Gjurmuesi i kurbës gjysmëpërçuese: 4 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:27

Pershendetje!

Njohja me karakteristikat e funksionimit të çdo pajisjeje është thelbësore për të fituar njohuri rreth saj. Ky projekt do t'ju ndihmojë të vendosni kthesa të diodave, transistorë të lidhjes bipolare të tipit NPN dhe MOSFET të tipit n në laptopin tuaj, në shtëpi!

Për ata që nuk e dinë se çfarë janë kthesat karakteristike: kurbat karakteristike janë grafikë që tregojnë lidhjen midis rrymës dhe tensionit në dy terminalet e një pajisjeje. Për një pajisje me 3 terminale, ky grafik është vizatuar për një parametër të ndryshëm të terminalit të tretë. Për 2 pajisje terminale si diodat, rezistencat, LED -të, etj., Karakteristika tregon marrëdhënien midis tensionit në terminalet e pajisjes dhe rrymës që rrjedh nëpër pajisje. Për pajisjen 3 terminale, ku terminali i 3-të vepron si një pin kontrollues ose renditet, marrëdhënia tension-rrymë varet gjithashtu nga gjendja e terminalit të tretë dhe për këtë arsye karakteristikat do të duhej të përfshinin edhe atë.

Gjurmuesi i kurbës gjysmëpërçuese është një pajisje që automatizon procesin e vizatimit të kurbës për pajisje të tilla si diodat, BJT, MOSFET. Gjurmuesit e përkushtuar të kurbave janë zakonisht të shtrenjta dhe jo të përballueshme për entuziastët. Një pajisje e lehtë për t’u përdorur e aftë për të marrë karakteristikat I-V të pajisjeve elektronike bazë do të ishte shumë e dobishme, veçanërisht për studentët, hobiistë që merren me elektronikë.

Për ta bërë këtë projekt një kurs bazë në Elektronikë dhe koncepte si amps op, PWM, pompa ngarkimi, rregullatorë të tensionit, do të kërkohej një kodim në çdo mikrokontrollues. Nëse i keni këto aftësi, Urime, jeni mirë të shkoni !!

Për referenca mbi temat e mësipërme, disa lidhje i gjeta të dobishme:

www.allaboutcircuits.com/technical-article…

www.allaboutcircuits.com/textbook/semicond…

www.electronicdesign.com/power/charge-pump-…

www.electronics-tutorials.ws/opamp/opamp_1….

Hapi 1: Kuptimi i harduerit

Gjurmuesi do të lidhej me një kompjuter portativ dhe DUT (pajisja nën provë) në hapësirat e dhëna në tabelë. Pastaj, kurba karakteristike do të shfaqet në laptop.

Kam përdorur MSP430G2553 si mikrokontrolluesin tim, por sapo të kuptoni qasjen ndaj dizajnit, çdo kontrollues mund të përdoret.

Për ta bërë këtë, ndiqet qasja e dhënë.

Për të marrë vlerat e rrymës së pajisjes në vlera të ndryshme të tensionit të pajisjes, ne kemi nevojë për një sinjal në rritje (diçka si sinjali i Rampës). Për të marrë një numër të mjaftueshëm pikësh për vizatimin e kurbës, ne zgjedhim të hetojmë pajisjen për 100 vlera të ndryshme të tensionit të pajisjes. Kështu ne kemi nevojë për një sinjal devijimi 7-bit për të njëjtën gjë. Kjo merret duke gjeneruar PWM dhe duke e kaluar atë përmes një filtri me kalim të ulët.

Meqenëse ne duhet të vizatojmë karakteristikat e pajisjes në vlera të ndryshme të rrymës bazë në BJT dhe vlera të ndryshme të tensionit të portës në rast të MOSFET -ve, ne kemi nevojë për një sinjal shkallësh që të gjenerohet krahas sinjalit të devijimit. Duke kufizuar aftësinë e sistemit ne zgjedhim të vizatojmë 8 kthesa për vlera të ndryshme të rrymës bazë/tensionit të portës. Kështu ne kemi nevojë për një formë valore të shkallëve me 8 nivele ose 3-bit. Kjo merret duke gjeneruar PWM dhe duke e kaluar atë përmes një filtri me kalim të ulët.

