Samenvatting [Embedded Interfacing] Tweede jaar ITFactory
23 views 0 purchase
Course
Embedded Interfacing
Institution
Thomas More Hogeschool (tmhs)
Alle powerpoints:
- Bronnen, weerstanden, condensatoren V
- Spanningsregelaars V
- Transistoren en mosfets V
- Visualisatie V
- Optische koppelingen V
- Opamps V
- Tijdsonafhankelijke
- Tijdsafhankelijke
,Inhoud
Spanningsbronnen.......................................................................................................................................................5
1. Gelijkspanningsbron (DC)....................................................................................................................................5
Weerstanden en weerstandsschakelingen..................................................................................................................5
Functioneel zijn de weerstanden in 3 groepen onder te brengen:..........................................................................5
Welke waarde heeft de weerstand:.........................................................................................................................5
De weerstanden hebben in elektronische schakelingen twee functies:..................................................................5
E- Reeksen van weerstanden:..................................................................................................................................6
Bepalen van de weerstandswaarde:........................................................................................................................6
Niet-lineaire weerstanden.......................................................................................................................................7
Wet van Ohm..............................................................................................................................................................8
Parallelschakelingen................................................................................................................................................8
Serieweerstanden....................................................................................................................................................8
De gemengde schakeling.........................................................................................................................................8
Brug van Wheatstone..................................................................................................................................................9
Condensators............................................................................................................................................................10
Opbouw van de condensator................................................................................................................................10
Soorten Condensatoren.........................................................................................................................................10
De formule en berekingen.....................................................................................................................................10
Isolatie................................................................................................................................................................... 10
Kleurcodes voor “normale condenstatoren”.........................................................................................................10
Kleurcodes van een miniatuur plaat-condensatoren met 1 kleurcode..................................................................11
De condensator in elektronische schakelingen.....................................................................................................11
De condensator/weerstand bij sinoïdale spanningen...............................................................................................12
Bij een weerstand..................................................................................................................................................12
Bij een condensator...............................................................................................................................................12
Touchscreen..............................................................................................................................................................14
H2: (biploaire) Transistoren en Mosfet.........................................................................................................................15
Bipolaire transistoren................................................................................................................................................15
Waarom?...............................................................................................................................................................15
Voorstelling...........................................................................................................................................................15
Goede werking voor een transitor.........................................................................................................................15
Eigenschappen vaen een bipolaire transistor........................................................................................................15
Mosfet....................................................................................................................................................................... 16
Een mosfet heeft ook drie aansluitingen...............................................................................................................16
H4 Spanningsregelaars..................................................................................................................................................17
Arduino...................................................................................................................................................................... 17
Gelijkspanning...........................................................................................................................................................17
Embedded Interfaces Samenvatting Jeroen Weber 2ITF IOT 2020 - 2021
, Wat is een spanningsregelaar?..............................................................................................................................17
Soorten spanningspanning...................................................................................................................................17
Schematisch...........................................................................................................................................................18
Formules................................................................................................................................................................18
H5 Optische koppelingen..............................................................................................................................................19
Schakeling waarbij een lage (0Volt) digitale uitgang van een Arduino de relais laat aantrekken via een Optocoupler.
