Conrad 616720 Operation Manual [sl]

SLO - NAVODILO ZA MONTAŽO IN UPORABO : št. art. : 19 22 96 www.conrad.si

Učni paket za elektroniko

Št. izdelka: 19 22 96

Navodila za uporabo so sestavni del izdelka. Vsebujejo pomembne napotke za pripravo na zagon in
uporabo. Če izdelek predate tretji osebi, poskrbite za to, da ji izročite tudi ta navodila za uporabo.

Prosimo vas, da pred prvo uporabo pozorno preberete navodila za uporabo in varnostne napotke.
Shranite jih, da jih boste lahko kadarkoli znova prebrali.

2

KAZALO

1. UVOD ................................................................................................................................................ 2

2. OJAČITEV TOKA ................................................................................................................................ 7

3. ZAMENJAVA PLUSA IN MINUSA ....................................................................................................... 8

4. NADALJNJI NADZOR ......................................................................................................................... 9

5. DOTIČNI SENZOR ............................................................................................................................ 10

6. DETEKTOR GIBANJA ....................................................................................................................... 11

7. LED KOT SVETLOBNI SENZOR ......................................................................................................... 12

8. KONSTANTNA SVETLOST ................................................................................................................ 13

9. TEMPERATURNI SENZOR ................................................................................................................ 14

10. VKLOP IN IZKLOP .......................................................................................................................... 15

11. VŽIGANJE IN BRISANJE ................................................................................................................. 16

12. IZMENIČNO UTRIPANJE ................................................................................................................ 16

13. ENOSTAVNI LED UTRIPALNIK ....................................................................................................... 17

14. LED-BLISKOVKA ............................................................................................................................ 18

15. DOTIČNI SENZOR MOSFET ........................................................................................................... 19

16. ZATEMNILNI SENZOR ................................................................................................................... 20

17. ELEKTROMETER ............................................................................................................................ 20

18. LED KOT FOTO ELEMENTI ............................................................................................................. 21

19. KONDENZATORSKI TEMPERATURNI SENZOR ............................................................................... 22

20. MINUTNA SVETLOBA ................................................................................................................... 23

21. UTRIPALKA ................................................................................................................................... 23

1. UVOD

Odkar so izumili prvi tranzistor, se je elektronika znatno razvijala. Danes smo obkroženi z napravami,
ki vsebujejo sisteme z več milijoni tranzistorjev. Kljub temu pa izredno malo ljudi ve, kako posamezni
tranzistor dejansko deluje. Praznina med uporabo in razumevanjem elektronike se konstantno
povečuje. Vse skupaj pa je lahko zelo preprosto – vzemite nekaj tranzistorjev in opravite nekaj
zanimivih poskusov – spoznali boste mnogo novih možnosti. Številne težave je namreč mogoče rešiti
zgolj s preprostimi tranzistorskimi vezji. Bodite kreativni!

Tranzistor je sestavni del vezja, ima tri priključke in je namenjen krmiljenju električnega toka. Na
količino toka vpliva preko kontrolne povezave. Obstajata le dve vrsti tranzistorjev. Bipolarni so
izdelani iz N in P polprevodnega materiala. Glede na razporeditev slojev ločimo NPN (npr. BC547) in
PNP tranzistorje (npr. BC557). Enopolarni tranzistorji pa so sestavljeni zgolj iz enega
polprevodniškega kanala, katerega prevodnost se spreminja z električnim poljem. Odtod so
poimenovani tudi tranzistorji na poljski učinek (FET). Njihov tipični predstavnik je N-kanal-MOSFET
BS170.

Ta učni paket vam bo olajšal vstop v elektroniko. Na začetku navodil so predstavljeni sestavni deli.
Posamezni poskusi se izvajajo na maketi. Za vsak poskus je na voljo diagram vezja in skica izgradnje,
ki je mišljena kot predlog. Sestavne dele lahko sestavite tudi drugače. Žice posameznih komponent so
bile v določenih primerih skrajšane, z namenom boljše preglednosti na fotografijah. Vam
priporočamo, da žic ne krajšate, saj boste daljše morda potrebovali za druge poskuse.

3

1.1 Vtična plošča

Vse poskuse lahko izvajate na plošči, ki ima 270 kontaktov z 2,54 mm rasterjem, ki skrbijo za varno
povezovanje sestavnih delov.

