MANUALDEUTILIZARE
SETEDUCATIVCONRAD,20EXPERIMENTEELECTRONICECodprodus:192296
Autor:BurkhardKainka
Pasul1. Introducere
ncepndcuinventareatranzistorului,electronicanuamaincetatsprogreseze.nziuadeazisuntemnconjuraidedispozitivealecrorcircuite integrateconinmilioanedetranzistoare.Dar nacelai timpdince ncemaipuinioameni tiuexact cum funcioneazde faptun (singur!) tranzistor.Decalajuldintre graduldeutilizare i celde nelegere alelectroniciicretedincencemaimult.Efoartesimplu:luaictevatranzistoareirealizaictevaexperimentesimpleinfaadvs.sevordeschidenenumrateposibiliti.Unsimplucircuitcutranzistoarepoaterezolvaomulimedeprobleme.Aacfiicreativi! Un tranzistor esteo component cu trei conexiuni, iar rolul su estede a controla curentul electric.Cantitateadecurent care circul este reglat prin intermediul unei conexiuni de comand (gate). Exist dou tipuri de tranzistoare.Tranzistoarelebipolare suntalctuitedin straturidemateriale semiconductoareN iP. n funciede succesiunea straturilor,exist tranzistoare NPN (de ex. BC547) i tranzistoare PNP (de ex. BC557). Pe de alt parte, tranzistoarele unipolare suntalctuitedintrun singur canal semiconductora crui conductivitateestemodificatdeun cmpelectric.Dinacestmotiv senumesctranzistoarecuefectdecmp(TEC).UnexemplureprezentativestetranzistorulMOSFETcucanalNBS170. Acestseteducativvvaghidaprimiipai n lumeaelectronicii. ncepemprinavprezentacomponentele.Diferiteleexperimenteserealizeazpeoplactestbreadboard,frlipire.Fiecareexperimentesteilustratdeoschemdeconexiuniiofotografiedemontaj.Fotografiileaudoaruncaractersugestiv.Dvs.puteiasambladiferitcomponentele.nunelecazurifireledeconexiunealecomponenteloraufostscurtatepentrucareprezentareafotograficsfiectmaiclar.Esterecomandatcadvs.snuscurtaifireledeconexiune,astfelnctslemaiputeifolosiilaalteexperimente.PlacatestbreadboardToateexperimentele semonteazpeoplac testde laborator.Placaare n total270de contacte, laogrilde2,54mm ipermiteconectareasiguracomponentelor.
Fig.1:Placaexperimental
Placaare nzonademijloc230decontacte legateprinbenziverticalecu5contacte. nplus,pemarginiexist40decontactepentrualimentare,subformaadoubenziorizontaleacte20decontacte.Aadar,placaaredouliniidealimentareindependente.Figura2ilustreaztoateconexiunileinterne.Puteiobservairurilescurtedecontactenzonademijlociliniilelungidealimentaredepemargini.
Fig.2:iruriledecontacteinterne
Pentrua introducecomponenteleestenevoiedefor.Fireledeconexiunese ndoaiecuuurin.Este importantca
acesteasfie introduseexactdesus n jos.Vputeifolosideopensetsauuncletior.ineisrmadeasuprapanoului,ctmaiaproapedeacesta,iapsai n jospevertical.Astfelputei introduceifireledeconectaresensibile,cumarficapetelecositoritealeclipsuluibateriei.
Pentruexperimenteaveinevoiedebucidesrmmaiscurte imai lungipecare trebuies letiaidvs.din firulinclus.Pentrudezizolareacapetelorsrmeloresterecomandatstiaiizolaiadejurmprejurcuuncuitascuit.
2|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o
Bateriancontinuarevprezentmcomponentelecuimaginealorrealprecumisimbolurilegraficeutilizatenschemelede
conexiuni.nlocdebaterieputeiutilizadeex.unblocdealimentare.
Fig.3:Bateriacuimagineasarealisimbolulgrafic
Nuutilizaibateriialcalinesauacumulatoare,cinumaibateriiobinuitezinccarbon.Bateriilealcalineauoduratdefuncionaremai lung, ns ncazdedefeciune,deex.scurtcircuit,acesteagenereaz (lafelcaacumulatoarele)curenicuointensitatefoartemarecarepoatedepi5A,putndcauzanclzireaseverasrmelorsubirisauchiarabateriei.Pedealtparte,curentuldescurtcircuitaluneibateriizinccarbonestedeobiceimaimicde1A.Componentelesensibilepotfidistruseoricum,nsnuexistriscdeincendiu.
Capsapentrubaterieinclusareuncabludeconectareculi.Capeteledecablusuntneizolateicositorite.Suntdecisuficientderigidenctsleputeiintroducencontacteleplcii,darsepotdeformanurmaintroducerilorfrecvente.Deaceeaesterecomandatslsaifirelebaterieiconectatenpermanenisdeconectainumaicapsabateriei.
