Yesse Kapilimka Home Electronics Lab. sayansi ya elektroniki.
-
Upload
yesse-edward-kapilimka -
Category
Documents
-
view
209 -
download
5
description
Transcript of Yesse Kapilimka Home Electronics Lab. sayansi ya elektroniki.
2016
Yesse Edward Kapilimka.
Phone;255754299601.
Jaftha and Yesse kapilimka
home electronics lab.co.2016.
6/6/2016
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E. Kapilimka.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
1
YALIYOMO
REZISTA/UKINZANI. ........................................................... 4
AINA ZA UKINZANI. ....................................................... 5
USOMAJI WA UKINZANI/REZISTA. ....................... 10
RANGI ZA REZISTA. ................................................. 10
AINA ZA KAPASITA/KONDESA. ............................ 16
MATUMIZI YA KAPASITA. ...................................... 17
TRANSISTA. ........................................................................ 18
AINA KUU MBILI ZA TRANSISTA. ............................. 20
HISTORIA YA TRANSISTA KWA UFUPI. ................... 23
MATUMIZI YA TRANSISTA. ........................................ 26
ZAIDI KUHUSU TRANSISTA. ...................................... 29
FAIDA ZA TRANSISTA UKILINGANISHA NA
VAKYUMU TYUBU (THERMIONIC TRIODE). .......... 32
DAYODI. (SEMIKONDAKTA) NA REKTIFAYA. ....... 33
TYUBU YA MIALE YA CKATHODI TMC. (CATHODE
RAY TUBE. CRT) ................................................................ 37
UZALISHAJI WA PICHA. .............................................. 38
TOFAUTI KATI YA CRT YA RANGI NA ISIYO NA
RANGI(BLACK AND WHITE). ...................................... 39
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
2
VGA-(VIDEO GRAPHICS ARRAY). .................................. 40
NAMNA YA KUREKEBISHA TV. ..................................... 43
Tv inayochora mstari wa wima katikati(vertical line). ...... 43
Kuna vitu vya msingi vya kuangalia kama ifuatavyo. ....... 43
Tv inayochora mstari wa ulalo. ......................................... 44
Tv isiyotoa sauti. ............................................................... 44
Tv ambayo haipitishi moto kabisa. .................................... 45
ELEKTRONIKI MFUMO WA DIGITALI........................... 46
LOGIKI GETI. ...................................................................... 48
IN-PUT NA OUT-PUT KATIKA LOGIKI GETI. ........... 49
MIFANO YA AINA MBALIMBALI ZA LOGIKI GETI
INAVYOUNDWA KWA KUTUMIA TRANSISTA. .......... 51
AMPLIFAYA NA RAMANI ZAKE MBALIMBALI. ......... 68
BIBLIOGRAPHY. ................................................................ 75
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
3
SHUKRANI Napenda kumshukuru mwenyez Mungu kwa kunijalia upeo
wa kuweza kuona umuhimu na ullazima wa kuandika kitabu
hiki ambacho kimejaribu kutoa mwongozo wa mambo kadhaa
yanayohusu Ufundi pamoja na ufahamu wa Electroniki kwa
ujumla. Pia shukrani nyingine ziwaendee baba na mama yangu
ambao ni msaada mkubwa kwangu mpaka leo hii nafika hapa
nilipo, pia sijamsahau mke wangu Bi Zakhia na mwanae
Luqmani pamoja na Timu nzima ya wanachama wa HOME
ELECTROMECHANIC LAB, Yaani. Bw.Jaftha kapilimka,
Bw.George Kapilimka, Bw.Yakobo Ilomo, Bw.Yusufu
Gordwini kapilimka, Bw.Ezra Kapilimka na Bw.Essau
Kapilimka. Timu hii ni muhimu na msaada sana katika
masuala ya ufundi na utafiti wa mambo mbalimbali.
Mwisho nawashukuru wale wote wenye mitazamo ya
kimafanikio kuelekea mafanikio ya wengine.
[email protected]. 255754299601,
HAKI ZOTE ZIMEHIFADHIWA.
Yesse E Kapilimka Home Electromechanics Lab 2016. All
right reserved.
Yesse kapilimka@2016.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
4
REZISTA/UKINZANI.
Ni kifaa cha umeme kinachotumika kuzuia au kukinga
mkondo wa umeme katika sakiti au ukinzani ni kifaa cha
umeme kinachotumika kukinza au kudhibiti kiasi cha
umemeunaotakiwa kupita na kuingia katika sakiti.
Kiasi cha ukinzani hupimwa kwa kizio cha ohm (Ω), kilo ohm
(kΩ) au mega ohm (MΩ).
Rezista huwa na rangi mbalimbali ambazo hutumika katika
usomaji au kuitambua ni reszizsta /ukinzani wa aina gani.
Hii ni
rezista/ukinzani
wa 22kΩ
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
5
AINA ZA UKINZANI.
