Arduino -тэй төслүүдэд ашигладаг бага нэвтрүүлэх идэвхтэй шүүлтүүрийн RC: 4 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:01

Tinkercad төслүүд »

Бага нэвтрүүлэх шүүлтүүр нь таны төслүүдээс шимэгчийн дохиог шүүж чаддаг маш сайн электрон хэлхээ юм. Arduino болон цахилгаан хэлхээнд ойрхон ажилладаг мэдрэгч бүхий системүүдийн төслүүдийн нийтлэг асуудал бол "шимэгч" дохио байгаа явдал юм.

Эдгээр нь мэдрэгчтэй ижил хэсэгт чичиргээ эсвэл соронзон орноос үүдэлтэй байж болно.

Ихэвчлэн өндөр давтамжтай эдгээр дохио нь унших явцад эвдрэл үүсгэдэг бөгөөд үүний үр дүнд автоматжуулалтын системд алдаатай уншилт гардаг. Нийтлэг жишээ бол өндөр гүйдэл шаарддаг машиныг эхлүүлэх явдал юм.

Энэ нь цахилгаан сүлжээнд холбогдсон хэд хэдэн элемент, түүний дотор мэдрэгчийг ашиглан өндөр давтамжийн дуу чимээ гаргах болно.

Эдгээр чимээ шуугиан нь системд нөлөөлөхгүйн тулд мэдрэгчийн элемент ба түүнийг уншдаг системийн хооронд шүүлтүүр ашигладаг.

Идэвхгүй ба идэвхтэй шүүлтүүр гэж юу вэ?

Хангамж

• 2 эсэргүүцэл;
• 2 керамик конденсатор
• 2 электролитийн конденсатор;
• Үйлдлийн өсгөгч LM358
• Цахилгаан терминал эсвэл 9V зай;

Алхам 1: Passive буюу идэвхгүй болон идэвхтэй Шүүлтүүрүүд гэж юу вэ?

Шүүлтүүр нь бодит байдалд нийцэхгүй утгыг уншихаас зайлсхийхийн тулд дохиог "цэвэрлэж", хүсээгүй дохиог салгаж чаддаг хэлхээ юм.

идэвхгүй болон идэвхтэй: Шүүлтүүрүүд нь хоёр төрлийн байж болно.

Идэвхгүй шүүлтүүрүүд нь зөвхөн эсэргүүцэл ба конденсатороос бүрддэг тул хамгийн энгийн нь идэвхгүй байж болно.

Идэвхтэй шүүлтүүрүүд

Идэвхтэй шүүлтүүрүүд нь резистор ба конденсатороос гадна шүүлтүүрийг сайжруулахын тулд amp-ops, процессор, микроконтроллерт ашигладаг дижитал шүүлтүүрийг ашигладаг.

Тиймээс, энэ нийтлэлээс та дараахь зүйлийг сурах болно.

Бага нэвтрүүлэх шүүлтүүр хэрхэн ажилладагийг ойлгох;

LM358 ашиглалтын өсгөгч ашиглан бага давтамжтай шүүлтүүрийн техник хангамжийг 100 Гц давтамжтай тохируулах;

хэлхээний идэвхгүй бүрэлдэхүүн хэсэг нь үнэ цэнийг тооцоолох;

Бага нэвтрүүлэх шүүлтүүрийг NextPCB угсарна уу.

Доор бид Arduino -тэй хэлхээнийхээ идэвхтэй нэвтрүүлэх шүүлтүүрийг боловсруулах үйл явцыг танилцуулж байна.

Алхам 2: Идэвхтэй бага нэвтрүүлэх шүүлтүүрийн RC хэлхээг хөгжүүлэх

Энэхүү төсөлд NEXTPCB - Хэвлэмэл хэлхээний самбар ашиглан бага дамжуулалтын идэвхтэй шүүлтүүрийг боловсруулж, өөрөөр хэлбэл бага давтамж дамжуулах боломжийг бидэнд олгоно. Сонгох давтамжийн хүрээ нь хэлхээний үйл ажиллагаанаас хамаарна.

Энэ нийтлэлийн хувьд бид 1МГц -ээс доош давтамжид ашигладаг тул бага дамжуулалтын идэвхтэй шүүлтүүрийг ашиглах бөгөөд үүнээс гадна энэ хэлхээнд ашиглалтын өсгөгч ашиглах тул дохионы өсгөлтийг хийж болно.

