MANUALDEUTILIZARE

SETEDUCATIVCONRAD,20EXPERIMENTEELECTRONICECodprodus:192296

Autor:BurkhardKainka

Pasul1. Introducere

ncepndcuinventareatranzistorului,electronicanuamaincetatsprogreseze.nziuadeazisuntemnconjuraidedispozitivealecrorcircuite integrateconinmilioanedetranzistoare.Dar nacelai timpdince ncemaipuinioameni tiuexact cum funcioneazde faptun (singur!) tranzistor.Decalajuldintre graduldeutilizare i celde nelegere alelectroniciicretedincencemaimult.Efoartesimplu:luaictevatranzistoareirealizaictevaexperimentesimpleinfaadvs.sevordeschidenenumrateposibiliti.Unsimplucircuitcutranzistoarepoaterezolvaomulimedeprobleme.Aacfiicreativi! Un tranzistor esteo component cu trei conexiuni, iar rolul su estede a controla curentul electric.Cantitateadecurent care circul este reglat prin intermediul unei conexiuni de comand (gate). Exist dou tipuri de tranzistoare.Tranzistoarelebipolare suntalctuitedin straturidemateriale semiconductoareN iP. n funciede succesiunea straturilor,exist tranzistoare NPN (de ex. BC547) i tranzistoare PNP (de ex. BC557). Pe de alt parte, tranzistoarele unipolare suntalctuitedintrun singur canal semiconductora crui conductivitateestemodificatdeun cmpelectric.Dinacestmotiv senumesctranzistoarecuefectdecmp(TEC).UnexemplureprezentativestetranzistorulMOSFETcucanalNBS170. Acestseteducativvvaghidaprimiipai n lumeaelectronicii. ncepemprinavprezentacomponentele.Diferiteleexperimenteserealizeazpeoplactestbreadboard,frlipire.Fiecareexperimentesteilustratdeoschemdeconexiuniiofotografiedemontaj.Fotografiileaudoaruncaractersugestiv.Dvs.puteiasambladiferitcomponentele.nunelecazurifireledeconexiunealecomponenteloraufostscurtatepentrucareprezentareafotograficsfiectmaiclar.Esterecomandatcadvs.snuscurtaifireledeconexiune,astfelnctslemaiputeifolosiilaalteexperimente.PlacatestbreadboardToateexperimentele semonteazpeoplac testde laborator.Placaare n total270de contacte, laogrilde2,54mm ipermiteconectareasiguracomponentelor.

Fig.1:Placaexperimental

Placaare nzonademijloc230decontacte legateprinbenziverticalecu5contacte. nplus,pemarginiexist40decontactepentrualimentare,subformaadoubenziorizontaleacte20decontacte.Aadar,placaaredouliniidealimentareindependente.Figura2ilustreaztoateconexiunileinterne.Puteiobservairurilescurtedecontactenzonademijlociliniilelungidealimentaredepemargini.

Fig.2:iruriledecontacteinterne

Pentrua introducecomponenteleestenevoiedefor.Fireledeconexiunese ndoaiecuuurin.Este importantca

acesteasfie introduseexactdesus n jos.Vputeifolosideopensetsauuncletior.ineisrmadeasuprapanoului,ctmaiaproapedeacesta,iapsai n jospevertical.Astfelputei introduceifireledeconectaresensibile,cumarficapetelecositoritealeclipsuluibateriei.

Pentruexperimenteaveinevoiedebucidesrmmaiscurte imai lungipecare trebuies letiaidvs.din firulinclus.Pentrudezizolareacapetelorsrmeloresterecomandatstiaiizolaiadejurmprejurcuuncuitascuit.

2|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o

Bateriancontinuarevprezentmcomponentelecuimaginealorrealprecumisimbolurilegraficeutilizatenschemelede

conexiuni.nlocdebaterieputeiutilizadeex.unblocdealimentare.

Fig.3:Bateriacuimagineasarealisimbolulgrafic

Nuutilizaibateriialcalinesauacumulatoare,cinumaibateriiobinuitezinccarbon.Bateriilealcalineauoduratdefuncionaremai lung, ns ncazdedefeciune,deex.scurtcircuit,acesteagenereaz (lafelcaacumulatoarele)curenicuointensitatefoartemarecarepoatedepi5A,putndcauzanclzireaseverasrmelorsubirisauchiarabateriei.Pedealtparte,curentuldescurtcircuitaluneibateriizinccarbonestedeobiceimaimicde1A.Componentelesensibilepotfidistruseoricum,nsnuexistriscdeincendiu.

Capsapentrubaterieinclusareuncabludeconectareculi.Capeteledecablusuntneizolateicositorite.Suntdecisuficientderigidenctsleputeiintroducencontacteleplcii,darsepotdeformanurmaintroducerilorfrecvente.Deaceeaesterecomandatslsaifirelebaterieiconectatenpermanenisdeconectainumaicapsabateriei.