Kuna aina mbalimbali za ukinzani, kutokana na madini
yaliyotumika kutengeneza, kama vile kaboni, n.k. au aina za
rezista kutokana na kazi zake.
AINA KUU MBILI ZA UKINZANI.
1) UKINZANI/REZISTA AMBAO
HAUBADILIKA(FIXED RIZISTA).
Hii ni aina ya ukinzani ambayo imeundwa ikiwa
tayari katika vipimo maalumu na haiwezi kunyongwa
aidha kuengeza ukinzani au kupunguza ukinzani.
Mfano wa ukinzani ambao ni fixed, ona picha ya
rezista katika kielelezo hapo juu.
Rezista fixed pia zipo za aina mbalimbali kulingana
na marighafi zilizotumika kuunda kama ifuatavyo.
i. Ukinzan
i wa
kabon.
ii. Ukinzan
i wa
Metali
za
oxide.
iii. Caboni
foil.
iv. Rezista
za Foili.
v. Resist za
Metal.
vi. Rezista
za waya.
vii. Rezista
za
Amita
shant.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
6
Aina hizo ni kutokana tu na malighafi za uundaji, ila
zote ni rizista fixed.
Kabon
filam
rezista
/ukinza
ni
Kaboni
kompozit
sheni
rizista
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
7
2) UKINZANI UNAOBADILIKA(VARIABLE
RIZISTA).
Hizi ni aina za ukinzani ambazo ukinzani wake
unaweza kubadilika badilika, kulingana na kiasi cha
umeme kinachotakiwa kupita ndani ya umeme.
Rezista hizi huwa na sehemu ya kunyonga ili kupata
kiasi cha umeme kinachotakiwa kupita katika sakiti.
Mfano mzuri wa ukinzani ambao ni variable ni,
Volume ya kuongezea sauti katika redio.
Pia rezista variable nazo zimegawanyika katika
makundi kutokana kazi zake na kifaa zinamowekwa,
kwa mfano, katika gari, treni au ndege. kama
ifuatavyo;
i. Adjusta
ble
rezista.
ii. Potential
mita.
iii. Rezista
decade
box.
iv. Special
device
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
8
Kapasita/k
ondesa
Potensho
mita
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
9
Ukinzani wa
Ohms 0Ω,
Variabo
rizista
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
10
USOMAJI WA UKINZANI/REZISTA.
RANGI ZA REZISTA.
Rezista huweza kusomwa kwa kuangalia rangi
NAMBA RANGI DESIMALI UVUMILIVU
0 Nyeusi
1
1 Kahawia 10 ±1%
2 Nyekundu 100
±2%
3 Rangi ya
chungwa
1,000
=1kΩ
4 Njano
10,000=10kΩ
5 Kijani
100,000=100kΩ
6 Bluu
1,000,000=1MΩ
7 Zambarau
10,000,000=10MΩ
8 Kijivu 100,000,000
9 Nyeupe 1,000,000,000
GOLD 0.1 ± 5%
SILVER 0.01 ± 10%
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
11
mbalimbali ambazo hutumika katika usomaji wa
ukinzani.
Ona mchoro ufuatao;-
Kutokana na rangi hizi za ukinzani basi mtu anaweza
akatambua aina ya ukinzani katika sakiti kwa kuweza kutaja
aina ya rezista bila kikwazo chochote. kwa mfano, rezista no,
22kΩ, itakuwa ni nyekundu, nyekundu, machungwa na
gold/silver. 220kΩ itakuwa ni nyekundu, nyekundu,
njanona gold/silver.
Muhimu; katika rangi za rizista gold na silva hazisomwi ili
kutambua aina ya rezista bali husaidia tu katika kutambua
kiwango cha uvumilivu wa rezista, kuna rizista zenye ukinzani
mkubwa na zile zenye ukinzani mdogo na utazitambua tu
kupitia rangi za uishio gold au silva.
Pia rizista huweza kusomwa upande mwingine na kuishia
upande wenye gold au silva ona maelelezo chini;
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
12
Rezista husomwa kuanzia upande huo usio na gold/silva. Kwa
mfano rezista hii itakuwa ni 330Ω.
UUNGANISHAJI WA REZISTA/UKINZANI KATIKA
SAKITI.
Ukinzani huweza kuunganishwa kwa namna mbili yaani
1) Mfuatano na
2) Msambamba.
Hii ndio rangi ya gold
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
13
Kuna faida katika uunganishaji wa rezista kwa njia
ya msambamba na njia ya mfuatano.
KAPASITA/KONDESA.
Ni kifaa cha umeme kinachotuma kutunza nishati au
chaji za umeme unaopita katika sakiti kwa mda
mfupi tu.
Kapasita huwa na temino au miguu miwili
(ispokuwa variabo kapasita), kapasita huundwa kwa
pleti au visahani viwili ambavyo hutenganishwa kwa
insuleta-yaani vitu visivyopitisha umeme.