Osingurcelulzinccarbonsaualcalinareotensiuneelectricde1,5V.Obaterieestealctuitdinmaimulteceluleconectate nserie.Prinurmare,simbolurilegrafice indicnumruldeceluledintrobaterie.Pentrutensiunimaimari,celuleledinmijlocsuntindicatedeobiceiprintroliniepunctat.
Fig.4:SimbolurigraficealediferitelortipuridebateriiDiodeleelectroluminiscente
Setuleducativconinedou leduri roii,un ledverde iunulgalben.Polaritatea trebuie respectat la toate ledurile.Terminalulnegativ senumete catod i seaflpe firulde conectaremai scurt.Terminalulpozitivesteanodul. n interiorulleduluiputeivedeasuportul n formdecupalcristalului leduluicareseafl ndreptulcatodului.Terminalulanoduluiestelegatprintrunfirextremdesubirelauncontactdinparteasuperioaracristalului.Spredeosebiredebecurileincandescente,ledurilenutrebuieconectateniciodatdirectlaobaterie.Estenevoientotdeaunadeorezistennserie.
Fig.5:DiodelectroluminiscentRezistenele
Rezisteneledinsetuleducativsuntrezistenecupeliculdecarboncuotolerande5%.Materialulrezisteneiesteaplicatpeotijdinceramiciacoperitcuunstratprotector.Inscripionareasefacecubenzicoloratecareindicattvaloarearezisteneicticlasadeprecizie.
Fig.6:Rezisten
Rezistenelecutolerande5%suntcuprinsenseriadevaloriE24,ncarefiecaredecadconine24devalorisituateladistaneaproximativegalefadevalorileadiacente.
Tabelul1:ValorilerezistenelorpentruseriaE241.0 1,1 1,2 1,3 1,5 1,61,8 2,0 2,2 2,4 2,7 3,03,3 3,6 3,9 4,3 4,7 5,15,6 6,2 6,8 7,5 8,2 9,1
Coduldeculorisecitetencepndcubandaceamaiapropiatdemarginearezistenei.Primeledoubenzireprezintdoucifre,iaratreiafactoruldemultiplicareavaloriirezisteneinohmi.Ceadeapatrabandindictolerana.
-Catod
+Anod
C A
3|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o
Tabelul2:CoduriledeculoripentrurezisteneCuloarea Banda1
Cifra1Banda2Cifra2
Banda3Multiplicare
Banda4Toleran
Negru 0 1Maro 1 1 10 1%Rou 2 2 100 2%Portocaliu 3 3 1.000Galben 4 4 10.000Verde 5 5 100.000 0,5%Albastru 6 6 1.000.000Violet 7 7 10.000.000Gri 8 8 Alb 9 9 Auriu 0,1 5%Argintiu 0,01 10%
O rezisten cubenzide culoaregalben,violet,maro iaurieareo valoarede470 cuo tolerande5%. Setuleducativconinedourezistenecuurmtoarelevalori:470 galben,violet,maro1k maro,negru,rou22k rou,rou,portocaliu470k galben,violet,galbenTranzistoareleNPN
Tranzistoarelesuntcomponentecareamplificcureniislabi.Setuleducativconinedou tranzistoaredesiliciuNPNBC547B.Terminaleletranzistoruluisuntemitorul (E),baza (B)icolectorul (C).Terminalulbazeste nmijloc.Emitoruleste nparteadreaptatranzistorului,dacvuitailainscripiiiconexiunilesuntorientatenjos.
Fig.7:TranzistorulNPNBC547TranzistoarelePNP
Tranzistorul PNP BC557B are aceeai poziionare a terminalelor i se deosebete de tranzistorul NPN numai prinpolaritate.nschemadeconexiunisgeataemitoruluiesteorientatspreinterior.
Fig.8:TranzistorulPNPMOSFET
Nici tranzistorul cu efect de cmp (MOSFET) BS170 nu arat foarte diferit fa de un tranzistor bipolar. l puteiidentificanumaidup inscripie.Terminalele tranzistoruluisenumescsurs (S),gate (G) idrain (D).Terminalulsurseste nparteadreaptatranzistorului,dacvuitailainscripiiiterminalelesuntorientatenjos.
Fig.9:TranzistorulMOSFET
4|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o
CondensatoareleCondensatorulesteocomponentelectronicimportant.Estealctuitdindousuprafeemetaliceiunstratizolator.