Osingurcelulzinccarbonsaualcalinareotensiuneelectricde1,5V.Obaterieestealctuitdinmaimulteceluleconectate nserie.Prinurmare,simbolurilegrafice indicnumruldeceluledintrobaterie.Pentrutensiunimaimari,celuleledinmijlocsuntindicatedeobiceiprintroliniepunctat.

Fig.4:SimbolurigraficealediferitelortipuridebateriiDiodeleelectroluminiscente

Setuleducativconinedou leduri roii,un ledverde iunulgalben.Polaritatea trebuie respectat la toate ledurile.Terminalulnegativ senumete catod i seaflpe firulde conectaremai scurt.Terminalulpozitivesteanodul. n interiorulleduluiputeivedeasuportul n formdecupalcristalului leduluicareseafl ndreptulcatodului.Terminalulanoduluiestelegatprintrunfirextremdesubirelauncontactdinparteasuperioaracristalului.Spredeosebiredebecurileincandescente,ledurilenutrebuieconectateniciodatdirectlaobaterie.Estenevoientotdeaunadeorezistennserie.

Fig.5:DiodelectroluminiscentRezistenele

Rezisteneledinsetuleducativsuntrezistenecupeliculdecarboncuotolerande5%.Materialulrezisteneiesteaplicatpeotijdinceramiciacoperitcuunstratprotector.Inscripionareasefacecubenzicoloratecareindicattvaloarearezisteneicticlasadeprecizie.

Fig.6:Rezisten

Rezistenelecutolerande5%suntcuprinsenseriadevaloriE24,ncarefiecaredecadconine24devalorisituateladistaneaproximativegalefadevalorileadiacente.

Tabelul1:ValorilerezistenelorpentruseriaE241.0 1,1 1,2 1,3 1,5 1,61,8 2,0 2,2 2,4 2,7 3,03,3 3,6 3,9 4,3 4,7 5,15,6 6,2 6,8 7,5 8,2 9,1

Coduldeculorisecitetencepndcubandaceamaiapropiatdemarginearezistenei.Primeledoubenzireprezintdoucifre,iaratreiafactoruldemultiplicareavaloriirezisteneinohmi.Ceadeapatrabandindictolerana.

-Catod

+Anod

C A

3|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o

Tabelul2:CoduriledeculoripentrurezisteneCuloarea Banda1

Cifra1Banda2Cifra2

Banda3Multiplicare

Banda4Toleran

Negru 0 1Maro 1 1 10 1%Rou 2 2 100 2%Portocaliu 3 3 1.000Galben 4 4 10.000Verde 5 5 100.000 0,5%Albastru 6 6 1.000.000Violet 7 7 10.000.000Gri 8 8 Alb 9 9 Auriu 0,1 5%Argintiu 0,01 10%

O rezisten cubenzide culoaregalben,violet,maro iaurieareo valoarede470 cuo tolerande5%. Setuleducativconinedourezistenecuurmtoarelevalori:470 galben,violet,maro1k maro,negru,rou22k rou,rou,portocaliu470k galben,violet,galbenTranzistoareleNPN

Tranzistoarelesuntcomponentecareamplificcureniislabi.Setuleducativconinedou tranzistoaredesiliciuNPNBC547B.Terminaleletranzistoruluisuntemitorul (E),baza (B)icolectorul (C).Terminalulbazeste nmijloc.Emitoruleste nparteadreaptatranzistorului,dacvuitailainscripiiiconexiunilesuntorientatenjos.

Fig.7:TranzistorulNPNBC547TranzistoarelePNP

Tranzistorul PNP BC557B are aceeai poziionare a terminalelor i se deosebete de tranzistorul NPN numai prinpolaritate.nschemadeconexiunisgeataemitoruluiesteorientatspreinterior.

Fig.8:TranzistorulPNPMOSFET

Nici tranzistorul cu efect de cmp (MOSFET) BS170 nu arat foarte diferit fa de un tranzistor bipolar. l puteiidentificanumaidup inscripie.Terminalele tranzistoruluisenumescsurs (S),gate (G) idrain (D).Terminalulsurseste nparteadreaptatranzistorului,dacvuitailainscripiiiterminalelesuntorientatenjos.

Fig.9:TranzistorulMOSFET

4|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o

CondensatoareleCondensatorulesteocomponentelectronicimportant.Estealctuitdindousuprafeemetaliceiunstratizolator.

