נדנדה אלקטרונית. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

נדנדה אלקטרונית. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / חובב רדיו מתחיל

ניתן לגרום לנדנדת הצעצוע, האהובה על כל הילדים, להתנדנד "לנצח". לדוגמה, על ידי הפיכתם לאלקטרומכאניות. זה ידרוש אלקטרומגנט, סוללה וזוג מגעים סגורים על ידי מתלה נדנדה (איור 1).

אם נדנדה עם מכשיר אלקטרומכני כזה ניתנת לתנועה תנודה, אז עם כל סגירת המגעים, יזרום זרם דרך פיתול האלקטרומגנט, שהשדה המגנטי שלו ימשוך את האבזור. יש צורך רק להגדיר את מדף הפתיחה של מתלה הנדנדה במצב כזה שהמגעים נסגרים רק לרגע כאשר האבזור מתקרב לליבה של האלקטרומגנט, מה שנותן לאבזור, ומכאן לתנופה, חלק נוסף של אנרגיה קינטית - בדיוק כמו שאנחנו דוחפים תנופה רגילה ברגעים של מעבר תנוחת שיווי המשקל.

נדנדה אלקטרונית
איור. מספר

לאחר פתיחת המגעים והיעלמות השדה המגנטי, הנדנדה באמצעות האינרציה תעבור את מצב שיווי המשקל, תגיע למרכז המת העליון ותתחיל בתנועה הפוכה. אבל במהלך התנועה ההפוכה, מתלה הנדנדה אינו סוגר את מעגל אספקת החשמל של מתפתל האלקטרומגנט. לפיכך, יש "דחיפה" חד צדדית של הנדנדה על ידי השדה המגנטי.

התנופה, כלומר משרעת תנודות התנופה, תלויה בחוזק השדה המגנטי שנוצר מפעימות זרם בפיתול האלקטרומגנט, באורך המתלה ובהתפלגות המסה לאורכו, חיכוך בנקודות המתלה. , קשיחות המגעים ודיוק התאמת רגעי הסגירה והפתיחה שלהם.

האם ניתן, במקום מגעים מכניים, שהתאמתם די מסובכת, להשתמש במתג אלקטרוני ללא מגע עבור נדנדה? זהו מכשיר זה שאנו מציעים להשתמש בנדנדות צעצוע.

תרשים סכמטי של נדנדה אלקטרונית ללא מגע מוצג באיור. 2, א. בהם, במקום עוגן קבוע על לוח נדנדה, מותקן מגנט קבוע קטן אך חזק מספיק. בתרשים, הוא מוצג כפרסה מעל הליבה של אלקטרומגנט עם שתי פיתולים. מתפתל II כלול בבסיס, ופיתול I הוא מעגל האספן של הטרנזיסטור T1. האלקטרומגנט מותקן בבסיס הנדנדה בדיוק במיקום שיווי המשקל שלהם.

נדנדה אלקטרונית
איור 2

המצב ההתחלתי של הטרנזיסטור סגור, מכיוון שהבסיס מחובר באמצעות התנגדות מתפתלת נמוכה לפולט. בשלב זה, זרם הפוך קטן במיוחד של צומת האספן זורם דרך פיתול האספן, שאין לו משמעות מעשית.

כאשר הנדנדה נעה לכיוון האלקטרומגנט, המגנט הקבוע, העובר במרחק קטן מליבת האלקטרומגנט, גורם (משרה) emf בפיתול הבסיס. כך שמתח שלילי מופיע בבסיס הטרנזיסטור ביחס לפולט. מתח הדלקה של טרנזיסטור זה מגיע לערכו הגבוה ביותר כאשר המגנט מתקרב למצב שיווי המשקל, מכיוון שברגע זה מהירות התנועה היא הגבוהה ביותר, והשטף המגנטי דרך סליל הבסיס מגיע למקסימום.

על ידי אינרציה, המגנט עובר את מיקום שיווי המשקל. ברגע זה, המתח השלילי על הבסיס יורד בחדות לאפס וגם עולה בחדות לערך הגבוה ביותר, בסימן ההפוך. לאחר מכן הטרנזיסטור נכבה. כשהמגנט מתרחק ממצב שיווי המשקל, המתח החיובי יורד, אך הטרנזיסטור נשאר סגור. עם תנועה הפוכה של המגנט על בסיס הטרנזיסטור, מופיע שוב מתח שלילי, שגדל בהדרגה ככל שהנדנדה מתקרבת למצב שיווי המשקל ופותחת את הטרנזיסטור.