Laaplicareauneitensiunielectrice,ntreplcilecondensatoruluiseformeazuncmpelectricncaresestocheazenergie.Uncondensatorcuosuprafamareaplciloriodistanmicntreplciareocapacitatemare,ceeaceipermitesstochezeosarcinmarelaotensiunedat.Capacitateaunuicondensatorsemsoarnfarazi(F).
Materialul izolator (dielectric) asigur o capacitate mai mare dect o izolare cu aer. Condensatoarele cu discuriceramice utilizeaz unmaterial ceramic special care permite atingerea unor capaciti ridicate la dimensiuni reduse. Setuleducativ conine un condensator cu plci ceramice de 10nF (inscripie: 103, 10.000 pF) i dou de 100 nF (inscripie: 104,100.000pF).
Fig.10:CondensatorceramicCondensatoareleelectrolitice
Cuajutorulcondensatoarelorelectroliticeobineiocapacitateridicat.Izolareasefaceprintropeliculfoartefindeoxid de aluminiu. Condensatoarele electrolitice conin un electrolit lichid i folii de aluminiu nfurate cu suprafamare.Tensiunea poate fi aplicat numai ntrun singur sens. n sens greit se formeaz un curent de scurgere care degradeazprogresivstratul izolator,ceeaceduce ladistrugereacomponentei.Polulnegativestemarcatdeobandalbiareunfirdeconexiunemaiscurt.
Fig.11:CondensatorelectroliticPasul2. Amplificareadecurent
CircuituldinFig.12ilustreazfunciadebazatranzistoruluiNPN.Existdoucircuite.ncircuituldecomandcirculuncurentdebazslab;ncircuituldesarcincirculuncurentmaimare.Ambiicurenistrbatemitorul.Deoareceemitorulestesituat npunctuldereferincomunalcircuitului,acestcircuitsemainumete icircuitdeemitor.Odatdeschiscircuituldebaz,numai circulniciun curentde sarcin.Curentuldebazestemultmai slabdect curentulde colector.Prinurmare,curentulslabdebazesteamplificataanctsformezeuncurentmaimaredecolector.Rezistenadebazestede470deorimaimaredectrezistenanseriedincircuituldesarcin.Curentulslabdebazpoatefiidentificatdupluminozitateasczutaledului verde. Tranzistorul BC584B amplific curentul de baz de circa 300 de ori, aa nct ledul rou lumineazmultmaiputernicdectcelverde.
Fig.12:TranzistorNPNdincircuituldeemitor
Conectaioadouarezistende470 nparalelcurezistenadebazexistent.Curentuldebazvacrete, lafeli
curentuldecolector.Acumtranzistorulesteinterconectatntotalitate,ceeacenseamncuncurentdebazmaimarenumaipoate crete valoarea curentului de colector. Dac conectai n paralel o rezisten de 22, ledul rou nu va luminamaiputernic.Acumtranzistorulfuncioneazcauncomutator. ntrecolectoriemitorexistocderedetensiunefoartemicdecirca0,1V.Curentuldecolectorestedejalimitatdeconsumatorinumaipoatecrete.ntrebaziemitorexistotensiunedecirca0,6Vcaresemodificfoartepuinncazdevariaiialecurentului.
rou verde
5|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o
Fig.13:Amplificareadecurent
Ledurileindiccurenii.Ledulroulumineazputernic,celverdefoarteslab.Curentuldebazpoatefiidentificatnumaintroncperecompletntunecatsubformaluminiislabealeduluiverde.Aceastdiferenestesemnuluneimariamplificridecurent.Pasul3. Inversareapozitivuluicunegativul
Un tranzistorPNPareexactaceeai funciecaun tranzistorNPN, nscupolaritate invers.Aadar,emitorulseaflacumlapolulpozitivalbateriei.
Fig.14:TranzistorPNPdincircuituldeemitor
Montaicircuitulcu tranzistorulPNPBC557 istudiai iaiciamplificareadecurentcudiferite rezistenedebaz. iBC557Bamplificcurentuldecirca300deori.
Fig.15:StudiulamplificriidecurentcuBC557Pasul4. Comandadetemporizare
Scopul acestui circuit este realizarea unei lanterne cu led cu lumin remanent automat. Iluminatul interior alautomobilelor funcioneazadeseapeacestprincipiu:dup ce coboridinmain, lumina rmneaprinsunanumit timp,dupcaresestingelent. Dac inei un condensator electrolitic pe baterie respectnd polaritatea corect, acesta preia o sarcin electric.Sarcina semeninemult timp dup ndeprtarea de baterie. Condensatorul electrolitic poate fi apoi conectat la un led. Seproduceoscnteiescurtdelumin.Condensatorulelectroliticsedescarcnctevamomente. Pentru a prelungi timpul de descrcare al condensatorului putei utiliza amplificarea de curent a unui tranzistor.CircuitulilustratnFig.16utilizeazuncondensatorelectroliticde100Fpepostdecondensatordencrcare.Dupoapsarescurtacomutatoruluicubuton,acestaestencrcatideacumelibereazcurentuldebazalcircuituluideemitorpentrumaimulttimp.
rou
verde
6|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o
Fig.16:Oprireatemporizat
Rezistenamaredebazprelungeteconsiderabiltimpuldedescrcare.Dupdousecundecondensatorulelectroliticestedejaaproapedescrcat.nsdupacesttimpcurentuldebazncestesuficientpentruocomandslabatranzistorului.Curentuldecolectorscadeprogresiv.
