Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor...
Transcript of Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor...
![Page 1: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/1.jpg)
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia1
Bevezetés az elektronikába:Egyszerű tranzisztoros kapcsolások
HobbiElektronika
![Page 2: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/2.jpg)
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia2
Felhasznált irodalom Torda Béla: Bevezetés az elektrotechnikába 2.
F-alpha.net: The Multvibrator
P. Falstad: Circuit simulaton
CONRAD Elektronik: Elektronikai kíséletező készlet útmutatója
![Page 3: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/3.jpg)
Tranziens jelenségek
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia3
Az előző fejezetben csupán az áramkörök állandósult állapotaival foglalkoztunk (ki- vagy bekapcsolt állapot), magával az átmenet jelenségével nem.
Az átmenet jelenségek túlmutatnak az egyenáramú hálózatok területén: a fellépő áramok és feszültségek időbeli változást mutatnak.
A jelenségek megértéséhez meg kell ismerkednünk két további áramköri elemmel: kondenzátor és tekercs.
![Page 4: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/4.jpg)
A kondenzátor
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia4
A kondenzátor jellemzője a töltéstároló-képesség (kapacitás). Két, egymástól elszigetelt elektródából áll („fegyverzetek”), melyek közöt a felhalmozot töltések elektromos teret hoznak létre. A kondenzátor feltöltése után a töltések áramlása megszűnik, tehát egyenáramú körben szakadásként viselkedik.A kapacitás jele: C (a latn capacitas szó kezdőbetűje)A kapacitás mértékegysége: farad, mértékegységének jele: F. (1 F a kapacitás, ha a fegyverzeteken 1 Coulomb töltést felhalmozva 1 V feszültség mérhető). Kisebb egységei: µF (mikrofarad = 10-6 F), nF (nanofarad = 10-9 F), pF (pikofarad = 10-12 F). A kondenzátor időben változó feszültsége és árama közöt összefüggés: Vannak polarizált kondenzátorok (pl. elektrolit-kondenzátorok), melyeknél ügyelni kell a bekötésre. Ügyelnünk kell a kondenzátorok átütési feszültségére is!
Nem polarizált, polarizált, változtatható és hangoló (trimmer) kondenzátor rajzjele.
![Page 5: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/5.jpg)
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia5
Bekapcsolási jelenségek soros RC körben
Ha t = 0 pillanatban zárjuk a kapcsolót, uK, uR és uC időbeli lefolyása: uK = egységugrás,
= ∙ − = (1− − ) és
Ahol τ = R · C, az ún. időállandó
![Page 6: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/6.jpg)
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia6
Kikapcsolási jelenségek soros RC körben
Kisütés : Ha a feltöltöt kondenzátort a soros ellenállással t = t1 pillanatban rövidre zárjuk, egy kikapcsolási tranziens folyamat játszódik le.
uK = negatv egységugrás,
és
ahol τ = R · C, az ún. időállandó
![Page 7: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/7.jpg)
A tekercs (induktivitás)
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia7
Légmagos és vasmagos tekercs rajzjele.
![Page 8: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/8.jpg)
Bekapcsolási jelenségek soros RL körben
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia8
![Page 9: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/9.jpg)
Kikapcsolási jelenségek soros RL körben
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia9
Ha állandósult áramú tekercset a soros ellenállással t = t1 pillanatban rövidre zárjuk, egy kikapcsolási tranziens folyamat játszódik le. A kikapcsolás pillanatában Uk nullára vált:, melynek megoldása: .
![Page 10: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/10.jpg)
Késleltetett kikapcsolás
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia10
Ez a kapcsolás a CONRAD Elektronik elektronikai kísérletező készletének egyik mintapéldája.
A nyomógomb lenyomásakor a LED azonnal kigyullad. A nyomógomb elengedésekor a kondenzátorban tárolt töltés egy ideig még képes fenntartani a nyitó bázisáramot, majd a LED fénye fokozatosan csökkeni kezd, ahogy a kondenzátor kisül.
Építési tanácsok: 5 V-os tápfeszültség esetén az ellenállások értékét
felezzük meg! PNP tranzisztort is használhatunk, de az áramforrás,
a LED és a kondenzátor polaritását ellenkezőjére kell váltani!
