regüle güç kaynağı devresi tasarlamaya başlayalım.

Devreyi kurmanın adımları

Adım 1: Devre Tasarımı

Bir devre tasarlamak için, devrede gerekli olan her bir bileşenin değerleri hakkında bir fikre sahip olmamız gerekir. Şimdi regüle edilmiş bir DC güç kaynağı devresini nasıl tasarladığımızı görelim.

“android işletim sistemi ne yapar ”

1. Kullanılacak regülatöre ve giriş voltajına karar verin.

Burada, çıkış geriliminin pozitif kutbu ile 20mA'da 5V'luk sabit bir gerilime ihtiyacımız var. Bu nedenle 5V çıkış sağlayacak bir regülatöre ihtiyacımız var. İdeal ve verimli bir seçim, regülatör IC LM7805 olacaktır. Bir sonraki ihtiyacımız, regülatör için giriş voltajı ihtiyacını hesaplamaktır. Bir regülatör için minimum giriş voltajı, üç değeriyle eklenen çıkış voltajı olmalıdır. Bu durumda, burada 5V'luk bir gerilime sahip olmak için, minimum 8V'luk bir giriş gerilimine ihtiyacımız var. 12V girişi için yerleşelim.

7805 regulator sıralama Flickr

2. Kullanılacak trafoya karar verin

Şimdi üretilen düzensiz voltaj 12V'luk bir voltajdır. Bu, bir trafo için gerekli ikincil gerilimin RMS değeridir. Primer gerilim 230V RMS olduğu için dönüş oranını hesaplarken 19 değerini alıyoruz. Bu nedenle 230V / 12V, yani 12V, 20mA transformatörlü bir transformatör almamız gerekiyor.

“voltajdan frekans dönüştürücüye ic ”

Wiki tarafından transformatör aşağı adım

Transformatörü aşağı indir Wiki

3. Filtre kapasitörünün değerine karar verin

Filtre kapasitörünün değeri yük tarafından çekilen akım miktarına, regülatörün durgun akımına (ideal akım), DC çıkışında izin verilen dalgalanma miktarına ve süreye bağlıdır.

Transformatör primerindeki tepe voltajının 17V (12 * sqrt2) olması ve diyotlar arasındaki toplam düşüşün (2 * 0.7V) 1.4V olması için kapasitördeki tepe voltajı yaklaşık 15V'dur. İzin verilen dalgalanma miktarını aşağıdaki formüle göre hesaplayabiliriz:

∆V = VpeakCap- Vmin

Hesaplandığı gibi, Vpeakcap = 15V ve Vmin, regülatör için minimum voltaj girişidir. Böylece, V (15-7) = 8V olur.

Şimdi, Kapasitans, C = (I * ∆t) / ∆V,

Şimdi, yük akımı ile regülatörün durgun akımının toplamıyım ve I = 24mA (Hareketsiz akım yaklaşık 4mA ve yük akımı 20mA). Ayrıca ∆t = 1 / 100Hz = 10ms. ∆t değeri giriş sinyalinin frekansına bağlıdır ve burada giriş frekansı 50Hz'dir.

Böylece tüm değerleri değiştirerek, C'nin değeri yaklaşık 30microFarad olur. Öyleyse, 20microFarad değerini seçelim.

Wiki tarafından bir elektrolit kapasitör

Bir elektrolit kapasitör Wiki

4. Kullanılacak diyotların PIV (ters tepe voltajı) değerine karar verin.

Transformatör sekonderindeki tepe voltajı 17V olduğundan, diyot köprüsünün toplam PIV'si yaklaşık (4 * 17), yani 68V'dur. Bu nedenle, her biri 100V PIV derecesine sahip diyotlar için yerleşmemiz gerekiyor. Unutmayın, PIV, diyota ters yönlü durumda, arızaya neden olmadan uygulanabilen maksimum voltajdır.

PN Bağlantı diyotu Nojavanha

Adım 2. Devre Çizimi ve Simülasyon

Artık her bir bileşenin değerleri ve tüm devre şeması için bir fikriniz olduğuna göre, devre oluşturma yazılımını kullanarak devreyi çizelim ve simüle edelim.

Burada yazılım seçimimiz Multisim'dir.

Multisim penceresi

Aşağıda Multisim kullanarak bir devre çizmek ve simüle etmek için verilen adımlar verilmiştir.