Fig.17:Lanternculuminremanent
Attatimpctmenineiapsatbutonul,leduldispunedeluminozitateamaxim.Daroapsarescurtabutonuluiestesuficientpentruaaprindeledul.Apoiacestarmneaprinstimpdecircadousecunde,dupcarelumineazdincencemaislab.Dupaproximativunminutncsemaipoateobservaolicrireslab.Defapt,ledulnusestingecompletnicidupuntimpmaindelungat.nscurentulscadelaovaloareattdemicnctnumaiareniciunefectvizibil.Pasul5. Senzoruldeatingere
O lamp poate fi controlat cu ajutorul unui comutator simplu. ns cu ajutorul unui circuit cu tranzistoare puteiconstruiunsenzortactil.Doufiresaucontactemetalicecarenuseatingntreele,cilaatingereadegetuluidvs.
Putei multiplica factorii de amplificare de curent a dou tranzistoare dac amplificai nc o dat curentul dejaamplificat alprimului tranzistor luatdrept curent de baz al celuideal doilea tranzistor. Circuitul ilustrat n Fig. 18 semainumetecircuitDarlington.
Fig.18:CircuitulDarlington
Pornind de la un factor de amplificare de 300 pentru fiecare dintre tranzistoare, circuitul Darlington asigur oamplificarede90.000.O rezistendebazde10Mestedeja suficientpentruaaprindeun led. ntrunexperiment realputeiutiliza un contact tactil n locul rezistenei cu valoare ohmic foartemare.Datorit amplificriimari este de ajuns oatingereuoarcudegetuluscat.Rezistenasuplimentardeproteciedincablulcareducelabaterieprotejeaztranzistoarelencazuluneiconectridirecteaccidentaleacontactelortactile.
rou verde
rou deget
7|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o
Fig.19:SenzorultactilPasul6. Detectoruldemicare
Acest circuit are un fir la intrarea primului tranzistor.Dac cineva semic n apropierea firului, ledul se aprinde.Micndusepeosuprafaizolatoare,oricepersoansencarccuosarcinelectricfrsideaseama.Dactrecemapoipe lng obiecte conductoare, forele electrostatice deplaseaz sarcinile electrice crend un curent slab, care aici esteamplificat.CircuitulDarlington comandun tranzistor PNP i astfel curentul se amplificdinnoude300deori.Acum suntsuficienidoarcivapicoamperipentrucaledulrousluminezevizibil.
Fig.20:Amplificareadecurentcutreitranzistoare
Fig.21:Amplificaresenzorpentrucmpurielectrice
Pentruprimul testal circuitului sepoateutilizaun fir scurtde10 cm. nmodnormal,dup civapaipeopodeaizolatoareveifiacumulatosarcinelectricsuficient.Apoimicaimnanapropiereafiruluisenzor.Luminozitatealeduluisemodific.
Pentruacretesensibilitateacircuituluiputeiconectaunfirsenzormailung.Poatefiosrmneizolatsauuncabluizolat.Senzoruldevineimaieficientdacnpluslegailapmntpolulnegativalbateriei.nacestscopestesuficientsrugaioaltpersoansatingcircuitul.Acumcircuituldetecteazdaccinevatreceprinfaaluilaodistandejumtatedemetru.Ledulclipetelafiecarepas.Lacontactuldirectcucaptulneizolatalfiruluiledullumineazcontinuu.Acestlucrusedatoreazcmpuriloralternativede50Hzprezenteinevitabilncamer.ntradevr,ledulnulumineazcontinuu,ciclipetecuofrecvende50Hz.Pasul7. Ledulcasenzordelumin
Acest senzorde lumin controleaz luminozitateaunui led.Atunci cnd senzoruleste luminat, ledul se aprinde;pentunericrmnestins.Defapt,dacladiodesteaplicattensiunendirecieinverscurentulcareostrbateestepracticnul.De faptexist totuiuncurent invers foarte slab,deex.deordinulctorvananoamperi, care nmodnormalesteneglijabil.FactorulmaredeamplificarealcircuituluiDarlingtonpermitetotuirealizareadeexperimentecucureniextremdeslabi.Astfel,nsuicurentulinversalunuileddepindedeiluminare,iarledulestenacelaitimpofotodiod.Curentulfotoelectricextremdeslaballeduluirouesteamplificatdedoutranzistoarenaamsurnctledulverdeseaprinde.
rou
8|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o
Fig.22:Amplificareacurentuluiinversalledului
ntrun experiment practic este clar c n condiii de iluminare ambiant normal ledul din dreapta este aprins.Umbrirealeduluisenzorcumnadeterminmodificarealuminozitiileduluiindicator.