Ügyeljünk a tranzisztor bekötésére!
![Page 11: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/11.jpg)
A késleltető megépítése
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia11
Az ábrán egy lehetséges elrendezést mutatunk be.
Hozzávalók:1 db NPN tranzisztor (pl. PN2222A)1 db LED1 db 100 µF ELKO1 db nyomógomb1 db 22 k ellenállás1 db 1 k ellenállás
Dugaszolós próbapanel, áramforrás, vezetékek
Link: video a működésről
![Page 12: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/12.jpg)
Késleltető - szimuláció
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia12
A htp://www.falstad.com/circuit/ címen elérhető áramkör szimulátor segítségével vizsgáljuk a kapcsolás működését!
A kapcsoló zárásakor a kondenzátor feltöltődik, emiat a nyomógomb elengedése után is világít a LED egy ideig, amíg a kondenzátor ki nem sül.
Az ábrán a nyomógomb felengedése utáni állapot látható, amikor a kondenzátor még feltöltöt állapotban van.
![Page 13: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/13.jpg)
Tranzisztoros multivibrátorok
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia13
Az elektronikus kapcsolások fontos területét képviselik a tranzisztoros billenőkörök.Ha két kapcsoló üzemű tranzisztort úgy csatolunk egymáshoz, hogy azok nyitáskor kölcsönösen letltsák a másikat, akkor multvibrátorról beszélünk. Amikor T1 kinyit, a T2 tranzisztort lezárja. Amikor T2 kinyit, a T1 tranzisztort lezárja.
A tranzisztorok tehát felváltva vezetnek.
A CE1, CE2 csatolóelemektől függően az áramkör viselkedése más-és más lehet:
CE1 CE2 Az áramkör Tipikus alkalmazás
Ellenállás Ellenállás Bistabil multvibrátor Bináris tárolócella
Kondenzátor Ellenállás Monostabil multbvibrátor Időzítő
Kondenzátor Kondenzátor Astabil multvibrátor Rezgéskeltő
![Page 14: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/14.jpg)
Multivibrátorok
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia14
Tranzisztoros billenőkörökBistabil multvibrátor: Két stabil állapota van, amelyeket a nyomógombokkal aktválhatunk. A két nyomógomb nem lehet egyszerre lenyomva (határozatlan állapothoz vezetne)!
Astabil multvibrátor: Nincs stabil állapota, a tranzisztorok egymást indítják (négyszögjel oszcillátor). A működési frekvenciát az RC kör időállandója szabja meg.
Monostabil multvibrátor: Egy stabil és egy metastabil állapota van. Nyugalmi állapotban T2 vezet, LED2 világít. A nyomógomb megnyomásakor T1 kinyit, T2 ideiglenesen lezár (metastabil állapot). A kondenzátor kisülése után T2 ismét kinyit, T1 pedig lezár (stabil alaphelyzet).
![Page 15: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/15.jpg)
Bistabil multivibrátor
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia15
Az alábbi ábrán a PN2222A NPN tpusú tranzisztorokkal megvalósítot kapcsolás egy lehetséges elrendezését mutatjuk be.
Figyeljünk rá, hogy a CONRAD építőkészletben található BC547 tranzisztorok bekötése etől eltérő! Emiat azokat a rajzon látothoz képest 180 fokkal elforgatva kell bedugni (C – E pozíciócsere).
BC3372N2222
BC3372N2222
![Page 16: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/16.jpg)
Bistabil multivibrátor
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia16
BC337 vagy2N2222BC337
2N2222 2N2222 így, BC337 fordítva!
LED anód
E C E C
![Page 17: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/17.jpg)
Bistabil multivibrátor
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia17
BC337 vagy2N2222BC337
2N2222
1k 22k
![Page 18: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/18.jpg)
Bistabil multivibrátor
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia18
BC337 vagy2N2222BC337
2N2222
![Page 19: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/19.jpg)
Bistabil multivibrátor
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia19
BC337 vagy2N2222BC337
2N2222
![Page 20: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/20.jpg)
Bistabil multivibrátor
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia20
BC337 vagy2N2222BC337
2N2222
A nyomógombok bekötése GND és a tranzisztorok bázisa közé
![Page 21: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/21.jpg)
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia21
Bistabil multivibrátor- szimulációA htp://www.falstad.com/circuit/ címen elérhető áramkör szimulátor Circuits/Transistors/Multvibrators/Bistable Multvib (Flip-Flop) mintapéldája
A set, illetve reset bemenetekre katntva az egér bal gombjával, a kimenetet H (magas), illetve L (alacsony) szintű állapotba billenhetjük.
