Elektronika z robotiko

IP-EZR

http://m.os-mk.si

Plan dela

  1. polletje: Teorija + vaje
  2. polletje Končni izdelek

Ocenjevanje

Število ocen: min 5

Ustno: min 3
Vprašan pokaže svoj zvezek in svoje učne liste

Pisno: min 1

Izdelek: 1

Bonus 5: Priprava in doseženo najmanj predzadnje mesto na tekmovnaju iz el.

Končni izdelek

A) Skupni izdelek
(Po koncu ga neseš domov. Material ca: 20€)

B) Poljubni izdelek - kit komplet
Pogoj: se spajka in se ga programira(mikrokrmilnik)

C) Čez celo leto izdelaš pri krožku večji in zahtevnejši projekt

Za B ali C obvezno želen izdelek pred kupovanjem materiala predstavi učitelju!

Teorija

  1. Tok & Napetost
  2. Orodje
  3. Upornik
  4. Kondenzator
  5. Tuljava
  6. Dioda
  7. Tranzistor
  8. Tiskano vezje
  9. Integrirano vezje
  10. Mikročip & Mikroprocesor

Preden začnemo

Pri predmetu potrebuješ:
  • Zvezek - brezčrtni
    Lahko istega kot za TIT
  • Svinčnik
  • Šilček
  • Radirka

Tok & Napetost

Tok = Kako močno.
Oznaka: I
Enota: A - amper
Merimo z: Ampermetertrom

Ampermeter

Ampermeter - vezava

Tok & Napetost

Napetost = Kako hitro.
Oznaka: U
Enota: V - volt
Merimo z: Voltmetrom

Voltmeter

Voltmeter - vezava

AC/DC


DC - Enosmerna napetost / AC - Izmenična napetost

Orodje

Multimeter

Orodje

Prototipna ploščica / protoboard

Orodje

Spajkalnik

Orodje

Pištola za vroč zrak

Orodje

Spajka

Orodje

Pletenica / Solder wick

Orodje

Termoskrčljiva cev / Skrčka / Bužirka

Orodje

Flux / Kalafonia

Orodje

Ščipalke

Orodje

Primež

Orodje

Pinceta

Orodje

Stabiliziran usmernik

Orodje

Osciloskop

Upornik

Vsak element znotraj električnega kroga
tvori nek določen električni upor

Element, katerega namen je tvorjenje upora
imenujemo upornik. (ANG: resistor)

Videz upornika

Upor v shemi in enačbi

Enota:

Merimo z

Ohmmeter

Identifikacija

Učinek upora

  • Električna energija se spreminja v toploto
  • Električna napetost pade

Nadomestni upor - Zaporedna vezava

Upori se seštevajo

$R={R_1}+{R_2}+...+{R_n}$

Nadomestni upor - Vzporedna vezava

Obratna vrednost je enaka
vsoti obratnih vrednosti posameznih

${\textbf{1} \over \textbf{R}}={1 \over R_1}+{1 \over R_2}+...+{1 \over R_n}$

$\textbf{R}={1 \over {1\over R_1}+{1\over R_2}+...+{1\over R_n}}$

$\textbf{R}={({R_1}^{-1}+{R_2}^{-1}+...+{R_n}^{-1})}^{-1}$

Ohmov zakon

$U=R*I$
$V=\Omega*A$

$I = {U \over R}$
$R = {U \over I}$

1. Primer


Kakšno napetost potrebujemo,
da bo čez upornik 10Ω tekel tok 1A?

$U=R*I$
$\fbox{?}V=10\Omega*1A$
$U=10V$

2. Primer


Kakšno upornik potrebujemo,
da bo čez upornik tekel tok 2A pri napetosti 5V

$U=R*I$
$R = {U \over I}$
$\fbox{?}\Omega = {5V \over 20A}$
$R = 2,5\Omega$

3. Primer


Kakšno tok teče,
če imamo upornik 470Ω in napetost 5V

$U=R*I$
$I = {U \over R}$
$\fbox{?}A = {5V \over 470\Omega}$

$I = 0,010638298A \Leftrightarrow I = 10,638mA$

Viri električnega toka

  • Baterija
  • Akumolator
  • Napajalnik
  • Dinamo
  • Alternator
  • ...