זה קורה כל עוד הנדנדה עושה תנועות תנודות. במקרה זה, תחת פעולתם של פולסי emf המושרים בפיתול הבסיס, הטרנזיסטור נפתח מעת לעת ופולסי זרם מופיעים בפיתול האספן, היוצרים שדה מגנטי בזמן עם תנודות התנופה. פיתול זה מחובר כך שכאשר עובר דרכו זרם, השדה המגנטי שלו מושך מגנט קבוע. כתוצאה מכך, תהליך התנודה של הנדנדה נשמר. האנרגיה של השדה המגנטי המוענקת לתנופה מספיקה כדי להתגבר על החיכוך בנקודות המתלה, התנגדות האוויר ועוד סיבות שמאטות את התנועה. משרעת התנודה גדלה עד שאיבוד אנרגיית התנועה הופך שווה לאנרגיה שניתנת לתנופה על ידי הסוללה. בשלב זה, יוקם מצב נדנוד קבוע, שיימשך עד שכוח הסוללה יגמר. הטרנזיסטור במקרה זה פועל רק כמתג אלקטרוני.

הדיודה המשרתת את פיתול האספן מונעת את התרחשותן של תנודות בתדירות הנקבעת על ידי השראות האלקטרומגנט, קיבול ההרכבה והקיבול התוך אלקטרודה של הטרנזיסטור. העובדה היא שכאשר הטרנזיסטור נפתח, מתרחש תהליך נדנוד, אשר, בשל החיבור החזק בין מעגלי האספן לבסיס, ניתן ללא דכדוך. במקרה זה, פעולת הבקרה של המגנט הקבוע מפסיקה להתבטא והתנופה נעצרת. הדיודה, מנתקת את חצי הגל החיובי כבר של התנודה הראשונה, מונעת את התרחשות תופעה זו.

על איור. 2b מציג תרשים של אותו מכשיר אלקטרוני לבקרת תנופה, אך עם שני טרנזיסטורים מחוברים לפי מעגל של טרנזיסטור מורכב. הכללה זו של טרנזיסטורים מאפשרת לך להגדיל את הפולסים הנוכחיים בפיתול האספן, וכתוצאה מכך, את משרעת התנודות של התנופה.

תכונה של שתי הגרסאות של מכשירי נדנדה אלקטרוניים היא שהם אינם צורכים כוח סוללה במצב מנוחה. לכן, אין צורך להציג מתג במעגל אספקת החשמל. כדי "לנתק" את הסוללה, זה מספיק כדי לעצור את התנופה.

העיצוב של נדנדה אלקטרונית יכול להיות מגוון מאוד. חשוב רק לעמוד בכמה דרישות כלליות. קודם כל, יש צורך להבטיח חיכוך מינימלי במקומות שבהם הנדנדה מושעה על מנת למנוע אובדן מיותר של אנרגיה. עדיף "אם מתלי הנדנדה הם טבעות תיל עם משטח חלק. לחוטי משי עבים יש גמישות טובה וחיכוך קטן. חשוב מאוד שהמרחק בין המגנט לליבה האלקטרומגנטית בנקודת האיזון יהיה מינימלי ולא יהיה מינימלי. עולה על 2-3 מ"מ.

אתה לא יכול לעשות את הנדנדה בעצמך, אבל להשתמש מוכנים, צעצועים (ראה תמונה בכותרת המאמר). השעיית הכותנה הדקה שלהם צריכה להיות מוחלף עם חוט אחד ולקבע על מוט אופקי עם טבעות תיל. מלמטה יש להדביק על לוח הנדנדה מגנט קבוע פריט או מגנט שטוח של מנעול מגנטי (מותקן על דלתות שולחנות מטבח, שידות לילה). אם המגנט הקיים גדול בגודלו, אל תנסו לפצל אותו במכות פטיש – הוא יתבטל. אתה יכול להפריד חלק מהמגנט על ידי סחיטתו במלחצים, או על ידי שבירתו מבלי לפגוע בו. שימו לב: ככל שהמגנט חזק יותר, כך המתג האלקטרוני יעבוד טוב יותר.

