FILOZOFSKI FAKULTT U RIJI ODSJK ZA POLITHNIKU PRAKTIKUM LKTRONIK (upute za vježbe) Rijeka, 2005.
SADRŽAJ Vježba 1. UPOZNAVANJ S OZNAKAMA I PARAMTRIMA OSNOVNIH LKTRONIČKIH LMNATA... 3. 1.1 Određivanje parametara otpornika... 3. 1.2 Određivanje parametara kondenzatora... 5. 1.3 Određivanje parametara dioda... 6. 1.4 Određivanje parametara tranzistora... 7. Vježba 2. SPOJ TRANZISTORA KAO SKLOPK... 8. Vježba 3. SVJTLĆI DISPLJ... 10. Vježba 4. NAIZMJNIČNO TITRAJUĆI SVJTLOSNI SIGNAL PRIMJNOM TRANZISTORA KAO SKLOPK... 11. Vježba 5. NAIZMJNIČNO TITRAJUĆI SVJTLOSNI SIGNAL PRIMJNOM INTGRIRANOG SKLOPA N 555... 13. Vježba 6. NISKOFRKVNTNI OSILATOR... 15. Prilog: Povezanost kontakata na ploči GL-11... 17.
VJŽA 1: UPOZNAVANJ S OZNAKAMA I PARAMTRIMA OSNOVNIH LKTRONIČKIH LMNATA 1.1 Određivanje parametara otpornika Otpornici su pasivni elektronički elementi čiji je osnovni zadatak stvaranje električnog otpora u strujnim krugovima. Za njihovu se izradu koriste materijali s vrlo visokim specifičnim otporom kao što su npr. grafit, konstantan, cekas i dr. Otpornici se proizvode kao standardizirane komponente. Najvažniji parametri otpornika su: 1. nazivna vrijednost električnog otpora otpornika, 2. nazivna snaga otpornika. Nazivna vrijednost električnog otpora otpornika obilježava se na samom otporniku na dva načina : slovima i bojama. Nazivna je snaga otpornika obilježena petim prstenom, a ukoliko tog prstena nema snaga je definirana dimenzijama otpornika. 1. znamenka 2. znamenka broj nula snaga tolerancija oja 1. prsten 2. prsten 3. prsten Tolerancija rna 0 0 - Smeđa 1 1 1 rvena 2 2 2 Narandžasta 3 3 3 Ako nije označena Žuta 4 4 4 onda iznosi 20 % Zelena 5 5 5 Plava 6 6 6 Ljubičasta 7 7 7 Siva 8 8 8 ijela 9 9 9 Srebrna - - 0.01 10 % Zlatna - - 0.11 5 % 3
Zadatak: Odrediti vrijednosti otpora otpornika koristeći se oznakama na otpornicima te provjeriti dobivene rezultate korištenjem univerzalnog mjernog instrumenta. Otpornik 1. 2. 3. 4. 5. 1. oja 2. prstena 3. 4. Otpor prema oznakama Tolerancija Snaga Izmjereni otpor Usporediti rezultate dobivene mjerenjem mjernim instrumentom i korištenjem oznaka na otpornicima. 4
1.2 Određivanje parametara kondenzatora Kondenzatori su pasivni elektronički elementi koji se odlikuju svojstvom električnog kapaciteta. U ovisnosti o materijalu od kojeg su napravljeni dijele se na keramičke, zračne, folijske i elektrolitske. Kondenzatori se proizvode kao standardizirane komponente. Najvažniji parametri kondenzatora su: 1. električni kapacitet, 2. radni napon, 3. ispitni napon, 4. frekvencija izmjenične struje. Vrijednosti parametara kondenzatora mogu biti napisane na samom elementu ili označene bojama slično kao i kod otpornika. Ukoliko je upotrebljeno označavanje bojama tada je vrijednost dana u piko faradima [pf], a peti prsten označava nazivni napon. oja Znamenka roj nula Tolerancija Temp. koef. rna 0-20 % 0 Smeđa 1 1 1 % 30 rvena 2 2 2 % 80 Narandžasta 3 3 150 Žuta 4 4 220 Zelena 5 5 5 % 330 Plava 6 6 170 Ljubičasta 7 7 150 Siva 8 8 30 ijela 9 9 500 Zadatak: Skicirati nekoliko različitih kondenzatora te odrediti njihove parametre na osnovu oznaka na kondenzatorima. Kondenzator 1. 2. 3. 4. Skica kondenzatora Proizvođač Kapacitet Napon Temperatura 5
1.3 Određivanje parametara dioda Poluvodičke diode se sastoje od PN strukture koja se, pri priključenom naponu, ponaša kao električni ventil, odnosno posjeduje ispravljačka svojstva. Parametri dioda navedeni su na samim komponentama prema sljedećim specifikacijama: Prvo slovo A germanij silicij P foto dioda Ostala slova Y ispravljačka dioda Z zener dioda Troznamenkasti broj iza slova označava tip i ovisi o proizvođaču. Zadatak: Skicirati nekoliko različitih dioda, prema oznakama na diodama odrediti njihove parametre. Dioda 1. 2. 3. 4. Skica diode Oznake i objašnjena 6