Huwa kuna malighafi mbalimbali zinazotumika
katika utengenezaji wa kondesa au kapasita, mfano
madini ya Mika, kioo, seramiki, plastiki, karatasi,
n.k.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
14
Hapa juu katika kielelezo, ni picha ya aina
mbalimbali za kapasita, na picha ya upande huu wa
kulia ni kapasita katika sakiti jinsi inavyoonekana.
NADHARIA YA KAPASITA/ KONDESA.
Kapasita huundwa kwa vipitishi viwili na kisicho
kipitishi/ insuleta kimoja, kama inavyoonekana
katika udhihirisho hapa chini;
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
15
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
16
AINA ZA KAPASITA/KONDESA.
Kuna aina kuu mbili za kapasita ambazo ni,
FIXED KAPASITA.
Ni kapasita ambazo chaji zake huwa katika kiwango
kilichopimwa, kwa mfano kama rezista ni 220µf au 100nf, au
100,000µf kama uwezo wake ni wa voti 100v, basi uwezo
wake hubaki kuwa huo na kiwango cha umeme kikizidishwa
basi kapasita hiyo hupasuka, kwani utakuwa umeizidishia
kiwango cha umeme.
Ona picha hapo
ikionesaha aina
mbalimbali za fixed
kapasita
VARIABO KAPASITA.
Ni aina ya kapasita ambazo hutumika kwa kurekebishia
mawimbi ya redio. Mfano mzuri wa kapasia variabo ni genge
la redio.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
17
UUNGANISHAJI WA KAPASITA.
Kapasita huunganishwa kwa namna mbili yaani;
Njia ya msambamba na
a) Njia ya mfuatano.
MATUMIZI YA KAPASITA.
i. Kutunza chaji.
ii. Hutumika kama siraha.
iii. Hutumika kuhifadhi umeme katika vituo vya
kuhifadhi umeme.
iv. Hutumika kuondoa makerere katika sakiti, mfano.
Katika amplifaya ili kupunguza makerer kwenye
spika.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
18
TRANSISTA.
Transista ni kifaa cha umeme kinachotumika kukuza mawimbi
ya umeme katika sakiti ya umeme. Transista hutumika kama
amplifaya kukuza mawimbi ya umeme, kutoka mkondo
mdogo hadi mkondo mkubwa, pia Transista hutumika kama
swichi katika vifaa vya umeme, mfano katika rilei swichi na
katika redio na kompyuta.
Pia transista hutumika kutengeneza lojiki geti(logic gate) hii ni
katika vifaa vya kidigitali, ambapo kuna Lojiki geti kama vile
NOT, NOR, NAND na OR, ambazo kutokana na hizo
mifumo yote ya kiedigitali inajikita katika hizo lojiki.
Transista inapotumika kidigitali huwa inakuwa katika mfumo
wa data, yaani 0na 1, 0 na1, ambapo 0 ni sawa na “kuzima”
yaani “off”, na 1 ni sawa na “kuwasha” yaani “on”. Hivyo
tunaposema transista inatumika kama swichi basin i kwa
muundo kama huo.
Pia transista inapounganishwa na vifaa vingine kama rezista
na kapasita huunda muunganiko wa sakiti ambayo hhuwekwa
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
19
pamoja katika plastiki ngumu na kuitwa I.C yaani (integrated
circuit).
Kwa mfano : IC namba NE.555, ni muunganiko wa transista
2N3904, ambazo zimeunwa pamoja na rezista kasha kutupatia
IC ya TIMER (TAIMA) na kuipa jina NE555.
Transista ni kifaa chenye miguu mitatu au temino tatu Yaani
Besi,(base) Kolekta,(collector) na Emita(emitter) yaani
(E,C,B). ona picha hapa chini.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
20
Transista kama hii iliyooneshwa hapa ni transista ya
kawaida yaani junction transista.
AINA KUU MBILI ZA TRANSISTA.
1. Junction transistor (janksheni transista).
Hizi ni transista ambazo zimeundwa kwa kipande kinene cha
semikondakta ambacho huzungukwa na pande mbili za matilio
ya kama vile P- hasi (-) au N-chanya (+), kwa mfano;
semiconductor ambayo ipo katikati ikiwa ni chanya yaani P na
ikafuatiwa na hasi yaani N, basi transista hiyo itakuwa ni
NPN. Na ikiwa semikondakta ya ndani ni hasi yaani P na
ikafuatiwa na chanya P pande mbili transista hiyo itakuwa ni
NPN Transista..
EMITA
BESI
KOLLEKATA
C 9014
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
21
Ona kielelezo Chini
1. Field effect transistor (fild ifekti
transista) fet.
Hizi ni aina ya transista ambazo zina leya
mbili za semikondakta kila moja inakuwa
juu ya nyingine. Umeme unaopita kwenye
leya moja huitwa chaneli, na voti
zinazounga kwenye chaneli zingine huitwa
Geti,.