המסגרת של פיתולי האלקטרומגנטים היא שרוול קרטון עם לחיים לאורך הקצוות או סליל מעובד מחומר מבודד כלשהו (איור 3). יש לסובב את שתי הפיתולים בו-זמנית, לחבר שני חוטי PET!-1 או PEL 0,1-0,15, עד למילוי המסגרת: 1; מסגרת 1. בתוך המסגרת, הכנס ליבה מעובדת מפלדה עדינה בדיוק למידותיה הפנימיות. רצוי לחשל את הליבה המוגמרת, ולאחר מכן לקרר אותה לאט. האלקטרומגנט מותקן מתחת לכיסוי הבסיס של הנדנדה בצורה כזו שקצה הליבה ישתלב עם המישור העליון של כיסוי הבסיס. לשם כך, יש לחתוך חור מתאים בכיסוי הבסיס.

נדנדה אלקטרונית
איור 3

כל שאר החלקים ממוקמים גם הם בבסיס הנדנדה: לוח מעגלים עם טרנזיסטור ודיודה ושתי סוללות 3336L מחוברות בסדרה (B1). באופן כללי, ניתן להרכיב את הטרנזיסטור והדיודה ישירות על המסופים של פיתולי האלקטרומגנט, אם הם קשיחים מספיק.

ניתן לחבר את הסוללה לבסיס באמצעות תושבת פח, וכל החיבורים יכולים להתבצע עם כל חוט מבודד. אם ההתקנה של החלק האלקטרוני מתבצעת בדיוק לפי הסכימה וכל הפרטים תקינים, אז לא נדרשת התאמה - כדאי לדחוף מעט את הנדנדה כדי לבטל את איזונה, מכיוון שהם מתחילים להתנדנד באמפליטודה הולכת וגוברת .

אם הנדנדה לא עובדת כאשר אתה מפעיל אותה לראשונה, הפעל 100 mA מיליאממטר בסדרה עם הסוללה. לאחר מכן החליפו את ההליכים של אחד הפיתולים. כאשר הוא מופעל בצורה נכונה, החץ של המכשיר יסטה בחדות אם מגנט קבוע יובא במהירות לליבה של האלקטרומגנט.

מחבר: V. Ivanov; פרסום: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

ראה מאמרים אחרים סעיף חובב רדיו מתחיל.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

מכונה לדילול פרחים בגנים 02.05.2024

בחקלאות המודרנית מתפתחת התקדמות טכנולוגית שמטרתה להגביר את היעילות של תהליכי טיפול בצמחים. מכונת דילול הפרחים החדשנית Florix הוצגה באיטליה, שנועדה לייעל את שלב הקטיף. כלי זה מצויד בזרועות ניידות, המאפשרות התאמתו בקלות לצרכי הגינה. המפעיל יכול להתאים את מהירות החוטים הדקים על ידי שליטה בהם מתא הטרקטור באמצעות ג'ויסטיק. גישה זו מגדילה משמעותית את יעילות תהליך דילול הפרחים, ומעניקה אפשרות להתאמה אישית לתנאים הספציפיים של הגינה, כמו גם למגוון וסוג הפרי הגדלים בה. לאחר שנתיים של בדיקת מכונת פלוריקס על סוגי פירות שונים, התוצאות היו מאוד מעודדות. חקלאים כמו Filiberto Montanari, שהשתמש במכונת פלוריקס כבר כמה שנים, דיווחו על הפחתה משמעותית בזמן ובעבודה הנדרשים לדלל פרחים. ... >>