Тиймээс энэхүү төсөл дээр үндэслэн бага нэвтрүүлэх шүүлтүүрийн идэвхтэй хэлхээ ба түүний тэгш хэмтэй нийлүүлэлтийн хэлхээг хөгжүүлэхэд гол анхаарлаа хандуулах болно. 1 -р зурагт энэ хэлхээний техник хангамжийг харуулав.

TinkerCAD дээр бүтээгдсэн бага дамжуулагч шүүлтүүрийн RC хэлхээг дараах холбоосоор орж үзэх боломжтой:

Өмнө дурьдсанчлан, бид мэдрэгчээс дохио авахын тулд энэхүү төсөлд Arduino -ийг ашигласан. Дээрх зураг дээрх бага нэвтрүүлэх шүүлтүүрийн RC хэлхээ нь бидэнд 3 чухал хэсэгтэй байна.

• Дохио үүсгэгч,
• Идэвхтэй шүүлтүүр ба;
• Мэдрэгчийн мэдээллийг цуглуулах зориулалттай Arduino.

Дохио үүсгэгч нь мэдрэгчийн ажиллагааг дуурайж, дохиог Arduino руу дамжуулах үүрэгтэй. Дараа нь энэ дохиог RC бага дамжуулагч шүүлтүүрээр шүүж, дараа нь шүүсэн дохиог Arduino уншиж боловсруулдаг.

Тиймээс RC бага дамжуулагч шүүлтүүрийг угсрахын тулд бидэнд дараахь электрон бүрэлдэхүүн хэсгүүд хэрэгтэй болно.

• 2 эсэргүүцэл;
• 2 керамик конденсатор
• 2 электролитийн конденсатор;
• Үйлдлийн өсгөгч LM358
• Цахилгаан терминал эсвэл 9В батерей

Дараа нь бид хэлхээний резистор ба конденсаторуудын утгыг тооцоолох болно. Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тооцоог идэвхтэй шүүлтүүрийн бага нэвтрүүлэх шүүлтүүрийн таслах давтамж дээр үндэслэнэ.

Резистор ба конденсаторын тооцоо

Санал болгож буй хэлхээний хувьд бид бага давтамжтай шүүлтүүрийг 100 Гц давтамжтайгаар ашиглах болно. Ийм байдлаар хэлхээ нь давтамжийг 100 Гц -ээс доош, 100 Гц -ээс дээш давтах боломжийг олгодог бөгөөд дохио нь экспоненциал буурах болно.

Тиймээс конденсаторыг тооцоолохын тулд бидэнд дараахь зүйлс байна: Эхэндээ C1 -ийн утгыг тодорхойлоход хангалттай бөгөөд энэ тохиолдолд 1 -ээс 100nF хүртэлх арилжааны утгыг тодорхойлж болно.

Дараа нь бид доорх тэгшитгэлийн дагуу C2 конденсаторын тооцоог хийв.

Дараа нь доорх томъёог ашиглан R1 ба R2 -ийн утгыг тооцоолно уу. Томъёог ашиглан хоёр резисторын утгыг тооцоолж болно. Дараа нь гүйцэтгэсэн тооцооллыг үзнэ үү.

Энд f*C нь бага нэвтрүүлэх шүүлтүүрийг таслах давтамж, өөрөөр хэлбэл давтамжаас давсан тохиолдолд энэ дохионы ашиг буурах болно. Энэ системийн f*C утга нь 100 Гц байх болно.

Тиймээс бид R1 ба R2 -ийн эсэргүүцлийн дараах утгатай байна.

Төслийн резистор ба конденсаторын хувьд олж авсан утгаас бид идэвхтэй шүүлтүүрийн тэжээлийн хэлхээг боловсруулах ёстой. Энэ төрлийн шүүлтүүрийн хувьд бид тэгш хэмгүй цахилгаан хангамжийг ашиглах шаардлагатай бөгөөд дараа нь нийлүүлэлтийн хэлхээг танилцуулах болно.