Skica 1: Plošča za poskuse

Vtično polje ima v sredinskem območju 230 kontaktov, ki so v skupinah po 5 prevodno povezani z
vertikalnimi trakovi. Dodatno je na robu še 40 kontaktov za oskrbo z napetostjo, in sicer dvakrat po
20, ki so povezani s horizontalnim trakom. Vtična plošča tako razpolaga z dvema neodvisnima
oskrbovalnima linijama. Na drugi skici so prikazane vse notranje povezave.

Skica 2: Notranje povezave

Za vstavljanje sestavnih delov je potrebne relativno veliko sile. Priključitvene žice se zlahka upognejo.
Pomembno je, da so žice eksaktno napeljane z zgornje strani. Pri tem si lahko pomagate s pinceto ali
majhnimi kleščami. Žico je potrebno držati kolikor je to mogoče blizu plošče in jo potiskati vertikalno
navzdol. Na ta način je mogoče uporabljati tudi občutljivejše žice, kot so npr. občutljivi pocinkani
konci na baterijskih spojkah.

Za poskuse potrebujete kratke in dolge koščke žic, ki jih je potrebno odrezati oz. prilagoditi priloženi
povezovalni žici. Za ogolitev koncev žic (odstranitev izolacije) lahko uporabite oster nož.

1.2 Baterija

Spodnja slika prikazuje komponente, kot resnično izgledajo, kot tudi shematske simbole, uporabljene
v vezalnih načrtih. Namesto baterije lahko uporabite npr. napajalnik.

4

Skica 3: Baterija – realni in shematski simbol

Ne uporabljajte alkalnih baterij ali akumulatorjev, temveč samo preproste cink-ogljikove baterije.
Alkalne baterije imajo res daljšo življenjsko dobo, vendar je potrebno upoštevati tudi, da v primeru
napak, npr. v primeru kratkega stika, zagotavljajo tok tudi do 5 A (kot tudi akumulatorji). Navedeno
lahko močno pregreje tanke žice, kot tudi baterijo samo. Nasprotno je kratek stik pri cink-ogljikovih
baterijah običajno manjši od 1 A, kar sicer lahko vodi do uničenja občutljivejših sestavnih delov, ne
obstoji pa nevarnost požara.

Priložena baterijska spojka ima priključitveni kabel z upogljivo pletenico. Konci kabla so ogoljeni in
pocinkani ter s tem dovolj trdi, da jih lahko vtaknete v vtično ploščo. Seveda pa zaradi večkratnega
vtikanja lahko izgubijo svojo obliko. Odtod priporočamo, da baterijski priključek pustite vedno
vklopljen in z baterije snemate zgolj baterijsko spojko.

Posamezna cink-ogljikova ali alkalna celica ima napetost 1,5 V. V posamezni bateriji je običajno
povezanih več celic. Preklopni simboli označujejo število celic v bateriji. Ob visokih napetostih so
srednje celice običajno označene s pikčasto črto.

Skica 4: Preklopni simboli za različne baterije

1.3 Svetlobne diode

Učni paket vsebuje 2 rdeči ter po eno zeleno in eno rumeno LED. Pri vseh svetlobnih diodah je
potrebno najprej upoštevati polarnost. Minus priključek se imenuje katoda in leži na krajši
povezovalni žici. Plus priključek se imenuje anoda. V notranjosti LED lahko opazite držalo v obliki čaše
za LED kristal, ki leži na katodi. Anodni priključek je s kontaktom na zgornji strani kristala povezan z
izjemno tanko žičko.

Skica 5: Svetlobna dioda

5

1,0 1,1 1,2 1,3 1,5 1,6

1,8 2,0 2,2 2,4 2,7 3,0

3,3 3,6 3,9 4,3 4,7 5,1

5,6 6,2 6,8 7,5 8,2 9,1

1.4 Upori

Upori v učnem paketu so ogljenoplastni z odstopanjem +/- 5%. Uporovno gradivo je priloženo na
keramični deščici in prevlečeno z zaščitno plastjo. Označevanje je izvedeno v obliki barvnih obročev.
Poleg uporovne vrednosti je naveden tudi točnostni razred.

Skica 6: Upor

Upori z odstopanjem +/- 5% so podani v vrednostih serije E24, pri čemer vsaka dekada vsebuje 24
vrednosti z enakomerno razdaljo do sosednjih vrednosti.