מיקרוסקופ אינפרא אדום מתקדם 02.05.2024

למיקרוסקופים תפקיד חשוב במחקר המדעי, המאפשר למדענים להתעמק במבנים ותהליכים בלתי נראים לעין. עם זאת, לשיטות מיקרוסקופיה שונות יש מגבלות, וביניהן הייתה הגבלת הרזולוציה בעת שימוש בטווח האינפרא אדום. אבל ההישגים האחרונים של חוקרים יפנים מאוניברסיטת טוקיו פותחים סיכויים חדשים לחקר עולם המיקרו. מדענים מאוניברסיטת טוקיו חשפו מיקרוסקופ חדש שיחולל מהפכה ביכולות של מיקרוסקופיה אינפרא אדום. מכשיר מתקדם זה מאפשר לך לראות את המבנים הפנימיים של חיידקים חיים בבהירות מדהימה בקנה מידה ננומטרי. בדרך כלל, מיקרוסקופים אינפרא אדום בינוני מוגבלים ברזולוציה נמוכה, אך הפיתוח האחרון של חוקרים יפנים מתגבר על מגבלות אלו. לדברי מדענים, המיקרוסקופ שפותח מאפשר ליצור תמונות ברזולוציה של עד 120 ננומטר, שהיא פי 30 מהרזולוציה של מיקרוסקופים מסורתיים. ... >>

מלכודת אוויר לחרקים 01.05.2024

חקלאות היא אחד מענפי המפתח במשק, והדברה היא חלק בלתי נפרד מתהליך זה. צוות של מדענים מהמועצה ההודית למחקר חקלאי-המכון המרכזי לחקר תפוחי אדמה (ICAR-CPRI), שימלה, העלה פתרון חדשני לבעיה זו - מלכודת אוויר של חרקים המופעלת על ידי רוח. מכשיר זה מטפל בחסרונות של שיטות הדברה מסורתיות על ידי מתן נתוני אוכלוסיית חרקים בזמן אמת. המלכודת מופעלת כולה על ידי אנרגיית רוח, מה שהופך אותה לפתרון ידידותי לסביבה שאינו דורש חשמל. העיצוב הייחודי שלו מאפשר ניטור של חרקים מזיקים ומועילים כאחד, ומספק סקירה מלאה של האוכלוסייה בכל אזור חקלאי. "על ידי הערכת מזיקים מטרה בזמן הנכון, נוכל לנקוט באמצעים הדרושים כדי לשלוט הן במזיקים והן במחלות", אומר קפיל ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

שימוש בזיכרון 3D V-NAND יאפשר לך ליצור SSD של 10 TB 30.11.2014

זיכרון פלאש 3D V-NAND כבר הוכיח את ערכו: לא רק שהוא מציע יותר נפח אחסון מאשר שבבי MLC מסורתיים, אלא שהוא גם אמין ביותר, בניגוד ל-TLC הידוע לשמצה. נראה ש-3D V-NAND עומד לעשות פריצת דרך בתחום כונני מצב מוצק במחירים סבירים עם נפחים דומים לדור האחרון של כונני HDD מסורתיים. אנחנו מדברים על קיבולות של 10 טרה-בייט ומעלה.

זו בדיוק היוזמה שהציגה תאגיד אינטל. בפגישת משקיעים לאחרונה של אינטל, הוכרז כי במחצית השנייה של 2015, המיזם המשותף Intel-Micron Flash Technologies יתחיל בייצור המוני של שבבים רב-שכבתיים של 256Gb ו-384Gb.

במקרה האחרון, ישמש תאים בשלוש רמות. במבנה התלת מימדי של שבבי ה-3D-NAND החדשים יהיו 32 שכבות של שבבים המחוברים באמצעות מערך של מבנים אנכיים מיוחדים בדומה ל-TSV המסורתי (דרך סיליקון via). הופעתם של שבבי זיכרון פלאש בעלי קיבולת כזו תפתח את הדרך ליצירת כונני מצב מוצק בנפח עצום שפשוט אינו זמין כיום. רוב קרוק, סגן נשיא חטיבת הזיכרון הבלתי נדיף של אינטל, מאמין שכונני SSD המבוססים על הטכנולוגיה החדשה עלולים לעלות על 10 טרה-בייט בשנתיים הקרובות. לשם השוואה, SanDisk, שרצתה ליצור SSD של 4 טרה-בייט המבוסס על טכנולוגיות מסורתיות בתוך המטוס, נאלצה להשתמש ב-64 שבבי eMLC של 512 גיגה-ביט (64 ג'יגה-בייט) יקרים להפליא, שכל אחד מהם נושא ארבעה קוביות של 128 גיגה-ביט בחבילה אחת. שבבים אלו מיוצרים בתהליך ייצור דק מתקדם, מה שמייקר את עלותם, אך אינו מוסיף אמינות כלל.

