محاسبات مهم در الکترونیک: 7 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

این دستورالعمل قصد دارد برخی از محاسبات مهم مهندسان/سازندگان الکترونیک را که باید از آنها آگاه باشند ، فهرست کند. به صراحت می توان فرمول های زیادی را نام برد که می توانند در این دسته جای گیرند. بنابراین من این دستورالعمل را فقط به فرمول های اساسی محدود کردم.

برای اکثر فرمول های ذکر شده ، پیوندی به ماشین حساب های آنلاین اضافه کرده ام که می تواند به شما کمک کند این محاسبات را به راحتی انجام دهید ، در حالی که وقت گیر و وقت گیر می شود.

مرحله 1: ماشین حساب عمر باتری

هنگام تغذیه پروژه ها با استفاده از باتری ها ، ضروری است که ما مدت زمان مورد انتظار را که یک باتری می تواند مدار/ دستگاه شما را تغذیه کند ، بدانیم. این امر برای افزایش طول عمر باتری و جلوگیری از شکست غیر منتظره پروژه شما مهم است. دو فرمول مهم در این مورد وجود دارد.

حداکثر طول عمر باتری می تواند بار را تغذیه کند

عمر باتری = ظرفیت باتری (mAh یا Ah) / جریان بار (mA یا A)

میزان بار خروجی از باتری

میزان تخلیه C = جریان بار (mA یا A) / ظرفیت باتری (mAh یا Ah)

میزان تخلیه پارامتر مهمی است که تعیین می کند چقدر مدار می تواند با خیال راحت از باتری خارج شود. این معمولاً در باتری مشخص شده یا در برگه داده آن داده می شود.

مثال:

ظرفیت باتری = 2000mAh ، جریان بار = 500mA

عمر باتری = 2000mAh / 500mA = 4 ساعت

میزان تخلیه C = 500mA/2000mAh = 0.25 C

در اینجا یک ماشین حساب آنلاین عمر باتری آورده شده است.

مرحله 2: اتلاف قدرت تنظیم کننده خطی

تنظیم کننده های خطی هنگامی مورد استفاده قرار می گیرند که برای تغذیه مدار یا دستگاه به ولتاژ ثابت نیاز داریم. برخی از تنظیم کننده های محبوب ولتاژ خطی سری 78xx (7805 ، 7809 ، 7812 و غیره) هستند. این تنظیم کننده خطی با کاهش ولتاژ ورودی کار می کند و ولتاژ خروجی ثابت را در خروجی می دهد. اتلاف توان در این تنظیم کننده های خطی اغلب نادیده گرفته می شود. دانستن توان اتلاف شده بسیار مهم است بنابراین طراحان می توانند از هیت سینک ها برای جبران اتلاف توان زیاد استفاده کنند. این را می توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد

اتلاف توان با فرمول داده می شود

PD = (VIN - VOUT) x IOUT

برای محاسبه جریان خروجی

IOUT = PD / (VIN - VOUT)

مثال:

ولتاژ ورودی - 9V ، ولتاژ خروجی - 5V ، خروجی جریان -1A نتیجه

PD = (VIN - VOUT) x IOUT

= (9 - 5) * 1

= 4 وات

ماشین حساب آنلاین برای اتلاف توان تنظیم کننده خطی.

مرحله 3: ماشین حساب تقسیم ولتاژ

از تقسیم کننده های ولتاژ برای تقسیم ولتاژهای ورودی به سطوح ولتاژ مورد نظر استفاده می شود. این برای تولید ولتاژهای مرجع در مدارها بسیار مفید است. تقسیم ولتاژ به طور کلی با استفاده از حداقل دو مقاومت ساخته می شود. درباره نحوه کار تقسیم کننده های ولتاژ بیشتر بدانید. فرمول مورد استفاده در تقسیم ولتاژ عبارتند از:

برای تعیین ولتاژ خروجی Vout = (R2 x Vin) / (R1 + R2)

برای تعیین R2 R2 = (Vout x R1) / (Vin - Vout)

برای تعیین R1 R1 = ((Vin - Vout) R2) / Vout

برای تعیین ولتاژ ورودی Vin = (Vout x (R1 + R2)) / R2

مثال:

Vin = 12 V ، R1 = 200k ، R2 = 2k

Vout = (R2 x Vin) / (R1 + R2)

Vout = (2k x 12)/(200k+2k)

=0.118

= 0.12 ولت

مرحله 4: ماشین حساب زمان بندی RC

مدارهای RC برای ایجاد تاخیر زمانی در بسیاری از مدارها استفاده می شود. این به دلیل تأثیر مقاومت است که بر جریان شارژ جریان یافته به خازن تأثیر می گذارد. هرچه مقاومت و خازن بیشتر باشد ، زمان بیشتری برای شارژ شدن خازن طول می کشد و این به عنوان تاخیر نشان داده می شود. این را می توان با استفاده از فرمول محاسبه کرد.