Laaplicareauneitensiunielectrice,ntreplcilecondensatoruluiseformeazuncmpelectricncaresestocheazenergie.Uncondensatorcuosuprafamareaplciloriodistanmicntreplciareocapacitatemare,ceeaceipermitesstochezeosarcinmarelaotensiunedat.Capacitateaunuicondensatorsemsoarnfarazi(F).

Materialul izolator (dielectric) asigur o capacitate mai mare dect o izolare cu aer. Condensatoarele cu discuriceramice utilizeaz unmaterial ceramic special care permite atingerea unor capaciti ridicate la dimensiuni reduse. Setuleducativ conine un condensator cu plci ceramice de 10nF (inscripie: 103, 10.000 pF) i dou de 100 nF (inscripie: 104,100.000pF).

Fig.10:CondensatorceramicCondensatoareleelectrolitice

Cuajutorulcondensatoarelorelectroliticeobineiocapacitateridicat.Izolareasefaceprintropeliculfoartefindeoxid de aluminiu. Condensatoarele electrolitice conin un electrolit lichid i folii de aluminiu nfurate cu suprafamare.Tensiunea poate fi aplicat numai ntrun singur sens. n sens greit se formeaz un curent de scurgere care degradeazprogresivstratul izolator,ceeaceduce ladistrugereacomponentei.Polulnegativestemarcatdeobandalbiareunfirdeconexiunemaiscurt.

Fig.11:CondensatorelectroliticPasul2. Amplificareadecurent

CircuituldinFig.12ilustreazfunciadebazatranzistoruluiNPN.Existdoucircuite.ncircuituldecomandcirculuncurentdebazslab;ncircuituldesarcincirculuncurentmaimare.Ambiicurenistrbatemitorul.Deoareceemitorulestesituat npunctuldereferincomunalcircuitului,acestcircuitsemainumete icircuitdeemitor.Odatdeschiscircuituldebaz,numai circulniciun curentde sarcin.Curentuldebazestemultmai slabdect curentulde colector.Prinurmare,curentulslabdebazesteamplificataanctsformezeuncurentmaimaredecolector.Rezistenadebazestede470deorimaimaredectrezistenanseriedincircuituldesarcin.Curentulslabdebazpoatefiidentificatdupluminozitateasczutaledului verde. Tranzistorul BC584B amplific curentul de baz de circa 300 de ori, aa nct ledul rou lumineazmultmaiputernicdectcelverde.

Fig.12:TranzistorNPNdincircuituldeemitor

Conectaioadouarezistende470 nparalelcurezistenadebazexistent.Curentuldebazvacrete, lafeli

curentuldecolector.Acumtranzistorulesteinterconectatntotalitate,ceeacenseamncuncurentdebazmaimarenumaipoate crete valoarea curentului de colector. Dac conectai n paralel o rezisten de 22, ledul rou nu va luminamaiputernic.Acumtranzistorulfuncioneazcauncomutator. ntrecolectoriemitorexistocderedetensiunefoartemicdecirca0,1V.Curentuldecolectorestedejalimitatdeconsumatorinumaipoatecrete.ntrebaziemitorexistotensiunedecirca0,6Vcaresemodificfoartepuinncazdevariaiialecurentului.

rou verde

5|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o

Fig.13:Amplificareadecurent

Ledurileindiccurenii.Ledulroulumineazputernic,celverdefoarteslab.Curentuldebazpoatefiidentificatnumaintroncperecompletntunecatsubformaluminiislabealeduluiverde.Aceastdiferenestesemnuluneimariamplificridecurent.Pasul3. Inversareapozitivuluicunegativul

Un tranzistorPNPareexactaceeai funciecaun tranzistorNPN, nscupolaritate invers.Aadar,emitorulseaflacumlapolulpozitivalbateriei.

Fig.14:TranzistorPNPdincircuituldeemitor

Montaicircuitulcu tranzistorulPNPBC557 istudiai iaiciamplificareadecurentcudiferite rezistenedebaz. iBC557Bamplificcurentuldecirca300deori.

Fig.15:StudiulamplificriidecurentcuBC557Pasul4. Comandadetemporizare

Scopul acestui circuit este realizarea unei lanterne cu led cu lumin remanent automat. Iluminatul interior alautomobilelor funcioneazadeseapeacestprincipiu:dup ce coboridinmain, lumina rmneaprinsunanumit timp,dupcaresestingelent. Dac inei un condensator electrolitic pe baterie respectnd polaritatea corect, acesta preia o sarcin electric.Sarcina semeninemult timp dup ndeprtarea de baterie. Condensatorul electrolitic poate fi apoi conectat la un led. Seproduceoscnteiescurtdelumin.Condensatorulelectroliticsedescarcnctevamomente. Pentru a prelungi timpul de descrcare al condensatorului putei utiliza amplificarea de curent a unui tranzistor.CircuitulilustratnFig.16utilizeazuncondensatorelectroliticde100Fpepostdecondensatordencrcare.Dupoapsarescurtacomutatoruluicubuton,acestaestencrcatideacumelibereazcurentuldebazalcircuituluideemitorpentrumaimulttimp.

rou

verde

6|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o

Fig.16:Oprireatemporizat

Rezistenamaredebazprelungeteconsiderabiltimpuldedescrcare.Dupdousecundecondensatorulelectroliticestedejaaproapedescrcat.nsdupacesttimpcurentuldebazncestesuficientpentruocomandslabatranzistorului.Curentuldecolectorscadeprogresiv.