1.4 Određivanje parametara tranzistora Tranzistori spadaju među aktivne elektroničke elemente građene od poluvodiča germanija i silicija. Osnovna podjela je na bipolarne i unipolarne tranzistore. Po tipu razlikuju se PNP i NPN tipovi tranzistora. Svaki tranzistor ima tri elektrode: emiter (), bazu () i kolektor (). Parametri tranzistora navedeni su na samim komponentama prema sljedećim specifikacijama: Prvo slovo A germanij silicij nisko-frekvencijski tranzistor za male snage D nisko-frekvencijski tranzistor za velike snage F visoko-frekvencijski tranzistor Ostala slova S sklopni tranzistor P foto tranzistor U visoko-frekvencijski tranzistor T unipolarni (FT) tranzistor Tranzistor je bipolarni ukoliko na nije navedeno da je unipolarni. Troznamenkasti broj iza slova označava tip i ovisi o proizvođaču. Položaj emitera, baze i kolektora se određuje prema sljedećim crtežima (pogled odozdo): Zadatak: Skicirati nekoliko različitih tranzistora te prema oznakama na njima odrediti njihove parametre. Tranzistor 1. 2. 3. 4. Skica tranzistora Oznake i objašnjena 7
VJŽA 2: SPOJ TRANZISTORA KAO SKLOPK Zadatak 1.: Spojiti strujni krug prema slici. Položaj emitera, baze i kolektora tranzistora odrediti prema prikazanom crtežu tranzistora. + 9 [V] 22 [kω] 107 Na osnovu provedenog pokusa opisati na koji način tranzistor radi kao sklopka: Zadatak 2.: Spojiti strujni krug prema slici. Položaj emitera, baze i kolektora tranzistora odrediti prema prikazanom crtežu tranzistora. + 9 [V] 220 [µf] 22 [kω] 107 8
Na osnovu provedenog pokusa opisati do kakvih razlika u odnosu na spoj iz zadatka 1. u ovom slučaju dolazi te objasniti uzroke tih promijena: Popis materijala i instrumenata koji se koriste u vježbi: - baterija 9 V D - tranzistor 107 (1 kom.) - otpornik R = 22 [kω] (1 kom.) - kondenzator = 220 [µf] - LD dioda - project board 9
VJŽA 3: SVJTLĆI DISPLJ Svjetleći displej omogućava prikaz proizvoljnog broja od 0 do 9. Željeni se broj dobiva tako da se segmenti od kojih se taj broj sastoji priključe na istosmjerni napon tako da se omogući propusna polarizacija dioda u segmentu. Zadatak: Spojiti strujni krug u kojem se nalazi priloženi displej na takav način da se na njemu ispiše po volji odabrani broj u crvenoj ili zelenoj boji. zeleni segmenti - + seg. - + seg. 9 0 d 9 5-9 1 b 9 6 e 9 2 h 9 7 g 9 3 a 9 8 f 9 4 c b e 0 1 2 3 4 a d c f g h 5 6 7 8 9 crveni segmenti - + seg. - + seg. 5 0 d 5 5 e 5 1 b 5 7 g 5 2 h 5 8 f 5 3 a 5 9-5 4 c Popis materijala i instrumenata koji se koriste u vježbi: - izvor napajanja +4,5 V D (baterija) - displej (1 kom.) - project board 10
VJŽA 4: NAIZMJNIČNO TITRAJUĆI SVJTLOSNI SIGNAL PRIMJNOM TRANZISTORA KAO SKLOPK Naizmjenično titrajući svjetlosni signal izveden je na principu diferencijalnog pojačala te radi kao strujna sklopka. Ukoliko dioda D 1 svijetli, tranzistor T 1 je otvoren dok je tranzistor T 2 zatvoren. Kondenzator 1 je u tom slučaju spojen na negativni pol izvora preko tranzistora T 1 te se puni preko otpornika R 2. Kondenzator 2 također je spojen na negativni pol izvora preko tranzistora T 1 te se puni preko otpornika R 4 i diode D 2. udući da je napon kondenzatora 1 priključen na bazu tranzistora T 2, nakon određenog se vremena tranzistor T 2 otvara. Otvaranje tog tranzistora uvjetuje pojavu napona kondenzatora 2 na tranzistoru T 1 između baze i emitera (+ napona je spojen na bazu tranzistora). Ovakva polarizacija baze i emitera tranzistora T 1 dovodi do njegovog zatvaranja u istom trenutku kad se otvara tranzistor T 2. Posljedica ove promjene je gašenje diode D 1 i paljenje diode D 2. Nakon toga se na kondenzatoru 2 počinju stvarati naponski uvjeti za ponovno otvaranje tranzistora T 1 i ciklus se ponavlja. Zadatak: Spojiti strujni krug prema slici. Promjenom vrijednosti otpornika R 2 i R 3 mijenjati vrijeme punjenja kondenzatora 1 i 2 te uočiti promjenu u brzini paljenja i gašenja LD dioda. 