Fig.23:SenzorulleddeluminPasul8. Luminozitateaconstant
Uneoriestenevoiedecurentconstant,ctmaipuindependentdefluctuaiiledetensiune.Astfelunledarstrlucicuaceeailuminozitatechiardactensiuneabaterieiestemaislab.CircuitulilustratnFig.24esteuncircuitsimpludestabilizare.Ledulroude la intrarestabilizeaztensiuneadebaz lacirca1,8V.Cumtensiuneadebazaemitoruluisemenine n jurulvalorii de 0,6 V, tensiunea la nivelul rezistenei emitorului este de circa 1,2 V. Prin urmare, rezistena determin curentulemitoruluiitotodatcurentuldecolectordecca.2,5mA. Ledurile din circuitul de colector nu au nevoie de o rezisten n serie deoarece curentul lor este regularizat detranzistor.Sursadecurentconstantfuncioneazieacudiferitesarcini.Indiferentdacutilizaiambeleledurialecircuituluidecolectorsauscurtcircuitaiunuldinele,circuituldecolectorrmnestabil.
Fig.24:Sursdecurentstabilizat
Fig.25:Stabilizarealuminozitiiledului
rou verde
rou
galben
verde
9|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o
Verificairezultatelecuajutoruluneibateriinoiiaalteiafoarteuzate.Attatimpctncexistotensiunerezidualluminozitatea ledului rmneaproapeaceeai.Pentruun singur led tensiuneabaterieipoate fimai slabdectpentrudouleduri,naldoileacazfiindnevoiedecelpuin6V.Pasul9. Senzoruldetemperatur
Acestcircuitindicvariaiiledetemperaturprinintermediulluminozitiiledurilor.Estesuficientsatingeisenzoruldetemperaturcudegetul.CircuitulilustratnFig.26reprezintoaazisoglinddecurent.Curentulcarestrbaterezistenade 1 este reflectat n cele dou tranzistoare i reapare, cu aproape aceeai valoare, sub forma curentului de colector altranzistoruluidindreapta.Bazaiemitorulfiind interconectate ncazultranzistoruluidinstnga,automatapareotensiunedebazaemitoruluidecirca0,6V ndireciacurentuluidecolectorpredefinit.Teoretic,celdealdoilea tranzistorar trebuisprezinteacumacelaicurentdecolector,cuexactaceleaidateiaceeaitensiunedebazaemitorului.Practic,ns,deobiceiaparmicidiferene.Oglindadecurentfuncioneaznacelaitimpcasursdecurentconstant.Prinurmare,dacuntailedulverdeluminozitatealeduluigalbenrmneneschimbat.
Fig.26:Oglindadecurent
Fig.27:Tranzistorulcasenzordetemperatur
Circuitulsepoateutilizacasenzordetemperatur.Atingeiunuldintretranzistoarecudegetul.Seproduceonclzirecaremodificcurentuldeieireisemanifestvizibilprinmodificarealuminozitiiledului.nfunciedetranzistorulatins,puteicrete saudescreteuor luminozitatea leduluidindreapta. n funciede temperaturaambiantputeiobineo creteredepnla10oCcuajutoruldegetului,ceeaceestedejadestuldevizibil.Diferenadeluminozitatedevineimaiclardacnclziicugrijunuldintranzistoarecuajutorulunuipistoldelipit.Pasul10. nchidereaideschidereaunuicircuit
Trecem lacircuiteledigitale:spredeosebiredecircuiteleanalogice ncarecantitateadecurentcarecirculestemaimare sau mai mic, circuitele digitale pot fi ori complet nchise, ori complet deschise. Strile nchis i Deschis mai suntreprezentateprinUnuiZero.Circuitulilustrataicipoateficonsideratunkitdebazninformatic.
Circuitelecudoustristabilesenumesccircuitebasculantesaucircuitebistabile.Unledpoatefiaprinssaustins,darniciodat pe jumtate aprins. Fig. 28 ilustreaz un circuit bistabil simplu. n principiu, circuitul const din dou etaje deamplificarecuplatecuretroaciunenchis.