Set = beállításReset = helyreállításH = highL = low
Megjegyzés: Gyakorlat felhasználáskor az ellenállások értéke megtzszerezhető!
![Page 22: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/22.jpg)
Két LED-es villogó(astabil multivibrátor)
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia22
Kicsit csökkentetük a kapcsolásban szereplő RC tagok időállandóját a gyorsabb villogás érdekében.
9 V-os táplálás esetén 470R helyet a korábbiakhoz hasonlóan 1k értékű ellenállásokat is használhatunk.
Az ábrán a PN2222A NPN tpusú tranzisztorokkal megvalósítot kapcsolás egy lehetséges elrendezését mutatjuk be. (A kondenzátor negatv pólusát hosszant fehér sáv jelzi.)
![Page 23: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/23.jpg)
Két LED-es villogó (astabil multivibrátor)
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia23
![Page 24: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/24.jpg)
Két LED-es villogó - szimuláció
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia24
A htp://www.falstad.com/circuit/ címen elérhető áramkör szimulátor segítségével vizsgáljuk a kapcsolás működését!
Az ábrán az idődiagramokon a Q1 és Q2 tranzisztorok bázis-emiter feszültsége látható.
A 669 mV-os értéknél a tranzisztor nyitot, ennél kisebb értékeknél a tranzisztor lezár.
A billenések frekvenciáját a kondenzátorok kisülési ideje (RC állandó) szabja meg.
10kΩ * 4µF ≈ 0.04 sEz egy félperiódus ideje…
![Page 25: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/25.jpg)
Monostabil multivibrátor
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia25
Nyugalmi állapotban T2 vezet, LED2 világít. A nyomógomb megnyomásakor T1 kinyit, T2 ideiglenesen lezár . A kondenzátor kisülése után T2 ismét kinyit, T1 pedig lezár (stabil alaphelyzet).
Figyelem! A BC547 tranzisztor bekötése eltér az általunk használt PN2222A tranzisztorétól!
![Page 26: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/26.jpg)
Monostabil multivibrátor- szimuláció
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia26
A htp://www.falstad.com/circuit/ címen elérhető áramkör szimulátor Circuits/Transistors/Multvibrators/Monostable Multvib mintapéldája
A nyomógombot a sárga nyilakkal megjelölt időpontokban aktváltuk.
A visszabillenés időpontja független a nyomógomb elengedésének időpontjától.
Az idődiagramon Q1 kollektor-emiter feszültsége van kirajzolva.
![Page 27: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/27.jpg)
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia27
Monostabil multivibrátor- szimulációA működés ellenőrzésére kivezetük Q1 bázisának és kollektorának (a közös ponthoz viszonyítot) feszültségét. A nyomógomb lenyomásakor Q1 bemenő jele (A) negatvba vált (a B kimenet ekkor magasra vált), s amíg a kondenzátor ki nem sül, Q1 zárva marad.
![Page 28: Hobbi Elektronika › hobbielektronika › 2018 › elektro04_bovitet… · Bistabil multivibrátor Hobbielektronika csoport 2016/2017 15 Debreceni Megtestesülés Plébánia Az alábbi](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052613/5f1335922990b34fdf09399c/html5/thumbnails/28.jpg)
Hobbielektronika csoport 2016/2017 Debreceni Megtestesülés Plébánia28
NPN tranzisztorok PNP tranzisztorok
Például:BC182BC337BC547
Például:BC212BC327BC557
Ügyeljünk a polaritásra és a tokozás eltéréseire!
Általában a BC jelzésű tranzisztoroknál fordítot a lábsorrend, mint a 2N sorozatnál!
Tranzisztorok lábkiosztása