Kuna aina kuu mbili za field effect
transista, ambazo ni;
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
22
(a) JFET. Junction field effect transistors
na
(b) MOSFET. Metal oxide semiconductor
field effect transistor.
MOSFET ndio transista ambazo hutumika
zaidi katika kutengeneza IC mbali mbali za
sasa. Mfano wa MOSFET ni kama vile
IRFP 250, IRFZ 44, na K, pamoja na J au
2SJ na 2SK transista.
Kielelezo hapo juu kinaonesha Transista
FET .
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
23
HISTORIA YA TRANSISTA KWA UFUPI.
Historia ya transista.
Themionic triode valve, yaani vakyumu tyubu iligunduliwa
mwaka 1907, uvumbuzi huo ulisaidia teknolojia ya amplifaya
katika redio na simu za masafa marefu wakati huo. Valvu ni
kifaa kilichokuwa kinachukua umeme mwingi kupita kiasi.
Mwanafizikia Julius Edgar Lilienfeld alizindua na kuonesaha
kifaa kipya yaani Field effect transistor (FET) mwaka 1925
huko nchini Kanada ambayo ilitakiwa itumike badala ya
Triode valve iliyokuwa ikitumika mwanzo.
Lilienfeld alielekea marekani mwaka 1926 na 1928 ili
kutambulisha kile alichokigundua. Lilienfeld hakuandika
chapisho lolote la utafiti wake huo kuhusu kifaa hicho kipya
alichogundua, kutokana na kutokuwepo kwa uzalishaji
mkubwa wa semikondakta ilipita miongo kadhaa ugunduzi
wake ulikuwa bado hautumiki kipindi cha miaka ya 1920 na
1930 japo kifaa hiki kilikuwa tayari kimeundwa.
Mwaka 1934 mgunduzi mjerumani Oskar Heil akakionesha
dhahili kifaa kama cha bwana Lilienfeld. Kutoka novemba 17,
1947 hadi disemba 23, 1947, John Bardeen, na Walter Brattain
katika AT &T Bell Labs (Maabara ya Bell) katika nchi ya
marekani walifanya majaribio na wakagundua kuwa dhahabu
ingeweza kukutanishwa na kutumika katika madini ya
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
24
Germanium, signo iliyozalishwa upande wa output ilikuwa
kubwa kuliko ya input.
Kiongozi wao bwana William Shockley aliona umuhimu wa
jaribio hilo na miezi michache baadae aliweka jitihada ya
kuongeza ufahamu zaidi juu semikonakta. Jina transista
lilibuniwa na bwana John R Pierce kama kifupi cha neon
transresistance.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
25
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
26
Upande wa kushoto ni picha ya John Bardeen, William
Shockley na Walter Brattain katika maabara ya Bell , na
upande wa kuria ni Transista hiyo ya kwanza mwaka 1948.
Bardeen, Brattain, na Shockley waligundua transista mwaka
1947, ilikuwa ndio transista ya kwanza iitwayo Point-contact
transistor. Na mwaka 1956 walipewa tuzo ya Nobel katika
fizikia kutokana na utafiti walioufanya katika semikondakta na
uvumbuzi wa transista.
Darlington transista, ni transista ambazo zimeundwa maalumu
kwa ajili ya nguvu za umeme yaani power transistor. Mfano
2N 3055, MJ 3773, yaani transista hizi zimeunwa kwa chipu
mbili yaani kwa kila transista ni sawa na transista mbili. Na
transista moja inakuwa ni kubwa kuliko nyingine lakini zote ni
sawa katika vipimo ni Large scale intergration.
MATUMIZI YA TRANSISTA.
(a) Transista hutumika kama swichi.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
27
(b) Transista kama amplifaya.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
28
Hii ni amplifaya inayoitwa common emita.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
29
ZAIDI KUHUSU TRANSISTA.
UFUPISHO AINA NA
MATUMIZI MFANO
INAYOENDANA
NAYO.
AC
Germanium
small-signal AF
transistor
AC126 NTE102A
AD Germanium AF
power transistor AD133 NTE179
AF
Germanium
small-signal RF
transistor
AF117 NTE160
AL Germanium RF
power transistor ALZ10 NTE100
AS
Germanium
switching
transistor
ASY28 NTE101
AU
Germanium
power switching
transistor
AU103 NTE127
BC
Silicon, small-
signal transistor
("general
purpose")
BC548 2N3904
BD Silicon, power BD139 NTE375
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
30
transistor
BF
Silicon, RF
(high
frequency) BJT
or FET
BF245 NTE133
BS
Silicon,
switching
transistor (BJT
or MOSFET)
BS170 2N7000
BL
Silicon, high
frequency, high
power (for
transmitters)
BLW60 NTE325
BU
Silicon, high
voltage (for
CRT horizontal
deflection
circuits)
BU2520A NTE2354
CF
Gallium
Arsenide small-
signal
Microwave
transistor
CF739 —
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
31
(MESFET)
CL
Gallium
Arsenide
Microwave
power transistor
(FET)
CLY10 —
P-
chan
nel
N-
chan
nel
JFET MOSFET enh MOSFET
dep
Alama za JFET na MOSFET transista.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
32
PNP
P-channel
NPN
N-channel
BJT
JFET
BJT and JFET symbols
FAIDA ZA TRANSISTA UKILINGANISHA NA
VAKYUMU TYUBU (THERMIONIC TRIODE).