Fig.28:Circuitbasculantbistabil
rou verde
galben
rou verde
10|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o
Circuitulbasculeazspreunadinceledoustriposibile.Dactranzistoruldindreaptaesteconductor,celdinstngaesteblocat i invers.Tranzistorul conductorareo tensiunede colector joas, ntrerupndastfel curentuldebazal celuilalttranzistor.De aceea, odat cuplat o stare de comutare, aceasta rmne stabil pn cnd este schimbat de la unul dincomutatoarelecubuton.
Fig.29:Circuitulbistabil
Aplicaitensiuneadefuncionare.Veiobservacunuldinceledou leduriesteaprins, nsnusepoateprezicecaredintreprisevaactiva.Deobicei,parteasprecarebasculeazcircuitulestedeterminatdediferenadeamplificaredecurentdintretranzistoare.
Acum utilizai un jumper pentru a bloca unul din tranzistoare. Starea selectat se menine i dup nlturareajumperului.CeledoustrimaisuntreprezentateprinSetare(S)iResetare(R),deundeidenumireaRSflipflop.Pasul11. Aprindereaistingerea
UncircuitbistabilpoatefimontatdeasemeneacuajutorulunuitranzistorNPNiaunuiaPNP.Curentuldecolectoralunuitranzistordevinenacelaitimpcurentuldebazalceluilalttranzistor.Deaceea,ambeletranzistoaresuntoriblocate,oriconductoare.Dupactivare,circuitulesteiniialblocat.OscurtacionareacomutatoruluiS1lcomutnstareadeconducie.Aceaststareesteacummemoratisemenineattatimpcttensiuneadefuncionarermneconectat.Tranzistoarelenurevinlastareablocatdectdacsedeconecteaztensiuneadefuncionare.
Fig.30:Stareadeconducieistareablocat
O conexiune scurtS1 vpermite sactivai circuitulaa nct ledul s seaprind.S2,dimpotriv,poatedezactiva
starea de conducie. S3 aprinde ledul, dar n acelai timp anuleaz starea de conducie a tranzistoarelor. Aadar, dupdeschiderealuiS3ledulsestinge.
Fig.31:AprindereasaustingereaPasul12. Semnalizatorulsimetric
Acestsemnalizatorelectronic funcioneazsimetric:dou ledurisuntcomutateautomatdeaamanier nctatuncicnd unul este aprins, cellalt este stins. Circuitul semnalizatorului simetric ilustrat n Fig.32 semai numetemultivibrator.Retroaciunease realizeazprin intermediuladoucondensatoare.Lacondensatoareleelectrolitice trebuies ineicontdepolaritate,deoarecetensiuneamedieacolectoruluirespectivestemaimaredectceaopus,abazei.Stareacircuituluirmnestabilnumaiattatimpctinversareadesarcinacondensatoarelorrmneactiv.Apoicircuitulbasculeazncealaltstare.
verde
11|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o
Cu dou condensatoare electrolitice de 100 F se obine o frecven a intermitenelor foarte slab, cumai puin de cincialternanecompletepeminut.
Fig.32:Multivibratorul
Fig.33:SemnalizatorsimetriclentPasul13. Semnalizatorulsimpluculed
Unsemnalizatordintrunautovehiculcontroleazdeobiceiosingurlamp.Aiciestemontatncuncircuitbasculantautomat. Circuitul necesit un singur condensator. Dou tranzistoare ntrun circuit emitor formeaz un amplificator.Retroaciuneadelaieirelaintraretreceprintruncondensatorcaresencarcisedescarcrepetat.
Fig.34:Multivibratorul
Fig.35:SemnalizatorulledPasul14. Semnalizatorulintermitentled
Acestcircuitproducesemnaleluminoasescurteregulate.Attatimpctcondensatorulrmnencrcat,toateceletreitranzistoare rmnblocate.Tensiuneade labaza tranzistoruluidinmijloc crete lent. La circa +0,6V tranzistoruldinmijlocdevine conductor i furnizeaz curentuldebazpentru tranzistorulPNP.Tensiunea sadecolectorcrete iaprinde ledul. nacelai timp, condensatorul electrolitic furnizeaz un curent de baz pulsatil, puternic i scurt. Tranzistorul din stnga alcircuituluiareroluldeaasigurafrecvenacorectdefuncionareacircuitului.Segenereazcircaunsemnalluminospesecund.
rou verde
verde
12|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o
Fig.36:Circuitulsemnalizatoruluiluminosintermitent
nlturaidincircuit rezistenade1montat nparalelcu ledul:pauzadintresemnalele luminoaseseprelungeteconsiderabil.Tranzistoruldinstngaseblocheaznumai ladescrcareacompletacondensatoruluielectrolitic.Numaiatuncitensiuneadecolectorcretelentipoatepermiteunnouimpuls.
