零件
WIKI電路符號圖形(連結),元件資料庫(連結)
電阻
不同顏色搭配標記電阻值,自己都是直接用電表量測。有買過一整包和片狀。
- 可變電阻,標記方式範例103 10後面接3個0就是10000,204 20後面接4個0200000
- 光敏電阻
電容
- 電容元件,以功能來看,表現出來的特徵就是延時。
- 單位,1F = 1000mF 1mF = 1000uF。
- 小容量(遠小於uF)。陶瓷電容,獨石。沒有極性。橢圓球形。102(0.001uF) 103(0.01uF) 104(0.1uF)
- 大容量,電解電容。外部形狀是圓柱形,有極性長腳為正。內部是電極片層疊包覆。實驗包有1~470uF。
- 更大容量supercap,超過10mF,買過幾個,使用後發現電容量大,但電流卻小(僅有10mA 無法支撐大電流用品如馬達)。或是另外一種扁平貼片式電容(有大電流)。
電感
類似線圈 L-USL2012C (L-US)。以漆包線繞製多圈狀,常作為電磁鐵使用和在變壓器等中使用的電感也依外觀稱為線圈(coil)。用以對高頻提供較大電阻,通過直流或低頻的,依功用常稱為扼流圈(choke)。
晶振
二極體
二極體有控制電流方向功能,結構因有PN結,功能上可以用於繼電器的續流隔離整流,代號為VD。常見二極體有(1N)4148,黑色圓環為負極,圖面上是三角形另外有直線的一邊。正向工作電流75mA壓降0.7V,反向耐壓100V。
特殊的二極體,最著名就是發光二極體LED,長腳為正,圖形顯示上直線切口端為負,三角形有直線那端為負。LED不同顏色適應電壓不同,紅1.8~2.0 黃1.9~2.1 綠2.0~2.2 白3.0~3.3。更高階如雷射二極體LD(單獨列出連結)。
三極體
常見封裝方式如下。
先前購買過TO92組合包,16種約台幣四十元(類似這種
連結)。使用上90系列的三極管,平面向自己,由左至右分別是E B C,實際上只要依照手冊上安裝即可。
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一堆TIP122 |
理論介紹( 連結 )。基极(base) 发射极 e(emitter) 集电极 c(collector)。依照模式分成兩種,區分成NPN和PNP兩種,NPN(9013 8050) PNP(9012 8550)。在实际应用中,要根据实际电路的需求来选择到底用哪种类型。
主要功能:有兩個,放大和開關。放大較複雜,參考這個範例看看就好(連結。多數功能是以小功率控制大功率的開關( 連結 連結 還有如大功率TIP122和120 )。在兩種形態下狀況。
- NPN,b 极比 e 极高 0.7V,总之是箭头的始端比末端高 0.7V 就可以导通三极管的 e 极和 c 极。
- PNP,e 极电压只要高于 b 级 0.7V 以上,这个三极管 e 级和 c 级之间就可以顺利导通。也就是说,控制端在 b 和 e 之间,被控制端是 e 和 c 之间。
若以PNP為例(
連結 )。若 P1.0给一个高电平 1,那么基极 b 和发射极 e 都是 5V,不導通。如果程序给 P1.0 一个低电平 0,这时 e 极还是 5V,于是 e 和 b 之间产生了压差,三极管 e 和 b 之间也就导通了,三极管 e 和 b 之间大概有 0.7V 的压降,那还有(5-0.7)V 的电压会在电阻 R47 上。
e 和 c 之间也会导通了,那么 LED 小灯本身有 2V 的压降,三极管本身 e 和 c 之间大概有 0.2V的压降,我们忽略不计。那么在 R41 上就会有大概 3V 的压降,可以计算出来,这条支路的电流大概是 3mA,可以成功点亮 LED。
三极管都有一个放大倍数β,要想处于饱和状态,b 极电流就必须大于 e 和 c 之间电流值除以β。这个β,对于常用的三极管大概可以认为是 100。 那么上边的 R47 的阻值我们必须要来计算一下了。刚才我们算过了,e 和 c 之间的电流是 3mA,那么 b 极电流最小就是 3mA 除以 100 等于30uA,大概有 4.3V 电压会落在基极电阻上,那么基极电阻最大值就是 4.3V/30uA = 143K。电阻值只要比这个值小就可以,当然也不能太小,太小会导致单片机的 IO 口电流过大烧坏三极管或者单片机,STC89C52 的 IO 口输入电流最大理论值是 25mA,我推荐不要超过 6mA,我们用电压和电流算一下,就可以算出来最小电阻值,我们图 3-7 取的是经验值。