Hazina kathodi hita ambazo zinazotoa mwanga wa rangi ya
njano, hivyo ulaji wa umeme katika transista ni kidogo
ukilinganisha na Tyubu za kathodi.
Transista zina umbile dogo ukilinganisha na cathode tyubu
zilizokuwa zikitumika.
Transistor nyingi zinaweza kuwekwa pamoja na kutumiwa
kama IC, ambazo ndizo zinazotumika katika
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
33
kompyuta/tarakilishi na vifaa vya digitali kama redio ,rada,
televishen n.k.
Transista hazina tabia ya kuungua ovyo ukilinganisha na
tyubu. Kwa mfano kuna vifaa vya transista vimefanya kazi
kwa zaidi ya miaka 50 na transista hizo ni nzima na
hazijaungua.
DAYODI. (SEMIKONDAKTA) NA REKTIFAYA.
Dayodi ni kifaa cha kisemikondakta kinachotumika
kuunda rektifaya.
Rektifaya hutumika kubadili mawimbi ya umeme
mkondo geu kwenda mkondo mnyoofu.
Ona rektifaya mbalimbali hapa.
hii ni rektifaya ya mota ya phase tatu(three phase).
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
34
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
35
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
36
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
37
TYUBU YA MIALE YA CKATHODI TMC. (CATHODE
RAY TUBE. CRT)
Tyubu ya miale ya ckathodi (C.R.T) ni tyubu maalumu
isiyokuwa na hewa (yaani vakyumu) ambayo picha
huzalishwa miale ya elektroni inapogonga ukuta wa
fosforesent. Tv pamoja na vioo vya komyuta/tarakilishi
zinatumia CRT kwa ajili ya kuoneshea picha. CRT tyubu ya
komyuta ni sawa tu na CRT ya risiva Tv.(Tv ya kawaida).
Sehemu kuu za Tyubu ya Miale ya Ckathodi.
i. Elektroni gani.
Inazalisha miale miembamba ya elektroni.
ii. Anodi.
Hizi zinavutia elektroni kuelekea zenyewe.
iii. Deflecting koili.
Hizi ziko mbili ya wima(vertical) na ya
ulalo(horizontal). Nguvu ya viale hubadilikabadilika.
Inazalisha ukanda mdodo wa frikwensi za umeme wa
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
38
sumaku ambazo zinasababisha kurekebishika kwa
mwelekeo wa miale ya elektroni.
iv. Elektroni beam (bimu).
Inazalisha chengachenga ndogo zinazoonekana pale
inapogonga kioo ambacho kimepakwa phosphor.
Hii ni tyubu ya ckathodi ambayo ni ya tv/compyuta yenye
rangi nyeupe na nyeusi.
UZALISHAJI WA PICHA.
Ili kuzalisha picha katika kioo cha CRT, signal kubwa
zinatumika katika deflecting koili pamoja na kwenye vifaa
vinavyo husika na nguvu ya miale. Kufanya hivyo hupelekea
kuwepo kwa chengachenga za rangi katika kioo kutoka kulia
hadi kushoto, na kutoka juu hadi chini, katika mlolongo wa
chengachenga
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
39
mistari ya ulalo inayoitwa “Theraster”. Chenga hizo
zinatembea mithili au sawa na jinsi macho yako
yanavyojongea unaposoma kurasa ya kitabu. Lakini kitendo
hiki cha chenga nyingi kupita hufanyika kwa kasi ya juu na
kwa haraka mno kiasi kwamba macho yetu huona picha ya
moja kwa moja yaani macho yetu hayawezi kutambua kama
kuna kitendo kinafanyika zaidi ya kuangalia na kufurahia
picha nzuri za video au Tv, zinazoonekana katika kio cha
ckathodi.
TOFAUTI KATI YA CRT YA RANGI NA ISIYO NA
RANGI(BLACK AND WHITE).
a. CRT ya weupe na weusi (black and white).
-Hii inakuwa na elktroni gani moja tu, huitwa monochrome
au single color CRT.
b. CRT ya rangi (picha za rangi).