.................................................................................................................................................................................. 19
Relaisbord met optocoupler......................................................................................................................................19
Led met fototransistor...............................................................................................................................................19
Led met fotodiode.....................................................................................................................................................19
Schmitt-trigger...........................................................................................................................................................20
H6 Visualisatie...............................................................................................................................................................21
Led’s.......................................................................................................................................................................... 21
Led opbouw...........................................................................................................................................................21
Ontstaan van licht in een led.................................................................................................................................21
7-Segment Display.....................................................................................................................................................23
Opbouw van 7-seg.................................................................................................................................................23
BCD naar 7-seg......................................................................................................................................................23
LCD............................................................................................................................................................................ 23
De LCD 1602A........................................................................................................................................................23
H7: Operationele Versterker.........................................................................................................................................24
Eigenschappen en equivalent schema.......................................................................................................................24
Inwendig schema van een opamp.............................................................................................................................24
Inwendig schema OPAMP......................................................................................................................................24
Versterking in een open loop....................................................................................................................................24
Ingangsignaal op de inverterende ingang..............................................................................................................24
Ingangsignaal op de niet- inverterende ingang.....................................................................................................24
Opamp specificaties..................................................................................................................................................25
OPAMP grootheden...................................................................................................................................................25
Ingangs rust stroom...............................................................................................................................................25
Ingangs verschil stroom.........................................................................................................................................25
Common mode rejection ratio (CMRR).................................................................................................................25
Soorten OPAMP schakelingen...................................................................................................................................25
OPAMP met negatieve terugkoppeling.................................................................................................................25
OPAMP met positieve terugkoppeling...................................................................................................................25
OPAMP zonder terugkoppeling.............................................................................................................................26
OPAMP met positieve en negatieve terugkoppeling.............................................................................................26
AT versus A0..........................................................................................................................................................26
Virtueel nulpunt....................................................................................................................................................26
Embedded Interfaces Samenvatting Jeroen Weber 2ITF IOT 2020 - 2021
2. Wisselspanningsbron (AC)
a. Levert een periodiek signaal af (cosinus/sinus)
Figuur 1: Gelijksspanningsbron
b. V = A sin (wt +Y)
i. w = pulsatie
ii. A = Amplitude
iii. T = 1/f = periode
c. Fasehoek is het begintpunt van de sinus t.o.v de y-as
i. Let op! naar links is eerder begonnen(+) naar rechts later
rechts is later begonnen (-)
Figuur 2: Wisselspanningsbron
Weerstanden en weerstandsschakelingen
Functioneel zijn de weerstanden in 3 groepen onder te brengen:
1. Vaste weerstanden:
a. Staaf: koolstof
b. Film: koolstof, metaal
c. Draad
2. Instelbare weerstanden
3. Regelbare weerstanden (potentiometers)
a. Koolstof: linear, logaritmisch
b. Draad
Welke waarde heeft de weerstand:
Norminale waarde: de waarde van de weerstand vermeld op de component (kleurcode)
Werkelijke waarde: de gemeten waarde. Wijkt iets af van de nominale waarde.
Tolerantie: toelaatbare afwijking in % van de norminale waarde
Voorbeeld: nominale waarde 100 Ohm, tolerantie 5%, werkelijke waarde tussen 95 Ohm en 105 Ohm
De weerstanden hebben in elektronische schakelingen twee functies:
Een stroom controlerende functie.
Ze beperken de stroom in een gegeven elektronische schakeling.
Een spanningsdeling.
Door verschillende waardes van weerstanden te gebruiken gaat een gegeven spanning zich verdelen over die
weerstanden.
De grootte van de deelspanningen is afhankelijk van de grootte van de weerstanden.
Eenheid: Ohm W
Er mogen in een reeks, van opeenvolgende weerstandswaarden, geen hiaten of overlappingen optreden wanneer de
toegelaten tolerantie in rekening wordt gebracht.
Formule: bovengrens van weerstand gelijk aan ondergrens van volgende weerstand.
Bovengrens van een weerstand R1
met
tolerantie p%:
Ondergrens van volgende
weerstand R2 met dezelfde
tolerantie p%:
bovengrens is gelijk aan de
ondergrens bij dezelfde tolerantie:
Als de tolerantie kleiner wordt, hebben we meer weerstanden per decade:
Reeks E6 E12 E24
Tolerantie 20% 10% 5%
Ook een aantal parameters zijn er van toepassing:
nominale weerstandswaarde bij 20°C
toelaatbare tolerantie
maximum vermogen (Watt) (zie later)
stabiliteit en betrouwbaarheid (behuizing)
ruis
bestand zijn tegen mechanische en klimatologische invloeden
Bepalen van de weerstandswaarde:
Hierbij wordt gebruik gemaakt van de letters R, K, M. Zij worden geplaatst op de plaats van de komma. De aflezing
moet dan vermenigvuldigd worden
met 1 bij R (Ohm)
met 1000 bij K (Kilo)
met 1000000 bij M (Mega)
voorbeelden: 17Ω (27R) , 2,7 Ω(2R7) , 2700 000 Ω (2M7)
kleurcodes :
2 of 3 beduidende cijfers (Ring 1, Ring 2,Ring 3),
de vermenigvuldigingsfactor(Ring 4)
en de tolerantie(Ring 5).