Алхам 3: Цахилгаан хангамж

Энэ хэлхээнд шаардагдах хүч нь тэгш хэмтэй цахилгаан хангамж юм. Хэрэв танд тэгш хэмтэй цахилгаан хангамж байхгүй бол энгийн тэжээлээр тэжээгддэг конденсаторыг ашиглан хэлхээг угсарна уу.

Гэсэн хэдий ч тэгш хэмтэй эх үүсвэрийн утгыг 2 -т хуваах тул цахилгаан хангамжийн хүчдэлийн утга 10В -аас их байх ёстой.

Дээрх зурагт цахилгаан хангамжийн хэлхээг харуулав.

Энгийн тэгш хэмт бус эх үүсвэрийг ашигладаг тул энэ хэлхээг Зураг 1-ийн электрон диаграммд аль хэдийн оруулсан болно.

Идэвхтэй шүүлтүүрийн хэлхээ ба түүний нийлүүлэлтийн хэлхээг зохион бүтээсний дараа бид Arduino -тэй хийсэн төслүүд эсвэл энэ зорилгоор шүүлтүүр шаардлагатай бусад төслүүдэд ашиглах электрон шүүлтүүр модулийг боловсруулсан.

Дараа нь бид цахим схемийн бүтэц, боловсруулсан электрон самбарын загварыг танилцуулах болно.

Active Low Pass Filter RC -ийн хэвлэмэл хэлхээний самбар

Алхам 4: Идэвхтэй бага нэвтрүүлэх шүүлтүүрийн хэвлэмэл хэлхээний самбар

Цахим хэвлэмэл хэлхээний самбар - NEXTPCB хийхийн тулд хэлхээний электрон схемийг боловсруулсан болно. Идэвхтэй бага нэвтрүүлэх шүүлтүүрийн электрон схемийг Зураг 3 -т үзүүлэв.

Дараа нь схемийг Altium програм хангамжийн ПХБ -ийн дизайн руу экспортолж, 4 -р зурагт үзүүлсэн шиг дараах самбарыг зохион бүтээв.

Гурван тээглүүрийг хэлхээ ба оролтын дохиогоор хангаж, гаралтын хоёр тээглүүрийг ашигласан. Хоёр тээглүүрийг шүүсэн дохио болон хэлхээний GND гаралтанд ашигладаг.

ПХБ -ийн зохион байгуулалтыг хийсний дараа хэвлэмэл хэлхээний самбарын 3D загварыг гаргаж 5 -р зурагт үзүүлэв.

ПХБ -ийн төслөөс та энэ модулийг ашиглаж, Arduino -тэй өөрийн төсөлд ашиглах боломжтой. Ийм байдлаар зарим шимэгчийн дохиог цуцалж, таны төсөл дохио уншихад алдаа гарах эрсдэлгүйгээр ажиллах болно.

Дүгнэлт

Энэхүү идэвхтэй бага дамжуулах шүүлтүүрийн RC хэлхээг Arduino -ийн хүчийг шүүх, цуваа холбооны дохиог шүүхэд ашигладаг. таслах давтамж өөрчлөгддөг.

Энэхүү хэлхээг угсарсны дараа хийх зөвлөмж бол холболтыг Arduino -той ойртуулах явдал юм, учир нь хөндлөнгийн сайн хэсэг нь мэдрэгч ба микроконтроллерийн хоорондох зайд байдаг бөгөөд ихэнх тохиолдолд микроконтроллер нь ойрхон байж чаддаггүй, учир нь түүний байршил Мэдрэгч нь Arduino -д хор хөнөөл учруулж болзошгүй юм.

Нэмж дурдахад, илүү тасралтгүй дохио өгөхийн тулд бага нэвтрүүлэх шүүлтүүрийг таслах давтамжийг бага давтамж руу өөрчлөхөд резистор ба конденсаторын утга өөрчлөгдөх болно. Түүнчлэн дохио багатай бол дохио ашиг олох давуу талтай.

Чухал мэдээлэл

Бүх файлыг дараах холбоосоор орж үзэх боломжтой: Хэвлэсэн хэлхээний самбарын файлууд

Та өөрийн 10 ширхэг ПХБ авч, зөвхөн NextPCB -ээс анхны худалдан авалтаа хийх боломжтой. Энэхүү төслийг Arduino төсөл, мэдрэгчтэйгээ хамт сайхан өнгөрүүлээрэй.