Fig.37:SemnalizatorluminosledPasul15. SenzorultactilMOSFET
Acest circuit cu MOSFET BS170 (metal oxide semiconductor field effect transistor / tranzistor cu efect de cmpsemiconductorcuoxidmetalic)comandunledcuajutoruladouperechidecontactepecareleputeiconectadirectsauprinatingereadegetului.Dupoconexiunescurtacontactelorstarearespectivestemeninutpentruoperioadmailung.
TranzistorulNPNafostprezentatnprimulexperimentcuuncircuitsimpludebaz.Estenevoiedeuncurentdebazcarespermit formareaunuicurentdecolector.UnexperimentsimilarcuMOSFETBS170aratuncomportamentcompletdiferit.MOSFETaretreiterminale:gate (G),surs (S) idrain (D).Dedataaceasta,curentulcomandatnumaidepindedeuncurentdeintrare,cimaidegrabdetensiuneaaplicatntreGiS.Dacexistotensiunepozitivdecirca2Vsaumaimultlagate,tranzistorulesteconductor.Terminalulgateestecompletizolatiformeazuncondensatormicdecirca20pF.Odatgatencrcat,tensiuneasasemeninepentrumulttimp.
Fig.38:CircuitMOSFETdebaz
ConectaiscurtterminaleleAiBpentruancrcagate.Ledulseaprindeirmneaprins.ConectaicontacteleCiDpentruadescrcagate iastinge ledul.Fiecaredintreacestedoustriposibilesemeninepentruoperioad relativ lung.Aadar,experimentuldemonstreazprincipiuldefuncionarealunuiacumulatordinamiccarestocheazdeasemeneaosarcinelectric prin care s ilustreze strile unu i zero. Acest circuit este n acelai timp un comutator tactil simplu deoarece laatingereacontactelorAiBsauCiDareacelaiefectcauncontactdirect.
Atenie!Nudepiiotensiunegatedepeste20Vdeoarecepoateduceladistrugereatranzistorului.Deaceeatrebuiesaveigrij lasarcinaelectrostatic.Atingeimai ntiunterminalcutensiunedefuncionarepentruadeviaoriceeventualsarcin.Estefoartepericulospentrutranzistorcadoupersoanesatingacelaicircuitnacelaitimp.Odiferendesarcinntreceledoupersoanepoatecauzalanivelultranzistoruluiodescrcarecaresldistrug.
verde
13|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o
Fig.39:ncrcareidescrcaregatePasul16. Dimmercusenzor
Adugareaunuicondensatorsuplimentarntregateidrainpermitedeasemeneaistriintermediaredintrecompletnchisicompletdeschis.Dactensiuneagatescade,curentuldrainscadei lafelitensiunea leduluiiarezisteneisale nserie.Prinurmare,tensiuneadraincrete.Acest lucruesteposibilnumaidaccondensatoruleste ncrcat.Oricemodificareatensiuniidraincontracareazomodificareatensiuniigate.Aadar,launcurentdeintrareslabluminozitatealeduluisemodificdoar lent.AtingereacontactelorA iBcrete luminozitatea ledului.Dimpotriv,pentruascdea luminozitatea trebuieatinsecontacteleCiD.Timpuldereacie lacontactultactilestediferit nceledoucazuri.Creterea luminozitiiare locmairapiddectscdereasadeoarecetensiuneadencrcareestemaimare.
Fig.40:Dimmertactil
Fig.41:LuminozitatereglabilPasul17. Electrometrul
Unelectrometruesteunaparatdemsurcaredetecteazsarcinileelectricemici.Obiectelesaupersoanelencrcateelectricsunt nconjuratedeuncmpelectriccarepoate ncrcaobiectele izolate nconjurtoareprin influenelectrostatic.AcestlucruestevalabilipentrugateulizolatalluiBS170.Laintrareacircuituluiesteconectatunfirizolat.Sarcinileelectricedinzona nconjurtoare influeneaz luminozitatea ledului.Puteideex.s frecaiorigldeplasticdeo esturiso inei napropiereacircuitului.Pstraiodistandesigurande10cmpentruaevitadeteriorareatranzistoruluiMOSFET.
Starea iniialeste incert; tranzistorularputeadeci s fiecompletblocat saucompletconductor. nambelecazuriefectulmicilordiferenedetensiunealgateestenul.Deaceeaexistun ntreruptordepornirecucareputeiconectascurtgateidrain.Tensiuneagateseseteaznzonamedianlacca.2V.