Fig.17:Lanternculuminremanent

Attatimpctmenineiapsatbutonul,leduldispunedeluminozitateamaxim.Daroapsarescurtabutonuluiestesuficientpentruaaprindeledul.Apoiacestarmneaprinstimpdecircadousecunde,dupcarelumineazdincencemaislab.Dupaproximativunminutncsemaipoateobservaolicrireslab.Defapt,ledulnusestingecompletnicidupuntimpmaindelungat.nscurentulscadelaovaloareattdemicnctnumaiareniciunefectvizibil.Pasul5. Senzoruldeatingere

O lamp poate fi controlat cu ajutorul unui comutator simplu. ns cu ajutorul unui circuit cu tranzistoare puteiconstruiunsenzortactil.Doufiresaucontactemetalicecarenuseatingntreele,cilaatingereadegetuluidvs.

Putei multiplica factorii de amplificare de curent a dou tranzistoare dac amplificai nc o dat curentul dejaamplificat alprimului tranzistor luatdrept curent de baz al celuideal doilea tranzistor. Circuitul ilustrat n Fig. 18 semainumetecircuitDarlington.

Fig.18:CircuitulDarlington

Pornind de la un factor de amplificare de 300 pentru fiecare dintre tranzistoare, circuitul Darlington asigur oamplificarede90.000.O rezistendebazde10Mestedeja suficientpentruaaprindeun led. ntrunexperiment realputeiutiliza un contact tactil n locul rezistenei cu valoare ohmic foartemare.Datorit amplificriimari este de ajuns oatingereuoarcudegetuluscat.Rezistenasuplimentardeproteciedincablulcareducelabaterieprotejeaztranzistoarelencazuluneiconectridirecteaccidentaleacontactelortactile.

rou verde

rou deget

7|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o

Fig.19:SenzorultactilPasul6. Detectoruldemicare

Acest circuit are un fir la intrarea primului tranzistor.Dac cineva semic n apropierea firului, ledul se aprinde.Micndusepeosuprafaizolatoare,oricepersoansencarccuosarcinelectricfrsideaseama.Dactrecemapoipe lng obiecte conductoare, forele electrostatice deplaseaz sarcinile electrice crend un curent slab, care aici esteamplificat.CircuitulDarlington comandun tranzistor PNP i astfel curentul se amplificdinnoude300deori.Acum suntsuficienidoarcivapicoamperipentrucaledulrousluminezevizibil.

Fig.20:Amplificareadecurentcutreitranzistoare

Fig.21:Amplificaresenzorpentrucmpurielectrice

Pentruprimul testal circuitului sepoateutilizaun fir scurtde10 cm. nmodnormal,dup civapaipeopodeaizolatoareveifiacumulatosarcinelectricsuficient.Apoimicaimnanapropiereafiruluisenzor.Luminozitatealeduluisemodific.

Pentruacretesensibilitateacircuituluiputeiconectaunfirsenzormailung.Poatefiosrmneizolatsauuncabluizolat.Senzoruldevineimaieficientdacnpluslegailapmntpolulnegativalbateriei.nacestscopestesuficientsrugaioaltpersoansatingcircuitul.Acumcircuituldetecteazdaccinevatreceprinfaaluilaodistandejumtatedemetru.Ledulclipetelafiecarepas.Lacontactuldirectcucaptulneizolatalfiruluiledullumineazcontinuu.Acestlucrusedatoreazcmpuriloralternativede50Hzprezenteinevitabilncamer.ntradevr,ledulnulumineazcontinuu,ciclipetecuofrecvende50Hz.Pasul7. Ledulcasenzordelumin

Acest senzorde lumin controleaz luminozitateaunui led.Atunci cnd senzoruleste luminat, ledul se aprinde;pentunericrmnestins.Defapt,dacladiodesteaplicattensiunendirecieinverscurentulcareostrbateestepracticnul.De faptexist totuiuncurent invers foarte slab,deex.deordinulctorvananoamperi, care nmodnormalesteneglijabil.FactorulmaredeamplificarealcircuituluiDarlingtonpermitetotuirealizareadeexperimentecucureniextremdeslabi.Astfel,nsuicurentulinversalunuileddepindedeiluminare,iarledulestenacelaitimpofotodiod.Curentulfotoelectricextremdeslaballeduluirouesteamplificatdedoutranzistoarenaamsurnctledulverdeseaprinde.

rou

8|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o

Fig.22:Amplificareacurentuluiinversalledului

ntrun experiment practic este clar c n condiii de iluminare ambiant normal ledul din dreapta este aprins.Umbrirealeduluisenzorcumnadeterminmodificarealuminozitiileduluiindicator.