LDR weerstanden of foto-weerstanden
o Tussen de 10M Ω en de 250 Ω
PTC en NTC weerstanden
o Temperatuurs afhankelijke weerstanden:
PTC : Positieve Temperatuur Coëfficiënt
gaat de weerstandswaarde stijgen als de temperatuur gaat stijgen.
NTC : Negatieve Temperatuur Coëfficiënt
de weerstandwaarde dalen als de temperatuur gaat stijgen.
VDR weerstanden
o Dit zijn elektronische componenten waarbij de weerstand daalt bij stijgende spanningen.
o Bestaat uit zinkoxide in combinatie met andere metaaloxide. Er ontstaat een polycrystallijne
structuur waarvan de weerstand afhankelijk is van de aangelegde spanning.
o Deze component wordt gebruikt om schakelingen te beschermen tegen overspanningen
MDR weerstand (magneet gevoelige weerstand)
Wanneer een stroomvoerende geleider loodrecht in een magnetisch veld wordt gebracht, zal dit veld
proberen de ladingsdragers te laten afwijken van hun baan door de geleider. Daardoor ontstaat een
verschuiving van het stroompad door de geleider, waardoor de geleidende doorsnede kleiner wordt en de
weerstand toeneemt.
Hall sensor
Vloeit er door een Hall-sensor een elektrische stroom en wordt deze in een loodrecht daarop staand
magneetveld gebracht, dan levert hij een elektrische spanning, die proportioneel is met het product van
magnetische veldsterkte en de stroom.
,Brug van Wheatstone
Differentiële sensormeting om ruis weg te werken
Bedoeld voor passieve weerstandsensoren
Schema is opgebouwd uit twee parallelle weerstandstakken
met elk twee weerstanden in serie
Eén van de weerstanden wordt vervangen door een sensor
We leggen een spanning aan tussen punt A en B
De uitgang wordt gemeten tussen punt C en D
De weerstand Rx is nu een weerstandsensor. Om de brug te kalibreren
vertrekken we met een brug in evenwicht (gebalanceerd) onder
specifieke condities.
Voorbeelden van Sensoren
Wat word er gemeten? Input output
Licht level LDR, fotodiode, zonnencel Lichten en lampen
Temperatuur Thermostaat Warmte fan
Druk Druk schakelaar Elektromagneet, Vibratie
Positie Potentiemeters, LVDT Paneel meters
Snelheid Doppler effect sensoren Stepper motor, AC/DC motors
Geluid Carbon microfoon Luidspreker
Keramische: kleine capaciteit, hoge doorslagspanning
Mica: kleine capaciteit, hoge doorslagspanning, geringe verliezen
Elektrolytische: hoge capaciteit mogeijk, relatief lage Ohm weerstand, gebruikt voor spanningsstablilisatie
Tantaal: hoge capaciteit mogelijk bij kleine metingen
Variabele: bv in een radio
Oliecondensatoren: voor hoge vermogens
De formule en berekingen.
Er bestaat een relatie tussen de lading Q op de condensator, de spanning V over de condensator en de
Q C V
capaciteit C.
Q
C
V De capaciteit om ladingen te stockeren hangt af van de fysische constructie :
0 r S Grootte van het oppervlak S van de condensatorplaten
De C afstand “d” tussen de platen.
De d diëlektrische constante Er
Isolatie
Mica 6 – 8 Er
Glas 4 – 7 Er
Polystyree 2,3 - 2,4 Er
n
Lucht 1 Er
Kleurcodes voor “normale condenstatoren”
Werkspanning 1ste ring 2de ring 3de ring vermedigvuldiging 4de ring tolerantie
> 10 pF < 10pF
Zwart 0 0 x1 20 % 1 pF
Bruin 1 1 x 10 1% 0,1 pF
Rood 2 2 x 100 2%
Oranje 3 3 x 1000
Geel 4 4 x 10 000 0,2 pF
Groen 5 5 5%
Blauw 6 6
Violet 7 7
Grijs 8 8 x 0,01 0,5 pF
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller jeroen_weber. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $14.02. You're not tied to anything after your purchase.