Windows panelinizde şu bağlantıya tıklayın: Başlat >>> Programlar -> Ulusal -> Cihazlar -> Devre tasarım paketi 11.0 -> multisim 11.0.
Devreyi çizmek için, bir menü çubuğuna ve devre tahtasını andıran boş bir alana sahip çoklu bir yazılım penceresi görünür.
Menü çubuğunda yer -> bileşenleri seçin
'Bileşenleri seçin' başlıklı bir pencere açılır
'Veritabanı' başlığı altında - açılır menüden 'Ana Veritabanı' nı seçin.
'Grup' başlığı altında gerekli grubu seçin. Bir voltaj veya akım kaynağı veya toprağa gitmek istiyorsanız. Direnç, kondansatör, vb. Gibi herhangi bir temel bileşene gitmek istiyorsanız, burada ilk önce giriş AC besleme kaynağını yerleştirmeliyiz, bu nedenle Kaynak -> Güç Kaynakları -> AC_power'ı seçin. Bileşen yerleştirildikten sonra ('tamam' düğmesine tıklayarak), RMS voltajının değerini 230 V ve frekansı 50 Hz olarak ayarlayın.
Şimdi yine bileşenler penceresinin altında, temel'i, ardından transformatörü ve ardından TS_ideal'i seçin. İdeal bir transformatör için, her iki bobinin endüktansı aynıdır, çıkışı elde etmek için ikincil bobin endüktansını değiştirdik. Artık transformatör bobinlerinin endüktans oranının, dönüş oranının karesine eşit olduğunu biliyoruz. Bu durumda gerekli dönüş oranı 19 olduğundan, ikincil bobin endüktansını 0.27mH'ye ayarlamalıyız. (Birincil bobin endüktansı 100mH'de).
Bileşenler penceresinin altında, temel'i, ardından diyotları ve ardından IN4003 diyotunu seçin. Bu tür 4 diyotu seçin ve bir köprü doğrultucu düzenlemesine yerleştirin.
Bileşenler pencereleri altında, temel, ardından Cap _Electrolytic'i seçin ve kapasitörün değerini 20microFarad olarak seçin.
Bileşenler penceresi altında, gücü ve ardından Gerilim Düzenleyici'yi ve ardından açılır menüden 'LM7805' i seçin.
Bileşenler penceresi altında, diyotları seçin, ardından LED'i seçin ve açılır menüden LED_green'i seçin.
Aynı prosedürü kullanarak 100 Ohm değerinde bir direnç seçin.
Artık tüm bileşenlere sahip olduğumuza ve devre şeması hakkında bir fikrimiz olduğuna göre, çoklu sim platformunda devre şemasını çizmeye başlayalım.
Devreyi çizmek için teller kullanarak bileşenler arasında uygun bağlantılar yapmalıyız. Kabloları seçmek için Yer'e gidin ve ardından kablolayın. Bileşenleri yalnızca bir bağlantı noktası göründüğünde bağlamayı unutmayın. Multisim'de, bağlantı kabloları kırmızı renkle gösterilir.
Çıkıştaki voltajın bir göstergesini almak için verilen adımları izleyin. Yerleştir'e, ardından 'Bileşenler' e, ardından 'gösterge' ye, ardından 'Voltmetre' ye gidin, ardından ilk bileşeni seçin.
Artık devreniz simüle edilmeye hazır.
Şimdi 'Simüle Et' i tıklayın ve ardından 'Çalıştır' ı seçin.
Artık, yeşil renkli oklarla gösterilen, çıktıdaki LED'in yanıp söndüğünü görebilirsiniz.
Paralel olarak bir Voltmetre yerleştirerek her bileşende doğru voltaj değerini alıp almadığınızı doğrulayabilirsiniz.

Tam bir Simüle Devre Şeması ElProCus

“sensör ve dönüştürücü arasındaki fark ”

Artık sabit bir DC voltajı gerektiren yükler için düzenlenmiş bir güç kaynağı tasarlama konusunda bir fikriniz var, peki ya değişken DC voltajı gerektiren yükler. Seni bu görevle bırakıyorum. Ayrıca, bu konsept veya elektrikle ilgili herhangi bir soru ve elektronik projeler Lütfen fikirlerinizi aşağıdaki yorumlar bölümünde belirtin.

5'i 1 arada lehimsiz projeler için lütfen aşağıdaki bağlantıyı takip edin