Fig.23:SenzorulleddeluminPasul8. Luminozitateaconstant

Uneoriestenevoiedecurentconstant,ctmaipuindependentdefluctuaiiledetensiune.Astfelunledarstrlucicuaceeailuminozitatechiardactensiuneabaterieiestemaislab.CircuitulilustratnFig.24esteuncircuitsimpludestabilizare.Ledulroude la intrarestabilizeaztensiuneadebaz lacirca1,8V.Cumtensiuneadebazaemitoruluisemenine n jurulvalorii de 0,6 V, tensiunea la nivelul rezistenei emitorului este de circa 1,2 V. Prin urmare, rezistena determin curentulemitoruluiitotodatcurentuldecolectordecca.2,5mA. Ledurile din circuitul de colector nu au nevoie de o rezisten n serie deoarece curentul lor este regularizat detranzistor.Sursadecurentconstantfuncioneazieacudiferitesarcini.Indiferentdacutilizaiambeleledurialecircuituluidecolectorsauscurtcircuitaiunuldinele,circuituldecolectorrmnestabil.

Fig.24:Sursdecurentstabilizat

Fig.25:Stabilizarealuminozitiiledului

rou verde

rou

galben

verde

9|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o

Verificairezultatelecuajutoruluneibateriinoiiaalteiafoarteuzate.Attatimpctncexistotensiunerezidualluminozitatea ledului rmneaproapeaceeai.Pentruun singur led tensiuneabaterieipoate fimai slabdectpentrudouleduri,naldoileacazfiindnevoiedecelpuin6V.Pasul9. Senzoruldetemperatur

Acestcircuitindicvariaiiledetemperaturprinintermediulluminozitiiledurilor.Estesuficientsatingeisenzoruldetemperaturcudegetul.CircuitulilustratnFig.26reprezintoaazisoglinddecurent.Curentulcarestrbaterezistenade 1 este reflectat n cele dou tranzistoare i reapare, cu aproape aceeai valoare, sub forma curentului de colector altranzistoruluidindreapta.Bazaiemitorulfiind interconectate ncazultranzistoruluidinstnga,automatapareotensiunedebazaemitoruluidecirca0,6V ndireciacurentuluidecolectorpredefinit.Teoretic,celdealdoilea tranzistorar trebuisprezinteacumacelaicurentdecolector,cuexactaceleaidateiaceeaitensiunedebazaemitorului.Practic,ns,deobiceiaparmicidiferene.Oglindadecurentfuncioneaznacelaitimpcasursdecurentconstant.Prinurmare,dacuntailedulverdeluminozitatealeduluigalbenrmneneschimbat.

Fig.26:Oglindadecurent

Fig.27:Tranzistorulcasenzordetemperatur

Circuitulsepoateutilizacasenzordetemperatur.Atingeiunuldintretranzistoarecudegetul.Seproduceonclzirecaremodificcurentuldeieireisemanifestvizibilprinmodificarealuminozitiiledului.nfunciedetranzistorulatins,puteicrete saudescreteuor luminozitatea leduluidindreapta. n funciede temperaturaambiantputeiobineo creteredepnla10oCcuajutoruldegetului,ceeaceestedejadestuldevizibil.Diferenadeluminozitatedevineimaiclardacnclziicugrijunuldintranzistoarecuajutorulunuipistoldelipit.Pasul10. nchidereaideschidereaunuicircuit

Trecem lacircuiteledigitale:spredeosebiredecircuiteleanalogice ncarecantitateadecurentcarecirculestemaimare sau mai mic, circuitele digitale pot fi ori complet nchise, ori complet deschise. Strile nchis i Deschis mai suntreprezentateprinUnuiZero.Circuitulilustrataicipoateficonsideratunkitdebazninformatic.

Circuitelecudoustristabilesenumesccircuitebasculantesaucircuitebistabile.Unledpoatefiaprinssaustins,darniciodat pe jumtate aprins. Fig. 28 ilustreaz un circuit bistabil simplu. n principiu, circuitul const din dou etaje deamplificarecuplatecuretroaciunenchis.