-Hizi zina elektroni gani tatu, moja kwa ajili ya rangi za
awali/praimary rangi nyekundu, nyingine kwa ajili ya rangi ya
kijani, na nyingine kwa ajili ya rangi ya bluu. Huitwa R.G.B
(Red, Green, Blue) color model. Na maranyingi mpangilio wa
CRT display ambao hutumika mara nyingi Huitwa Super
Video Graphic Array (SVGA).
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
40
VGA-(VIDEO GRAPHICS ARRAY).
VGA ni kirefu cha neno la kiingereza/kisayansi “video
graphics array”, VGA ni ubora wa video ambao ulibuniwa na
kampuni ya IBM mwaka 1987 kwa ajili ya PS/2 kompyuta, na
ikaanza kutumiwa kwa wingi kwani ilikuwa kama kiwango
kizuri cha ubora kwa display zote kutokana na kuonesha vizuri
picha zake, na hadi sasa hiki ndicho kiwango kizuri cha ubora
kwa display za komputa zote. Makampuni mengi ya uundaji
wa kompyuta yanatumia kiwango cha VGA. VGA inabainisha
screen resolution/suruhisho la kioo cha kuonesha picha,
(mfano wake ni window zinazojionesha maranyingi katika
kompyuta), kiasi cha hadweya na software namna ya kufanya
kazi.
Kuna signo Tano(5) katika VGA ambazo zinajihusisha na;
Mbili (2) zinajihusisha na taimingi condisheni.
Tatu (3) zinahusika na rangi.
Kwa ajili ya taiming kondisheni.
Hii ni kwa ajili ya mistari ya wima/vertical na ni ya kidigitali
ambayo ina signo ndogo ambayo voti hasi zake zina
zinasababisha mistari iliyo kwenye fokasi ya monita, pixel ya
upande wa kushoto wa kioo kuonesha RGB (Red, Green,
&Blue). Horizontal sync pulse ni signo ndogo za kidigitali
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
41
ambazo nguvu za voti hasi zinasababisha fokasi ya monita
kwenye pixel ya kushoto ya mstari unaofuata wa chini kutoka
kwenye mkondo wa fokas ulipo. Kama sync pulses haipo,
monita itatembeza focus ya pixel kuelekea upande wa kulia
wa focus, pixel moja kwa mzunguko wa mzunguko wa saa
katika 25.175MHz.
Signo zingine tatu
Zinahusika na rangi Nyekundu, Bluu, na Kijani, ambazo ni
rangi katika mfumo wa anaklogia na hutumwa katika monita.
Kutokana na kwamba katika katika monita rangi za picha
zinatunzwa kama digitali (digital elements MCU) hadwere ya
kifaa hicho itahitaji kifaa cha kubadili signo za Digitali
kwenda zile za Analogia.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
42
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
43
NAMNA YA KUREKEBISHA TV.
Hapa tunaangalia matatizo ambayo yanajitokeza kwenye Tv
nyingi ambazo ni za crt tyubu, kila tatizo lina uvumbuzi wake
namna ya kulitibu.
Tv inayochora mstari wa wima katikati(vertical line).
Tv inaweza ikachora mstari wa wima katikati na ikatoa sauti
lakini picha ikawa hamna, lakini katika mstari huo ukiangalia
vizuri unaweza kuona picha zinacheza hapo kana kwamba
kuna kitu kimezuia tu picha hizo zisionekane.
Kuna vitu vya msingi vya kuangalia kama ifuatavyo.
o kitu cha kwanza angalia IC ya vertical,
angalia miguu yake kama risasi yake
imekamata vizuri, kwani katika ufanyaji wa
kazi hali ya joto au ubaridi unaweza
kusababisha miguu ya ic kutokushikana
vizuri na risasi.
o Angalia kama moto unafika katiaka IC ya
vertical, voti 24 zinatoka kwenye FBT na
voti nyingine ni 24v, -24v na graundi/ethi.
o Kama moto haufiki angalia kwenye FBT
katika nyia yenye voti 18v-24v kunakuwa na
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
44
rizista/ukinzani inayokata kama fyuzi hivyo
icheki kwa kupima kwa mita ya kupimia.
o Pia kuna uwezekano kuwa koili imeungua
ndani au nyaya zake zimekatika.
o Kama moto unafika na koili ni nzima basi
IC ya vertical ndio itakayokuwa na tatizo.
Tv inayochora mstari wa ulalo.
Mabo ya kuzingatia hapa ni kama.
o Inawezekana kuwa koili inaweza kuwa
imeungua kwa ndani, au koili ikawa na
hitilafu ndani.
o Kutokushika kwa baadhi ya vifaa katika
sakiti hasa ukanda wa IC ya vertical.
o Angalia kapasita ambazo sio kapasta pepa,
huenda zikawa zimetuna, zimepasuka au
zikawa ni mbovu. N’goa na uweke nyingine.
Tv isiyotoa sauti.