Pri tem predmetu se bomo ukvarjali le z enosmernimi viri

Zaporedna vezava vira

Skupna napetost vira je vsota
vseh napetosti priključenih virov

$U={U_1}+{U_2}+...+{U_n}$

Izogibamo se vezavi virov z različno kapacitetno zmoglivostjo.

Vzporedna vezava vira

Skupna tokovna kapaciteta vira je vsota
vseh kapacitet priključenih virov

$I={I_1}+{I_2}+...+{I_n}$

NE vežimo virov različnih napetostih!

Vezava napajalnikov

Več napajalnikov NE smemo vezat skupaj!

Tok in napetost na posameznih uporih v vezavi

Zaporedna vezava

Skupna napetost vira je vsota
vseh padcev napetosti

$U={U_1}+{U_2}+...+{U_n}$


Tok ostaja enak

$I={I_1}={I_2}=...={I_n}$

Če še upoštevamo ohmov zakon

${U_1}={R_1}*I$
${U_2}={R_2}*I$
...
${U_n}={R_n}*I$

$U={R_1}*I+{R_2}*I+...+{R_n}*I$

$U=I*({R_1}+{R_2}+...+{R_n})$

$U={R_N}*I$

Primer 1.

Imamo zaporedno 100Ω in 220Ω, Napetost vira 12V
Kolikšna je napetost na posameznem uporu?

$U={U_1}+{U_2}$

${U_1}={R_1}*I$
${U_2}={R_2}*I$

$U={R_1}*I+{R_2}*I$

$U=I*({R_1}+{R_2})$

Primer 1.

$12V=\fbox{?}A*(100\Omega+220\Omega)$

$12V=\fbox{?}A*320\Omega$

$\fbox{?}A={12V \over 320\Omega}$

$I=0,0375A$

${U_1}={100\Omega}*0,0375A=3,75V$
${U_2}={220\Omega}*0,0375A=8,25V$

$12V=3,75V+8,25V\space\checkmark$

Vzporedna vezava

Skupen tok je vsota vseh tokov
Napetost ostaja enaka

Dioda

Beseda iz starogrščine δίοδος díodos - prehod,pas,pot,skozi

Pol prevodniški element - tok prevaja le v eno smer!

Poznamo več vrst diod. Npr Zener,Schottky,pn,foto,LED...

Uporaba: zaščita, porezava signala, padec napetosti...

Vrste diod

Dioda - Graetz

Dioda - LED

Kondenzator

Shranjuje energijo v obliki el. polja

Simbol: C (capacitor)

Enota kapacitivnosti: Farad

Polarizirani in nepolarizirani

Uporaba: Hranjenje energije, nihajni krog, odstranjevanje šuma...

Vrste kondenzatorjev

Kondenzator - Vzporedna vezava

$C={C_1}+{C_2}+...+{C_n}$

Kondenzator - Zaporedna vezava

${\textbf{1} \over \textbf{C}}={1 \over C_1}+{1 \over C_2}+...+{1 \over C_n}$

Tranzistor

  • polprevodniški elektronski element
  • eden ključnih gradnikov sodobne elektronike
  • uporabljen v praktično vsaki elektronski napravi
  • Uporaba: ojačevanje, preklapljanje, uravnavanje napetosti, modulacijo signalov...
https://youtu.be/7ukDKVHnac4

Logični operatorji

(logična vrata)

Element, ki logičnim stanjem na vhodnih sponkah priredi ustrezno logično stanje na izhodni sponki.

IN / AND

ABA in B
000
010
100
111

ALI / OR

ABA ali B
000
011
101
111

NE / NOT

Ane A
01
10

izključujoči ALI / XOR

ABA xor B
000
011
101
110

NE-IN / NAND

ABA nand B
001
011
101
110

NE-ALI / NOR

ABA nor B
001
010
100
110

Integrirano vezje

Več logičnih vrat skupaj. = Logično vezje.
Logično vezje skrito v čipu. = Integrirano vezje.