Cosa tutti dovrebbero sapere sui circuiti di base nell'elettronica?

Per tutti coloro che desiderano costruire i propri progetti elettronici, la prima cosa che devi sapere è l'elettronica di base. Ci sono molti componenti nell'elettronica che vengono utilizzati per applicazioni come la generazione di impulsi, come amplificatori, ecc. Spesso abbiamo bisogno di circuiti di base per i nostri progetti elettronici. Questi circuiti di base possono essere un circuito generatore di impulsi, un circuito oscillatore o un circuito amplificatore. Qui sto spiegando alcuni circuiti elettronici . È molto utile per i principianti. Questo articolo elenca i circuiti elettronici di base e il loro funzionamento.

Circuiti elettronici di base utilizzati nei progetti

L'elenco dei circuiti elettronici di base utilizzati nei progetti è discusso di seguito con schemi circuitali appropriati.

• Multivibratore astabile con timer 555:

Il timer 555 genera gli impulsi continui in modalità astabile con una frequenza specifica che dipende dal valore delle due resistenze e dei condensatori. Qui i condensatori si caricano e si scaricano a una tensione specifica.

Quando la tensione ha applicato la carica del condensatore e attraverso resistenze in modo continuo e il timer produce impulsi continui. I pin 6 e 2 sono cortocircuitati insieme per riattivare continuamente il circuito. Quando l'impulso di attivazione dell'uscita è alto, rimane in quella posizione fino a quando il condensatore non è completamente scarico. Un valore più alto del condensatore e delle resistenze viene utilizzato per ottenere un ritardo più lungo.

Questi tipi di circuiti elettronici di base possono essere utilizzati per accendere e spegnere i motori a intervalli regolari o per lampeggiare lampade / LED.

Multivibratore astabile con timer 555

• Multivibratore bistabile con timer 555:

La modalità bistabile ha due stati stabili che sono alto e basso. L'alto e il basso dei segnali di uscita sono controllati dai pin di ingresso trigger e reset, non dalla carica e dallo scaricamento dei condensatori. Quando un segnale logico basso viene fornito al pin trigger, l'uscita del circuito passa allo stato alto e quando un segnale logico basso viene fornito al pin di reset basso l'uscita del circuito va in stato basso.

Questi tipi di circuiti sono ideali per l'uso in modelli automatizzati come i sistemi ferroviari e la spinta del motore su ON e la spinta verso lo spegnimento del sistema di controllo.

Multivibratore bistabile

• 555 timer in modalità mono stabile:

Nella modalità monostabile, i timer 555 possono produrre un singolo impulso quando il timer riceve un segnale sul pulsante di ingresso trigger. La durata dell'impulso dipende dai valori del resistore e del condensatore. Quando l'impulso di trigger viene applicato all'ingresso tramite un pulsante, il condensatore viene caricato e il timer sviluppa un impulso alto che rimane alto fino a quando il condensatore non si scarica completamente. Se è richiesto un ritardo maggiore, è necessario il valore più alto del resistore e del condensatore.

Multivibratore monostabile

• L'amplificatore a emettitore comune:

I transistor possono essere utilizzati come amplificatori dove l'ampiezza del segnale di ingresso è aumentata. Un transistor collegato in modalità emettitore comune è polarizzato in modo tale che al suo terminale di base venga fornito un segnale di ingresso e l'uscita sia sviluppata in corrispondenza del terminale del collettore.

Per qualsiasi transistor operante in modalità attiva, la giunzione base-emettitore è polarizzata in avanti, avendo così una bassa resistenza. La regione base-collettore è polarizzata inversamente, avendo un'elevata resistenza. La corrente che fluisce dal terminale del collettore è β volte più della corrente che fluisce nel terminale di base. Β è il guadagno di corrente per il transistor.

Amplificatore a emettitore comune

Nel circuito sopra, la corrente fluisce alla base del transistor, dalla fonte di alimentazione CA. Viene amplificato al collezionista. Quando questa corrente fluisce attraverso qualsiasi carico collegato all'uscita, produce una tensione attraverso il carico. Questa tensione è una versione amplificata e invertita della tensione del segnale di ingresso.

• Il transistor come interruttore:

Il transistor funge da interruttore quando viene azionato in una regione satura. Quando il transistor viene acceso nella regione di saturazione, i terminali dell'emettitore e del collettore vengono cortocircuitati e la corrente fluisce dal collettore all'emettitore in un transistor NPN. Viene fornita la quantità massima di corrente di base che si traduce in una quantità massima di corrente del collettore.

La tensione alla giunzione collettore-emettitore è così bassa da ridurre la regione di svuotamento. Ciò fa sì che la corrente fluisca dal collettore all'emettitore e sembrano essere in corto. Quando il transistor è polarizzato nella regione di taglio, sia la corrente di base di ingresso che la corrente di uscita sono zero. La tensione inversa applicata alla giunzione collettore-emettitore è al suo livello massimo. Ciò fa sì che la regione di esaurimento in quella giunzione aumenti in modo tale che nessuna corrente fluisce attraverso il transistor. Quindi il transistor è spento.