Fig.28:Circuitbasculantbistabil

rou verde

galben

rou verde

10|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o

Circuitulbasculeazspreunadinceledoustriposibile.Dactranzistoruldindreaptaesteconductor,celdinstngaesteblocat i invers.Tranzistorul conductorareo tensiunede colector joas, ntrerupndastfel curentuldebazal celuilalttranzistor.De aceea, odat cuplat o stare de comutare, aceasta rmne stabil pn cnd este schimbat de la unul dincomutatoarelecubuton.

Fig.29:Circuitulbistabil

Aplicaitensiuneadefuncionare.Veiobservacunuldinceledou leduriesteaprins, nsnusepoateprezicecaredintreprisevaactiva.Deobicei,parteasprecarebasculeazcircuitulestedeterminatdediferenadeamplificaredecurentdintretranzistoare.

Acum utilizai un jumper pentru a bloca unul din tranzistoare. Starea selectat se menine i dup nlturareajumperului.CeledoustrimaisuntreprezentateprinSetare(S)iResetare(R),deundeidenumireaRSflipflop.Pasul11. Aprindereaistingerea

UncircuitbistabilpoatefimontatdeasemeneacuajutorulunuitranzistorNPNiaunuiaPNP.Curentuldecolectoralunuitranzistordevinenacelaitimpcurentuldebazalceluilalttranzistor.Deaceea,ambeletranzistoaresuntoriblocate,oriconductoare.Dupactivare,circuitulesteiniialblocat.OscurtacionareacomutatoruluiS1lcomutnstareadeconducie.Aceaststareesteacummemoratisemenineattatimpcttensiuneadefuncionarermneconectat.Tranzistoarelenurevinlastareablocatdectdacsedeconecteaztensiuneadefuncionare.

Fig.30:Stareadeconducieistareablocat

O conexiune scurtS1 vpermite sactivai circuitulaa nct ledul s seaprind.S2,dimpotriv,poatedezactiva

starea de conducie. S3 aprinde ledul, dar n acelai timp anuleaz starea de conducie a tranzistoarelor. Aadar, dupdeschiderealuiS3ledulsestinge.

Fig.31:AprindereasaustingereaPasul12. Semnalizatorulsimetric

Acestsemnalizatorelectronic funcioneazsimetric:dou ledurisuntcomutateautomatdeaamanier nctatuncicnd unul este aprins, cellalt este stins. Circuitul semnalizatorului simetric ilustrat n Fig.32 semai numetemultivibrator.Retroaciunease realizeazprin intermediuladoucondensatoare.Lacondensatoareleelectrolitice trebuies ineicontdepolaritate,deoarecetensiuneamedieacolectoruluirespectivestemaimaredectceaopus,abazei.Stareacircuituluirmnestabilnumaiattatimpctinversareadesarcinacondensatoarelorrmneactiv.Apoicircuitulbasculeazncealaltstare.

verde

11|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o

Cu dou condensatoare electrolitice de 100 F se obine o frecven a intermitenelor foarte slab, cumai puin de cincialternanecompletepeminut.

Fig.32:Multivibratorul

Fig.33:SemnalizatorsimetriclentPasul13. Semnalizatorulsimpluculed

Unsemnalizatordintrunautovehiculcontroleazdeobiceiosingurlamp.Aiciestemontatncuncircuitbasculantautomat. Circuitul necesit un singur condensator. Dou tranzistoare ntrun circuit emitor formeaz un amplificator.Retroaciuneadelaieirelaintraretreceprintruncondensatorcaresencarcisedescarcrepetat.

Fig.34:Multivibratorul

Fig.35:SemnalizatorulledPasul14. Semnalizatorulintermitentled

Acestcircuitproducesemnaleluminoasescurteregulate.Attatimpctcondensatorulrmnencrcat,toateceletreitranzistoare rmnblocate.Tensiuneade labaza tranzistoruluidinmijloc crete lent. La circa +0,6V tranzistoruldinmijlocdevine conductor i furnizeaz curentuldebazpentru tranzistorulPNP.Tensiunea sadecolectorcrete iaprinde ledul. nacelai timp, condensatorul electrolitic furnizeaz un curent de baz pulsatil, puternic i scurt. Tranzistorul din stnga alcircuituluiareroluldeaasigurafrecvenacorectdefuncionareacircuitului.Segenereazcircaunsemnalluminospesecund.

rou verde

verde

12|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o

Fig.36:Circuitulsemnalizatoruluiluminosintermitent

nlturaidincircuit rezistenade1montat nparalelcu ledul:pauzadintresemnalele luminoaseseprelungeteconsiderabil.Tranzistoruldinstngaseblocheaznumai ladescrcareacompletacondensatoruluielectrolitic.Numaiatuncitensiuneadecolectorcretelentipoatepermiteunnouimpuls.