אבל שבבי אינטל-מיקרון "תלת מימדים" בעלי קיבולת של 256 ו-384 גיגה-ביט (32 ו-48 ג'יגה-בייט, בהתאמה) ישתמשו בתהליכים טכניים גדולים וזולים הרבה יותר, ובמקביל באלה אמינים יותר. לרוע המזל, אינטל עדיין שותקת לגבי איזה סוג של טכנולוגיית תהליך מדובר. אבל אבות טיפוס עובדים של כונני SSD המבוססים על שבבי "תלת מימד" של 256 ג'יגה-בייט כבר קיימים, ואחד מהם הוצג באירוע הנ"ל. יש לציין שסמסונג מייצרת באופן פעיל גם זיכרון פלאש "תלת מימדי": שבבי ה-128 גיגה-ביט שלה הם בעלי 24 או 32 שכבות ומשתמשים בסטנדרטים טכנולוגיים גדולים בצורה יוצאת דופן בסטנדרטים של היום - 42 ננומטר. "הקיבולת הנראית לעין" של המיקרו-מעגלים הללו היא 86 ג'יגה-ביט; נראה שסמסונג משחקת את זה על בטוח, רוצה להימנע מבעיות היפותטיות עם הטכנולוגיה החדשה בכל מחיר. על רקע זה, פרויקט אינטל-מיקרון, שמתחיל מיד בקיבולת של 256 גיגה-ביט, נראה הרבה יותר שאפתני, אך עלות המוצר הסופי בגישה זו תהיה נמוכה יותר באופן ניכר. וכמובן שגם משתמשים רגילים ייהנו מכך.

אבל גם אם לשבבים החדשים של אינטל יש יחס מחיר לקיבולת טוב יותר, היכולת של ברית אינטל-מיקרון לייצר אותם עדיין לא מאפשרת לנו לדבר על השפעה רצינית על שוק ה-NAND. על פי ChinaFlashMarket.com, מפעל הברית IMFT יכול לייצר כ-70 פרוסות 300 מ"מ בחודש, ומספר זה כולל סוגים שונים של זיכרון. שימוש במפעלי IMFS ו-MTV יכול לייצר עוד 80 עד 40 פרוסות 300 מ"מ בחודש, אבל זה כלום לעומת הקיבולת של סמסונג. רק אחד מהמפעלים של הענקית הדרום קוריאנית, שנבנה במיוחד לייצור סוגים חדשים של זיכרון פלאש, מסוגל לייצר 100 ופלים בחודש, בעוד ששאר מתקני הייצור של סמסונג, המתאימים לאותה מטרה, יכולים לספק למעלה מ-400 ופלים באותו פרק זמן.

במילים אחרות, שבבי זיכרון הפלאש הרב-שכבתי החדשים של אינטל אולי לא יחוללו מהפכה בשוק ה-SSD כולו, אבל הם יהפכו דגמים בעלי קיבולת גבוהה יותר לנגישים למשתמשים ויאפשרו לחברה לחזק משמעותית את מעמדה בתעשיית המיקרו-אלקטרוניקה הזו. חטיבות ה-NAND וה-SSD של אינטל צפויות לקבל הכנסות משולבות של כ-2014 מיליארד דולר ב-2, והכנסת שבבי 256 גיגה-ביט רב-שכבתיים חדשים תגדיל את הנתון הזה בשנים הקרובות.

עוד חדשות מעניינות:

▪ LMX243x - סינתיסייזרים תדרים המבוססים על מעגלי PLL

▪ ההתחממות הגלובלית תפגע במיוחד בארה"ב

▪ 5000 טונות של חלקיקים מחוץ לכדור הארץ נופלים לכדור הארץ מדי שנה

▪ ננוטכנולוגיה לחיזוק בטון

▪ Microgravure נצחי על יהלום

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע אתר פרמטרים של רכיבי רדיו. בחירת מאמרים

▪ מאמר מאת ארסמוס מרוטרדם. פרשיות מפורסמות

▪ כמה מייסדים היו לאפל? תשובה מפורטת

▪ מאמר הוראה בנושא הגנת העבודה