Mabo ya kuzingatia.
o Angalia kama spika ni nzima au mbovu.
o Angalia kama moto unafika kwenye
Amplifaya ya sauti katika Tv, kama moto
haufiki fuatilia njia zake.
o Kama moto unafika basi jaribu kugusa
miguu ya signo ya IC hiyo ili kuona kama
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
45
signo inafika, na kama hamna signo basi
badilisha IC.
Tv ambayo haipitishi moto kabisa.
o Angalia waya wa kuingizia moto kama ni
mzima au mbovu, yaani pima.
o Kama waya wa kuingizia moto ni mzima,
basi angalia fyuzi, ukikuta fyuzi imeungua
usibadilishie nyingine bali angalia kwanza
chanzo cha short iliyosababisha fyuzi hiyo
kukata. Angali dayodi zilizopo katika
pawasaplai (sehemu ambayo moto wa
umeme unafikia). Jitahidi kupima kwa
uangalifu dayodi zote za pawasaplai.
o Kama dayodi zote ni Nzima basi angalia IC
ya horizontal output kama haijapasuka au
kama ni nzima.
MUHIMU. Tambua kuwa ufundi ni Sayansi na pia ni kama
sanaa inahitaji ubunifu wa hali ya juu hasa unapokuwa
umeletewa tv zenye matatizo mbalimbali, maelezo yaliyo
orodheshwa hapa ni maelezo ya kiujumla na ni ya msingi
lakini kuna Tv nyingine zina usumbufu zaidi ya kawaida hiyo
umakini katika kupima na kujiongeza kiakili kunahitajika sana
ili utengeneze vitu na viweze kupona. Ukishinwa kujiongeza
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
46
kiakili basi kila Tv au kifaa chochote cha kielektroniki
utashindwa kukirekebisha.
ELEKTRONIKI MFUMO WA DIGITALI.
Ni mfumo wa kielektroniki ambao unabeba au unakuwa na
signo za kidigitali ambazo huwa zimegawanyika/zimejitenga
na zile za analogia, analogia ambazo hutumia signo zenye
mwendelezo.
Katika kugawanyika au kujitenga kwa signo za digitali kila
thamani/kiwango cha mgawanyo kinawakilisha namba sawa.
Kutokana na mgawanyiko huu kunakuwa na mabadiliko
kidogo kwenye analogi signo kwasababu ya namna kifaa
kilivyoundwa, kupungua kwa signo, au kiwango cha signo.
Signo za kidigitali huwa katika hali mbili, na namna hizi
zinawakilishwa kwa voti za aina mbili;
a. Moja huitwa hasi/graundi ambayo kidigitali
huwakilishwa kwa namba “0”.
b. Pia kuna nyingine huwa inahusika na kuwasha “1”na
kuzima “0” yaani Boolean domain ambalo ni jina la
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
47
mgunduzi George Boole ambayo ikazalisha kile
kiitwacho Binary code (zinafanana na ile inayoitwa
Nyiwila kwa Kiswahili).
Kutokana na sifa hizi za kidigitali ndipo tunakuja kupata kile
kiitwacho “0, 1” “0, 1” “0, 1” “0, 1”. Ambapo “0”
inamaanisha zima na “1” inawakilisha washa. Kompyuta zote
zinatumia mfumo huu wa “0, 1” katika program zake za
ufanyaji wa kazi, hivyo kuna umuhimu mkubwa kwa kila mtu
kujua mifumo hii.
Tofauti kati ya digito na analogi elektroniki ni, Digito
elektroniki ni mfumo wa kielektroniki ambao unatumia
mfumo wa signo zilizojigawa katika makundi makundi,
wakati Mfumo wa Analogi hutumia signo ambazo
zinamwendelezo endapo tu umeme ukipita basi sakiti yote
inakuwa na umeme.
Kielelezo hapa chini kinaonesha signo za digital na za
analogia zinavyoonekana katika cathode ray ossilloscope.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
48
LOGIKI GETI.
Katika digito elektroniki huwa logiki geti za aina mbali mbali
huunganishwa kwa pamoja na kuunda mifumo ya digitali.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
49
Logiki geti, ni mfumo wa kidigitali unaotumia signo
zilizojigawa katika makundi makundi na kuruhusu signo za
umeme kupita katika maeneo Fulani kwa mpangilio maalumu
wa kimantiki. Logiki geti katika elektroniki ni sawa kabisa na
kitendo cha kufunga mlango na kuufungua, unapofunga
unazuia kuingia kwa chochote ndani ya nyumba (0) na
unapofungua unaruhusu kitu chochote kuingia ndani (1). Hii
ndio maana halisi ya kutumia 0/1 katika sakiti za digitali.
Logiki geti huweza kuundwa kwa transista ama
IC/chip/microchip kama ilivyo kwenye kompyuta, simu za
mikononi na mifano yake.
IN-PUT NA OUT-PUT KATIKA LOGIKI GETI.