Fig.37:SemnalizatorluminosledPasul15. SenzorultactilMOSFET

Acest circuit cu MOSFET BS170 (metal oxide semiconductor field effect transistor / tranzistor cu efect de cmpsemiconductorcuoxidmetalic)comandunledcuajutoruladouperechidecontactepecareleputeiconectadirectsauprinatingereadegetului.Dupoconexiunescurtacontactelorstarearespectivestemeninutpentruoperioadmailung.

TranzistorulNPNafostprezentatnprimulexperimentcuuncircuitsimpludebaz.Estenevoiedeuncurentdebazcarespermit formareaunuicurentdecolector.UnexperimentsimilarcuMOSFETBS170aratuncomportamentcompletdiferit.MOSFETaretreiterminale:gate (G),surs (S) idrain (D).Dedataaceasta,curentulcomandatnumaidepindedeuncurentdeintrare,cimaidegrabdetensiuneaaplicatntreGiS.Dacexistotensiunepozitivdecirca2Vsaumaimultlagate,tranzistorulesteconductor.Terminalulgateestecompletizolatiformeazuncondensatormicdecirca20pF.Odatgatencrcat,tensiuneasasemeninepentrumulttimp.

Fig.38:CircuitMOSFETdebaz

ConectaiscurtterminaleleAiBpentruancrcagate.Ledulseaprindeirmneaprins.ConectaicontacteleCiDpentruadescrcagate iastinge ledul.Fiecaredintreacestedoustriposibilesemeninepentruoperioad relativ lung.Aadar,experimentuldemonstreazprincipiuldefuncionarealunuiacumulatordinamiccarestocheazdeasemeneaosarcinelectric prin care s ilustreze strile unu i zero. Acest circuit este n acelai timp un comutator tactil simplu deoarece laatingereacontactelorAiBsauCiDareacelaiefectcauncontactdirect.

Atenie!Nudepiiotensiunegatedepeste20Vdeoarecepoateduceladistrugereatranzistorului.Deaceeatrebuiesaveigrij lasarcinaelectrostatic.Atingeimai ntiunterminalcutensiunedefuncionarepentruadeviaoriceeventualsarcin.Estefoartepericulospentrutranzistorcadoupersoanesatingacelaicircuitnacelaitimp.Odiferendesarcinntreceledoupersoanepoatecauzalanivelultranzistoruluiodescrcarecaresldistrug.

verde

13|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o

Fig.39:ncrcareidescrcaregatePasul16. Dimmercusenzor

Adugareaunuicondensatorsuplimentarntregateidrainpermitedeasemeneaistriintermediaredintrecompletnchisicompletdeschis.Dactensiuneagatescade,curentuldrainscadei lafelitensiunea leduluiiarezisteneisale nserie.Prinurmare,tensiuneadraincrete.Acest lucruesteposibilnumaidaccondensatoruleste ncrcat.Oricemodificareatensiuniidraincontracareazomodificareatensiuniigate.Aadar,launcurentdeintrareslabluminozitatealeduluisemodificdoar lent.AtingereacontactelorA iBcrete luminozitatea ledului.Dimpotriv,pentruascdea luminozitatea trebuieatinsecontacteleCiD.Timpuldereacie lacontactultactilestediferit nceledoucazuri.Creterea luminozitiiare locmairapiddectscdereasadeoarecetensiuneadencrcareestemaimare.

Fig.40:Dimmertactil

Fig.41:LuminozitatereglabilPasul17. Electrometrul

Unelectrometruesteunaparatdemsurcaredetecteazsarcinileelectricemici.Obiectelesaupersoanelencrcateelectricsunt nconjuratedeuncmpelectriccarepoate ncrcaobiectele izolate nconjurtoareprin influenelectrostatic.AcestlucruestevalabilipentrugateulizolatalluiBS170.Laintrareacircuituluiesteconectatunfirizolat.Sarcinileelectricedinzona nconjurtoare influeneaz luminozitatea ledului.Puteideex.s frecaiorigldeplasticdeo esturiso inei napropiereacircuitului.Pstraiodistandesigurande10cmpentruaevitadeteriorareatranzistoruluiMOSFET.

Starea iniialeste incert; tranzistorularputeadeci s fiecompletblocat saucompletconductor. nambelecazuriefectulmicilordiferenedetensiunealgateestenul.Deaceeaexistun ntreruptordepornirecucareputeiconectascurtgateidrain.Tensiuneagateseseteaznzonamedianlacca.2V.