14|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o
Fig.42:Electrometrul
Fig.43:DetectareasarcinilorelectricePasul18. Ledurilecacelulefotovoltaice
Acestexperimentprezintoaltmodalitatederealizareaunuisenzorsimplude lumin.DedataaceastautilizaiunBS170.Dou leduri servescdrept senzoride lumin. n capitolul16 seutilizaun led ca senzorde lumin cuajutoruladoutranzistoareNPN ntruncircuitDarlington.Datoritrezisteneisalede intrareaproape infinite,unsingurMOSFETpoate facesingur acelai lucru. ns de data aceasta avei nevoie de dou leduri ca senzori de lumin. Ledurile se utilizeaz ca celulefotovoltaice capabile s furnizeze tensiune. ncepnd de la o tensiune gate de 2 V BS170 devine conductor. n condiii deiluminare suficient, dou leduri pot produce mpreun tensiunea necesar. Efectul se vede chiar la o cretere mic aluminozitii.Experimentaideasemeneaculeduridiferite.Unledverdefurnizeazotensiunecevamaimaredectunulrou.
Fig.44:Ledurilecacelulefotovoltaice
Fig.45:SenzoruldeluminPasul19. Senzoruldetemperaturcucondensator
Puteiutilizauncondensatorceramicde100nFcasenzordetemperatur.Unastfeldecondensatorareuncoeficientmaredetemperatur.Capacitateascadelanclzire.nacestexperimentcomutatorultrebuiesfieiniialnchisiapoideschisdin nou. Tensiunea gate se adapteaz automat la tensiunea de prag de aproximativ 2 V; ledul este aprins. Tensiuneacondensatoruluide100nFestedecirca7V.
Acumatingei foarteuor condensatorul cudegetul.Temperaturava crete.Sarcina stocat n condensator rmneconstant.Dardinmomentcecapacitateascade,tensiuneacondensatoruluicrete,ceeaceducelaoscdereatensiuniigrilei
15|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o
i,prinurmare,acurentuluidrain.Oatingereuoarestesuficientpentruadeterminaoscdereconsiderabilaluminozitiiledului.Acestcircuitreacioneazlavariaiiledetemperaturcuosensibilitatemultmaimaredectcircuitulcutranzistoaredincapitolul18.Atuncicndcondensatorulsenzoruluisercete,ledulrevinelaluminozitateainiial.
Fig46:Evaluareatensiuniicondensatorului
Fig.47:SenzoruldetemperaturPasul20. Iluminareatemporizat
Luminaesteaprinsprinapsareacomutatoruluicubutoniapoirmneaprinstimpdecircaunminut.Trecereadelaluminlantunericesteprogresiv,darrelativrapid.Condensatorulelectroliticsencarcla9Vprinapsareabutonuluiisedescarcprin intermediul rezisteneide470.Atta timp ct tensiunea gateestemaimarede cca.2,6V,TEC conduce ifurnizeazcurentuldebazpentrutranzistorulNPN,iarledulseaprinde.Dactensiuneadeintrarescade,conductivitateaTECscade.OdatcetensiuneadebazatranzistoruluiNPNasczutsubcca.0,6V,numaicirculniciuncurentdecolectornotabililedulsestinge.
Fig.48:Descrcarealentacondensatorului
Fig.49:IluminareatemporizatPasul21. Semnalizatorulprogresiv
Un semnalizator cu led cu fluctuaie progresiv a luminozitii poate avea un efect relaxant dac frecvena esteadecvat.Luminozitateaurmeazocurb sinusoidal.Acestcircuitactiveazcupreciziedou leduri nopoziiede faz.Prinurmare,luminasemodificprogresivalternndntrerouiverde.
verde
verde
16|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o
Fig.50:Oscilatorcudefazare
Laactivareacircuituluicondensatoareleelectroliticesuntncdescrcate.DeciBS170esteblocat,iartranzistorulNPNesteconductor. Iniial lumineaznumai ledulrou.Apoicircuitul ncearcsoscileze launnivel intermediaralcurentului,daroscileazconstantgenerndunsemnalsinusoidalprincaremaintiesteunuldintranzistoareconductoriapoicellalt.
Fig.51:SemnalizatorulprogresivAcesteinstruciunideutilizaresuntopublicaieaGermanElectronicsSRL(Suceveinr.14/201,Oradea,Romnia)iConradElectronicSE(Lindenweg,D92242Hirschau,Germania).Toatedrepturile,inclusivceleaferentetraducerii,suntrezervate.Reproducereaprinoricemijloace,deexempluprinfotocopiere,microfilmare,sauprinintroducereansistemeelectronicedeprocesareadatelor,necesit nprealabilaprobareascrisaeditorului.Retiprirea,chiar iparial,este interzis.Aceste instruciunideutilizare reflectspecificaiile tehnicealeprodusului ladata tipririimanualuluideutilizare.Productorulirezervdreptuldeaoperamodificridenaturtehnicsaudedesignfrontiinareprealabil.
2011byConradElectronicSE&GermanElectronicsSRL(ediianlimbaromn)Toatedrepturilerezervate
rou verde
Top Related