Sakiti za digitali hutumia logiki/Mantiki katika kufanya
maamuzi na baadae kuzalisha zao la digitali/digital Output.
Kila Logiki/sakiti ya mantiki inahitaji walau input moja, kabla
haijazalisha zao/output lolote.
Katika sakiti za digitali Input na Output maranyingi huwa ni
BINARY (huwa marambili katika jozi).
kuna njia mbalimbali za uwasilishaji wa thamani za
jozi/Binary values; 1/0 njia hii ya sifuri na moja ndio njia kuu
ya uwasilishaji. Katika njia za Boolean zinawakiliisha
KWELI/SIKWELI, au LEFU/FUPI.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
50
Thamani hizo zinapowasilishwa katika hardware lazima
zipewe kiwango sahihi cha volti/moto wa umeme, 0V(voti) ni
“0”, wakati voti kubwa naranyingi huwa ni 3V au 5V ambazo
huwakilisha “1”.
1 0
LEFU FUPI
KWELI SIKWELI
5V
(Volts) 0V
Mbinu za kidigitali zinafaa kwasababu ni rahisi kuwasha ama
kuzima kifaa katika kipengele kinachotakiwa kwa uhalaka
tofauti na mfumo wenye mwendelezo wa signo yaani
Analogia.
Sakiti za kidigitali maranyingi huundwa kwa kuunganishwa
kwa sakiti za Logiki Geti mbalimbali kama vile, NAND, OR,
NOT, AND, na NOR. Ambazo zinawakilisha Boolean Logic
function.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
51
MIFANO YA AINA MBALIMBALI ZA LOGIKI GETI
INAVYOUNDWA KWA KUTUMIA TRANSISTA.
Transista AND Geti.
Transistor OR Geti.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
52
Transista NAND Geti.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
53
Transista NOR Geti.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
54
Transistor NOR Geti.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
55
Ona mfano hapa.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
56
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
57
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
58
Ona Tabia za NAND Geti katika sakiti zifuatazo.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
59
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
60
Michoro ya sakiti hizi za logiki zinahitaji kufanyiwa majaribio
kwa kutengeneza moja baada ya nyingine.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
61
Kattika logiki geti hii hapa juu hizo input A na B
zinawakilisha moja 1, na hasi ni sifuri 0, hivyo tunapata 0 na
1 ambao ndio mfumo wa digitali.
JARIBIO LA KUTENGENEZA LOGIKI KOMPYUTA.
Kutokana na uelewa wa transista, logiki geti na mfumo mzima
wa digitali sasa ni wakati wa kufanya Jaribio la uundaji wa
logiki compyuta, Ona ramani ya sakiti hapa chini
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
62
Imenukuliwa kutoka.
http://electronics.stackexchange.com/questions/72334/how-to-
combine-multiple-transistor-logic-gate
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
63
UUNDAJI WA REDIO RAHISI. Hapa ni mazoezi ya uundaji wa sakiti rahisi za redio.
Katika sakiti hii ndogo spika inayohitajika ni spika ya
kibati au spika ya cystal radio ndipo itafanya kazi.
ona vifaa hapa chini.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
64
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
65
Ona radio ya cystal
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
66
Radio hizi za krista huwa zinaundwa kwenye mbao kwaajili
ya kurahisisha, hasa kwa mtu ambae anajifunza Sanaa ya
Elektroniki, pia redio hizi ni za masafa marefu nay a kati yaani
MW/SW.
Ona sakiti ya redio ya FM iliyonukuliwa kutoka,
https://www.somerset.net/arm/fm_only_one_transistor_radio.h
tml.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
67
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
68
AMPLIFAYA NA RAMANI ZAKE
MBALIMBALI.
Tumeshaangalia maana ya amplifaya tulipokuwa tukijadili
kuhusu matumizi ya transistor, sasa hapa tunaangalia hatua za
uundaji wa amplifaya na ramani mbalimbali za amplifaya.
Ramani za sakiti za amplifaya.
Hii inatumi voti 24-30. Na pree amp yake hapa chini.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
69
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
70
Mic pre amp.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
71
Amplifier rahisi
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
72
Rectifaya.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
73
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
74
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
75
BIBLIOGRAPHY.
http://electronics.stackexchange.com/questions/72334/how-to-
combine-multiple-transistor-logic-gate
http://radiobuilder.blogspot.com/2010/02/mw1-3tfive-simple-
reflexive-receivers.html
http://www.allaboutcircuits.com/textbook/digital/chpt-3/cmos-
gate-circuitry/
http://www.circuitstoday.com/logic-gates.
http://www.talkingelectronics.com/projects/CrystalSetRadio/C
rystalSet.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Transistor.
https://www.somerset.net/arm/fm_only_one_transistor_radio.h
tml
RCA Victor transistors introduction to theory-circuits.
Sayansi ya Elektroniki na Yesse.E.
Kapilimka. 2016
76