Transistor come interruttore

Qui abbiamo un carico che volevamo accendere e spegnere con un interruttore. Quando l'interruttore ON / OFF è nello stato chiuso, la corrente scorre nel terminale di base del transistor. Il transistor viene polarizzato in modo tale che i terminali del collettore e dell'emettitore siano cortocircuitati e collegati al terminale di terra. La bobina del relè si eccita e i punti di contatto del relè si chiudono in modo tale che il carico ottiene l'alimentazione essendo collegato in serie attraverso questo contatto che agisce come un interruttore indipendente.

• Trigger di Schmitt:

Il trigger di Schmitt è un tipo di comparatore, che viene utilizzato per rilevare se la tensione di ingresso è al di sopra o al di sotto di una certa soglia. Produce un'onda quadra tale che l'uscita alterna tra due stati binari. Il circuito mostra due transistor NPN Q1 e Q2 collegati in parallelo. I transistor vengono attivati ​​e disattivati ​​alternativamente in base alla tensione di ingresso.

Schmitt Trigger Circuit

Il transistor Q2 è polarizzato attraverso una disposizione di divisori di potenziale. Con la base a un potenziale positivo rispetto all'emettitore, il transistore è polarizzato nella regione di saturazione. In altre parole, il transistor è acceso (i terminali del collettore e dell'emettitore sono in corto). La base del transistor Q1 è collegata al potenziale di massa tramite la resistenza Re. Poiché non vi è alcun segnale di ingresso fornito al transistor Q1, non è polarizzato ed è in modalità di interruzione. Otteniamo così un segnale logico al terminale del collettore del transistor Q2 o all'uscita.

Viene fornito un segnale di ingresso in modo tale che il potenziale al terminale di base sia più positivo della tensione ai capi del divisore di potenziale. Ciò provoca la conduzione del transistore Q1 o in altre parole il cortocircuito dei terminali collettore-emettitore. Ciò causa la caduta della tensione del collettore-emettitore e, di conseguenza, la tensione attraverso il potenziale partitore si riduce in modo tale che la base del transistor Q2 non riceve abbastanza alimentazione. Il transistore Q2 viene così spento. In questo modo otteniamo un segnale logico alto in uscita.

• Circuito H Bridge:

Un ponte H è un circuito elettronico che consente di applicare una tensione su un carico in entrambe le direzioni. Il ponte H è un metodo molto efficace per guidare i motori e trova molte applicazioni in molti progetti elettronici soprattutto nella robotica.

Qui vengono utilizzati quattro transistor che sono collegati come interruttori. Le due linee di segnale consentono di far funzionare il motore in direzioni diverse. L'interruttore s1 viene premuto per far funzionare il motore in direzione di marcia avanti e s2 viene premuto per far funzionare il motore in direzione indietro. Poiché il motore ha bisogno di dissipare l'EMF posteriore, i diodi vengono utilizzati per fornire un percorso più sicuro per la corrente. I resistori vengono utilizzati per proteggere i transistor poiché limitano la corrente di base ai transistor.

Circuito H Bridge

In questo circuito, quando l'interruttore S1 è in stato ON, il transistore Q1 è polarizzato in conduzione e così è il transistore Q4. Il terminale positivo del motore è quindi collegato al potenziale di terra.

Quando anche l'interruttore S2 è ON, il transistor Q2 e il transistor Q3 sono in conduzione. Anche il terminale negativo del motore è collegato al potenziale di terra.

Pertanto, senza un'alimentazione adeguata, il motore non ruota. Quando S1 è OFF, il terminale positivo del motore riceve un'alimentazione di tensione positiva (poiché i transistor sono interrotti). Pertanto, con S1 OFF e S2 ON, il motore è collegato in modalità normale e inizia a ruotare in avanti. Allo stesso modo, quando S1 è ON e S2 OFF, il motore viene collegato all'alimentazione inversa e inizia a ruotare nella direzione inversa.

• Circuito oscillatore di cristallo:

Un oscillatore a cristallo utilizza un cristallo per sviluppare alcuni segnali elettrici a una certa frequenza. Quando la pressione meccanica viene applicata al cristallo, produce un segnale elettrico attraverso i suoi terminali con una certa frequenza.

Gli oscillatori a cristallo vengono utilizzati per fornire una radio stabile e precisa segnali di frequenza . Uno dei circuiti più comuni viene utilizzato per gli oscillatori a cristallo è il circuito Colpitts. Sono utilizzati nei sistemi digitali per fornire segnali di clock.

Circuito oscillatore di cristallo

Il cristallo funziona in modalità risonante parallela e genera un segnale di uscita. La rete di divisori di condensatori di C1 e C2 fornisce il percorso di feedback. I condensatori formano anche la capacità di carico per il cristallo. Questo oscillatore può essere polarizzato in modalità emettitore comune o collettore comune. Qui viene utilizzata la configurazione dell'emettitore comune.

Un resistore è collegato tra il collettore e la tensione della sorgente. L'uscita è ottenuta dal terminale di emettitore del transistor tramite un condensatore. Questo condensatore funge da buffer per garantire che il carico assorba la corrente minima.

Quindi questi sono i circuiti elettronici di base che incontrerai in qualsiasi progetto elettronico. Spero che questo articolo ti abbia dato un'ampia conoscenza. Quindi c'è questo piccolo compito per te. Per tutti i circuiti che ho elencato sopra, ci sono alternative.Si prega di trovarlo e pubblicare la tua risposta nelle sezioni dei commenti qui sotto.