Point Pika e rëndësishme që duhet vënë re këtu është se ne kemi nevojë që i gjithë sinjali i devijimit të përsëritet për çdo hap në sinjalin e shkallëve me 8 nivele, kështu që frekuenca e sinjalit të devijimit duhet të jetë saktësisht 8 herë më shumë se ajo e sinjalit të shkallëve dhe ato duhet të jenë kohë sinkronizuar. Kjo arrihet në kodimin e brezit PWM.

● Kolektori/kullimi/anoda e DUT është hetuar për të marrë sinjalin që do të ushqehet si Boshti X në oshiloskop/në ADC të mikrokontrolluesit pas qarkut të ndarjes së tensionit.

● Një rezistencë e ndjeshme e rrymës vendoset në seri me DUT, e cila ndiqet nga një përforcues diferencial për të marrë sinjalin që mund të futet në oshiloskop si Y-Axis/ në ADC të mikrokontrolluesit pas qarkut të ndarjes së tensionit.

● Pas kësaj, ADC transferon vlerat në regjistrat UART për t'u transmetuar në pajisjen PC dhe këto vlera vizatohen duke përdorur një skenar python.

Tani mund të vazhdoni me bërjen e qarkut tuaj.

Hapi 2: Krijimi i pajisjeve

Hapi tjetër dhe shumë i rëndësishëm është në të vërtetë bërja e harduerit.

Meqenëse hardueri është kompleks, unë do të sugjeroja fabrikimin e PCB. Por nëse keni guximin, mund të shkoni edhe për bukë.

Bordi ka furnizim 5V, 3.3V për MSP, +12V dhe -12V për amplifikatorin op. 3.3V dhe +/- 12V gjenerohen nga 5V duke përdorur rregullatorin LM1117 dhe XL6009 (moduli i tij është i disponueshëm, e kam bërë nga komponentët diskretë) dhe një pompë ngarkimi respektivisht.

Të dhënat nga UART në USB kanë nevojë për një pajisje konvertimi. Unë kam përdorur CH340G.

Hapi tjetër do të ishte krijimi i skedarëve Skematikë dhe Bordit. Unë kam përdorur EAGLE CAD si mjetin tim.

Skedarët ngarkohen për referencën tuaj.

Hapi 3: Shkrimi i Kodeve

Bërë Hardware? Testuar polaritetet e tensionit në të gjitha pikat?

Nëse po, le të kodojmë tani!

Unë kam përdorur CCS për kodimin e MSP -së time, sepse jam i kënaqur me këto platforma.

Për të shfaqur grafikun kam përdorur Python si platformën time.

Periferikët e mikrokontrolluesit të përdorur janë:

· Timer_A (16 bit) në modalitetin e krahasimit për të gjeneruar PWM.

· ADC10 (10 bit) në vlerat hyrëse.

· UART për të transmetuar të dhënat.

Skedarët e kodit ofrohen për lehtësinë tuaj.

Hapi 4: Si ta përdorni?

Urime! Ajo që mbetet është puna e gjurmuesit.

Në rast të një gjurmuesi të ri të kurbës, tenxheri i tij i zbukuruar prej 50k Ohm do të duhet të vendoset.

Kjo mund të bëhet duke ndryshuar pozicionin e potenciometrit dhe duke vëzhguar grafikun e IC-VCE të një BJT. Pozicioni në të cilin kurba më e ulët (për IB = 0) do të rreshtohej me X-Axis, ky do të ishte pozicioni i saktë i tenxhereve të zbukurimit.

· Lidheni Gjurmuesin e Kurbës Gjysmëpërçuese në portën USB të kompjuterit. Një LED i kuq do të ndizet, duke treguar se bordi është ndezur.

· Nëse është një pajisje BJT /diodë, kurbat e së cilës duhet të vizatohen, mos e lidhni kërcyesin JP1. Por nëse është një MOSFET, lidheni kokën.

· Shko te komanda e shpejtë

· Drejtoni shkrimin python

· Shkruani numrin e terminaleve të DUT.

· Prisni që programi të funksionojë.

· Grafiku është vizatuar.

Gëzuar bërja!