範例二開始就大量運用三極體(連結),且開始介紹振盪器。V1 V2構成互補型自激多諧音頻振盪器。R3 C2正反饋網絡使電路起振。只能大致猜測原理,無法計算電阻和電容數值。
功能更複雜但原理相同:範例3,5,13( 三
連結 ),功能上是讓電鈴功能再進化。
換元件:喇叭換成其他元件,如範例7,14,15。
重複開關:範例十二。同樣的位置,電阻改變一次和二次的功能不同,類似循環的概念。
三極體妥善組合,還能達到循環撥放效果。如範例八(
連結)。同樣型式還有範例九。
另外一種形式為,簡易升壓。如範例六(
連結),因為LED最低驅動電壓接近3V,若1.5V電池就能使其閃爍,間接驗證了升壓效果。
原理是,右上方的C1在截止狀態會充電,但V2導通時,原本R4和C1的能量合併快速通過V2,從LED1的角度來看,同樣的電子也會經過它,電壓增加。
MOSFET(三極體特例)
理論介紹( 連結 )。功能有兩種:
- MOS開關,控制馬達等等大電流開關。
- LDO,(連結)。LDO也可稱為低壓差線性穩壓器,適合從較高的輸入電壓轉換成較低輸出電壓的應用,這種應用的功率消耗通常不是很大,尤其適用於要求低雜訊、低電流和輸入、輸出電壓差很小的應用環境。
IC
一堆奇怪IC
555
單穩態多諧振盪器(Monostable Mutlivibrator)
連結,電路結構如下,PIN 2觸發時,PIN 3 便會依照電路設計輸出一次。
輸出脈波長度,t = 1.1 RC
無穩態多諧振盪器 (Astable Multivibrator)
不用觸發,可一直輸出脈波。原理是C1的電容,會不斷的充放電,形成波形。下面是公式。如果控制R1和R2的數值,就可以達到不同密度的波形。
想要一秒一次的周期,那就 0.693 ( Ra+2Rb ) *C =1。如果把R1和R2用一個可變電阻(VR)potentiometer,代替,就可以動態調整,控制好電阻就可以調整整個週期的 High/Low狀況,這就是PWM的精神(
連結)。
變成一個完整個PWM系統,就是如下面的圖形,這部分其實類似電源燈的方式。
原理:加入TIP122可以讓電流增加變成5A為止(這個TIP122必須有個1K的基本電阻)
技術:加入個上面電容防止突波,右邊二極體避免電流flyback
555輸入電壓是3~15V所以和馬達的電壓狀況一樣
馬達,可能用遙控飛機的試試看
零件部分
NE555P Timer IC
R1 = R2 = 1k Ohm
C1 = C2 = 100nF 電容
D1 = D2 = D3 = 1N4004 二極體
連結Potentiometer = 100k Ohm 可變電阻
Transistor – Darlington TIP122
2 Block Terminals 正負接頭 中文叫端子
home find 1k , 100k Ohm
NE555P Timer IC T.I. NE555P Part No: 4484
100nF X 2 Part No: 31502 Product No: 0402-0.1uF-25V
1N4004 X 3 Part No: 24503 Product No: 1N4004
VR 100k Ohm Part No: 32084 Product No: R1610N-8A1-B104-0H03
2 Block Terminals Part No: 109301 Product No: 235-402/331-000
PWM
零件有一對多模組。運作連結。
AC/DC轉換模組
MCU中很多腳位可以直接讀取類比數值,例如ARDUINO就可以讀取10bit ADC數值。(連結)考慮到參考電壓後,中間差距依照10bit( 1024 )區分5V / 1024 = 0.0049V(4.9mV)。
以元件來看,MCP3221(連結):It also provides 2-Wire I2C compatible control interface using an MCP3221, low-power 12-bit resolution A/D converter. ARDUINO程式(使用的是這個連結 連結)。
GPIO
可以控制多個GPIO