برای تعیین زمان در ثانیه

T = RC

برای تعیین R

R = T / C

برای تعیین C

C = T / R

مثال:

R = 100K ، C = 1uF

T = 100 x 1 x 10^-6

T = 0.1 میلی ثانیه

این ماشین حساب آنلاین ثابت زمان RC را امتحان کنید.

مرحله 5: مقاومت LED

LED ها بسیار رایج هستند مدارهای الکترونیکی. همچنین LED ها اغلب با مقاومت سری محدود کننده جریان برای جلوگیری از آسیب جریان اضافی جریان استفاده می شوند. این فرمول برای محاسبه مقدار مقاومت سری استفاده شده با LED است

R = (Vs - Vf) / اگر

مثال

اگر از LED با Vf = 2.5V ، If = 30mA و ولتاژ ورودی Vs = 5V استفاده می کنید. سپس مقاومت خواهد بود

R = (5 - 2.5 ولت) / 30 میلی آمپر

= 2.5 ولت / 30 میلی آمپر

= 83 اهم

مرحله 6: مولتی ویبراتور Astable و Monostable با استفاده از IC 555

555 IC یک تراشه همه کاره است که کاربردهای گسترده ای دارد. درست از طریق تولید امواج مربعی ، تعدیل ، تاخیرهای زمانی ، فعال سازی دستگاه ، 555 می تواند همه را انجام دهد. Astable و Monostable دو حالت متداول هستند که به 555 می رسد.

مولتی ویبراتور Astable - پالس موج مربعی را به عنوان خروجی با فرکانس ثابت تولید می کند. این فرکانس توسط مقاومتها و خازنهای مورد استفاده در آن تعیین می شود.

با مقادیر RA ، RC و C داده شده. چرخه فرکانس و وظیفه را می توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد

فرکانس = 1.44 / ((RA +2RB) C)

چرخه وظیفه = (RA + RB) / (RA + 2RB)

با استفاده از مقادیر RA ، RC و F ، ظرفیت را می توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد

خازن = 1.44 / ((RA + 2RB) F)

مثال:

مقاومت RA = 10 اهم ، مقاومت RB = 15 اهم ، ظرفیت C = 100 میکرو فاراد

فرکانس = 1.44 / ((RA+2RB)*ج)

= 1.44 / ((10k+2*15k)*100*10^-6)

= 1.44 / ((40k)*10^-4)

= 0.36 هرتز

چرخه وظیفه = (RA+RB)/(RA+2RB)

= (10k+15k)/(10k+2*15k)

= (25 هزار)/(40 هزار)

=62.5 %

مولتی ویبراتور یکپارچه

در این حالت IC 555 هنگامی که ورودی ماشه کم می شود ، برای مدت معینی سیگنال بالایی تولید می کند. برای ایجاد تاخیر در زمان استفاده می شود.

با R و C داده شده ، می توان زمان تأخیر را با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد

T = 1.1 x R x C

برای تعیین R

R = T / (C x 1.1)

برای تعیین C

C = T / (1.1 x R)

مثال:

R = 100k ، C = 10uF

T = 1.1 x R x C

= 1.1 x 100k x10uF

= 0.11 ثانیه

در اینجا ماشین حساب آنلاین برای چند لرزه گیر Astable و مولتی ویبراتور Monostable است

مرحله 7: مقاومت ، ولتاژ ، جریان و قدرت (RVCP)

ما از اصول اولیه شروع می کنیم. اگر با وسایل الکترونیکی آشنا شدید ، ممکن است این حقیقت را بدانید که مقاومت ، ولتاژ ، جریان و قدرت همه به هم مرتبط هستند. تغییر یکی از موارد بالا ، مقادیر دیگر را تغییر می دهد. فرمول محاسبه این است

برای تعیین ولتاژ V = IR

برای تعیین جریان I = V / R

برای تعیین مقاومت R = V / I

برای محاسبه توان P = VI

مثال:

بیایید مقادیر زیر را در نظر بگیریم

R = 50 ولت ، I = 32 میلی آمپر

V = I x R

= 50 x 32 x 10^-3

= 1.6 ولت

سپس قدرت خواهد بود

P = V x I

= 1.6 x 32 x10^-3

= 0.0512 وات

در اینجا یک ماشین حساب قانون اهم برای محاسبه مقاومت ، ولتاژ ، جریان و قدرت آمده است.

من این دستورالعمل را با فرمول های بیشتری به روز می کنم.

نظرات و پیشنهادات خود را در زیر بگذارید و به من کمک کنید تا فرمول های بیشتری به این دستورالعمل اضافه کنم.