100 [Ω] 100 [Ω] 100 [Ω] 100 [Ω] + 9 [V] 47 [Ω] 47 [Ω] 22 [kω] R2 R3 22 [kω] D1 220 [µf] 220 [µf] + + D2 1 2 T1 T2-11
Položaj emitera, baze i kolektora tranzistora određuje se prema sljedećim crtežima (pogled odozdo): Kako se odnosi brzina paljenja i gašenja LD dioda prema veličini otpornika R 2 i R 3? Popis materijala i instrumenata koji se koriste u vježbi: - izvor napajanja +9 V D (baterija) - LD diode (2 kom.) - otpornici R 2 = R 3 = 22 [kω] / 2,2 [kω] (2 kom.) R = 100 [Ω] (4 kom.) R = 47 [Ω] (2 kom.) - kondenzatori 1 = 2 = 220 [µf] - tranzistori 107 (2 kom.) - project board 12
VJŽA 5: NAIZMJNIČNO TITRAJUĆI SVJTLOSNI SIGNAL PRIMJNOM INTGRIRANOG SKLOPA N 555 Naizmjenično titrajući svjetlosni signal izveden je pomoću integriranog sklopa N 555 koji radi kao oscilator (astabilni multivibrator) vrlo niske frekvencije koju prate dvije diode D 1 i D 2 spojene na izlazu iz sklopa (nožica br. 3 integriranog sklopa N 555). Za rad integriranog sklopa potrebna su dva otpornika R 1 i R 2 i elektrolitski kondenzator 1. Pomoću kondenzatora 1 i otpornika R 2 možemo mijenjati frekvenciju uključivanja dioda D 1 i D 2. Otpornici R 3 i R 4 ograničavaju struju dioda D 1 i D 2, koja ovisi o iznosu priključenog napona (u ovom slučaju 4,5 V D). Zadatak: Spojiti strujni krug prema slici. Promjenom vrijednosti otpornika R 2 s 200 [kω] na 100 [kω] promijeniti frekvenciju uključivanja dioda D 1 i D 2 te uočiti i opisati tu promjenu. 2,2 [kω] R 1 D 1 4 7 8 R 3 330 [Ω] 200 [kω] R 2 N 555 6 2 1 3 R 4 330 [Ω] 4,5 [V] 4,7 [µf] 1 D 2 8 7 6 5 Raspored nožica integriranog sklo-pa N 55 određuje se prema shemi prika-zanoj na slici desno (pogled odozgo): N 555 1 2 3 4 13
Kako se odnosi brzina paljenja i gašenja dioda D 1 i D 2 prema veličini otpornika R 2? Popis materijala i instrumenata koji se koriste u vjebi: - izvor napajanja +4,5 V D (baterija) - LD diode (2 kom.) - otpornici R1 = 2,2 [kω] R2 = 200 [kω] / 100 [kω] R3 = R4 = 330 [Ω] - kondenzator 1 = 4,7 [µf] - integrirani sklop N 555 (1 kom.) - project board 14
VJŽA 6: NISKOFRKVNTNI OSILATOR Niskofrekventni oscilator (elektronički tongenerator ili zujalica) jedan je od jednostavnijih elektroničkih sklopova koji se mogu napraviti korištenjem osnovnih elektroničkih elemenata. Zadatak: Spojiti strujni krug prema priloženoj shemi. Mijenjanjem vrijednosti potenciometra ispitivati utjecaj promjene otpora u ulaznom krugu spoja na promjenu napona na zvučniku (jačinu zvuka dobivenog na zvučniku). 0,15 µf V 0,5 W 8 Ω 107 25 kω 327 + 4,5 V 20 kω 56 kω R [kω] 0 5 10 15 20 25 U [V] Pri kojoj je vrijednosti promjenjivog otpora R zvuk dobiven na zvučniku najjačeg, a pri kojoj vrijednosti najmanjeg intenziteta? najjači intenzitet zvuka: najslabiji intenzitet zvuka: 15
Popis materijala i instrumenata koji se koriste u vjebi: - izvor napajanja +4,5 V D (baterija) - zvučnik 0,5 [W] / 8 [W] - potenciometar 25 [kω] linearno - otpornici R1 = 20 [kω] R2 = 56 [kω] - kondenzator 1 = 0,15 [µf] - tranzistori 107 i 327 - univerzalni mjerni instrument - project board 16
PRILOG Povezanost kontakata na ploči GL-11: 17