14|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o

Fig.42:Electrometrul

Fig.43:DetectareasarcinilorelectricePasul18. Ledurilecacelulefotovoltaice

Acestexperimentprezintoaltmodalitatederealizareaunuisenzorsimplude lumin.DedataaceastautilizaiunBS170.Dou leduri servescdrept senzoride lumin. n capitolul16 seutilizaun led ca senzorde lumin cuajutoruladoutranzistoareNPN ntruncircuitDarlington.Datoritrezisteneisalede intrareaproape infinite,unsingurMOSFETpoate facesingur acelai lucru. ns de data aceasta avei nevoie de dou leduri ca senzori de lumin. Ledurile se utilizeaz ca celulefotovoltaice capabile s furnizeze tensiune. ncepnd de la o tensiune gate de 2 V BS170 devine conductor. n condiii deiluminare suficient, dou leduri pot produce mpreun tensiunea necesar. Efectul se vede chiar la o cretere mic aluminozitii.Experimentaideasemeneaculeduridiferite.Unledverdefurnizeazotensiunecevamaimaredectunulrou.

Fig.44:Ledurilecacelulefotovoltaice

Fig.45:SenzoruldeluminPasul19. Senzoruldetemperaturcucondensator

Puteiutilizauncondensatorceramicde100nFcasenzordetemperatur.Unastfeldecondensatorareuncoeficientmaredetemperatur.Capacitateascadelanclzire.nacestexperimentcomutatorultrebuiesfieiniialnchisiapoideschisdin nou. Tensiunea gate se adapteaz automat la tensiunea de prag de aproximativ 2 V; ledul este aprins. Tensiuneacondensatoruluide100nFestedecirca7V.

Acumatingei foarteuor condensatorul cudegetul.Temperaturava crete.Sarcina stocat n condensator rmneconstant.Dardinmomentcecapacitateascade,tensiuneacondensatoruluicrete,ceeaceducelaoscdereatensiuniigrilei

15|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o

i,prinurmare,acurentuluidrain.Oatingereuoarestesuficientpentruadeterminaoscdereconsiderabilaluminozitiiledului.Acestcircuitreacioneazlavariaiiledetemperaturcuosensibilitatemultmaimaredectcircuitulcutranzistoaredincapitolul18.Atuncicndcondensatorulsenzoruluisercete,ledulrevinelaluminozitateainiial.

Fig46:Evaluareatensiuniicondensatorului

Fig.47:SenzoruldetemperaturPasul20. Iluminareatemporizat

Luminaesteaprinsprinapsareacomutatoruluicubutoniapoirmneaprinstimpdecircaunminut.Trecereadelaluminlantunericesteprogresiv,darrelativrapid.Condensatorulelectroliticsencarcla9Vprinapsareabutonuluiisedescarcprin intermediul rezisteneide470.Atta timp ct tensiunea gateestemaimarede cca.2,6V,TEC conduce ifurnizeazcurentuldebazpentrutranzistorulNPN,iarledulseaprinde.Dactensiuneadeintrarescade,conductivitateaTECscade.OdatcetensiuneadebazatranzistoruluiNPNasczutsubcca.0,6V,numaicirculniciuncurentdecolectornotabililedulsestinge.

Fig.48:Descrcarealentacondensatorului

Fig.49:IluminareatemporizatPasul21. Semnalizatorulprogresiv

Un semnalizator cu led cu fluctuaie progresiv a luminozitii poate avea un efect relaxant dac frecvena esteadecvat.Luminozitateaurmeazocurb sinusoidal.Acestcircuitactiveazcupreciziedou leduri nopoziiede faz.Prinurmare,luminasemodificprogresivalternndntrerouiverde.

verde

verde

16|w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o

Fig.50:Oscilatorcudefazare

Laactivareacircuituluicondensatoareleelectroliticesuntncdescrcate.DeciBS170esteblocat,iartranzistorulNPNesteconductor. Iniial lumineaznumai ledulrou.Apoicircuitul ncearcsoscileze launnivel intermediaralcurentului,daroscileazconstantgenerndunsemnalsinusoidalprincaremaintiesteunuldintranzistoareconductoriapoicellalt.

Fig.51:SemnalizatorulprogresivAcesteinstruciunideutilizaresuntopublicaieaGermanElectronicsSRL(Suceveinr.14/201,Oradea,Romnia)iConradElectronicSE(Lindenweg,D92242Hirschau,Germania).Toatedrepturile,inclusivceleaferentetraducerii,suntrezervate.Reproducereaprinoricemijloace,deexempluprinfotocopiere,microfilmare,sauprinintroducereansistemeelectronicedeprocesareadatelor,necesit nprealabilaprobareascrisaeditorului.Retiprirea,chiar iparial,este interzis.Aceste instruciunideutilizare reflectspecificaiile tehnicealeprodusului ladata tipririimanualuluideutilizare.Productorulirezervdreptuldeaoperamodificridenaturtehnicsaudedesignfrontiinareprealabil.

2011byConradElectronicSE&GermanElectronicsSRL(ediianlimbaromn)Toatedrepturilerezervate

rou verde