Tabela 1: Uporovne vrednosti v skladu s serijo E24

Barvno kodo lahko preberete iz obročka, ki leži bližje uporovnemu robu. Prva dva obročka sta
sinonim za dve številki, tretji za multiplikator uporovne vrednosti v Ohmih in četrti za toleranco.

Barva Obroček 1

1. številka
Črna 0 1
Rjava 1 1 10 1 %
Rdeča 2 2 100 2 %
Oranžna 3 3 1.000
Rumena 4 4 10.000
Zelena 5 5 100.000 0,5 %
Modra 6 6 1.000.000
Vijolična 7 7 10.000.000
Siva 8 8
Bela 9 9

Zlata 0,1 5 %
Srebrna 0,01 10 %

Obroček 2

2. številka

Obroček 3
Multiplikator

Obroček 4
Toleranca

Tabela 2: Uporovne barvne kode

Upor z rumenim, vijoličnim, rjavim in zlatim barvnim obročkom ima 470 Ohmov pri toleranci 5 %. V
učnem paketu se nahajata po dva upora naslednjih vrednosti:

470 Ω Rumena, vijolična, rjava
1 kΩ Rjava, črna, rdeča
22 kΩ Rdeča, rdeča, oranžna
470 kΩ Rumena, vijolična, rumena

6

1.5 Tranzistorji NPN

Tranzistorji so sestavni elementi za ojačitev šibkih tokov. Učni paket vsebuje dva silicijeva NPN
tranzistorja BC547B. Priključke tranzistorja imenujemo EMITOR (E), BAZA (B) in KOLEKTOR (C).
Osnovni priključek leži na sredini. Če pogledate proti napisu, ko so priključki obrnjeni navzdol, emitor
leži na desni strani.

Skica 7: NPN-tranzistor BC547

1.6 Tranzistorji PNP

Tranzistorji PNP imajo enako priključno zaporedje in se od tranzistorjev NPN razlikujejo zgolj v
polarnosti. V shematičnem simbolu je puščica emitorja obrnjena navznoter.

Skica 8: PNP-tranzistor BC557

1.7 MOSFET

Tudi poljski tranzistor MOSFET BS170 na zunaj ne izgleda drugače kot bipolarni tranzistor, zato ga je
mogoče prepoznati zgolj po napisu. Priključke tranzistorja imenujemo SOURCE (S), GATE (G) in DRAIN
(D). Če pogledate proti napisu, ko so priključki obrnjeni navzdol, priključek Source leži na desni strani.

Skica 9: MOSFET-tranzistor BS170

1.8 Kondenzatorji

Najpomembnejši sestavni del v elektroniki je vsekakor kondenzator. Sestavljen je iz dveh kovinskih
ploščic in izolacijske površine. Ko je priključen na električno napetost, se med kovinskima ploščicama
ustvari električno polje, v katerem se shranjuje energija. Kondenzator z veliko površino ploščic in

7

majhno razdaljo med njima, ima veliko kapaciteto ter shranjuje veliko elektrino. Kapaciteta
kondenzatorja se meri v faradih (F).

Izolacijski material (dielektričen) v nasprotju z zračno izolacijo povečuje kapaciteto. Keramični kolutni
kondenzatorji so iz posebne keramike in kljub majhni velikosti dosegajo velike kapacitete. Učni paket
vsebuje en keramični kondenzator z 10 nF (oznaka 103, 10.000 pF) in dva s 100 nF (oznaka 104,

100.000 pF).

Skica 10: Keramični kondenzator

1.9 Elektrolitski kondenzatorji

Elektrolitski kondenzatorji (ELKO) imajo v primerjavi z ostalimi visoko kapaciteto. Izolacija je
sestavljena iz izjemno tanke plasti aluminijevega oksida. Elko vsebuje tekoče elektrolite in navito
aluminijasto folijo z veliko površino. Napetost lahko teče zgolj v eno smer. V primeru, če tok teče v
nasprotni smeri, se postopno zmanjšuje izolacijski sloj, kar lahko vodi do uničenja elementa.

Negativni pol je označen z belo črto in ima krajšo žico. Učni paket vsebuje en ELKO z 10 µF in dva s
100 µF.

Skica 11: Elektrolitski kondenzator

2. OJAČITEV TOKA

Skica 12 prikazuje osnovno delovanje tranzistorjev NPN. Vidite lahko dva tokovna križa – po krmilnem
tokovnem križu teče manjši, osnovni tok, po bremenilnem tokovnem križu pa večji zbiralni tok. Oba
tokova skupaj tečeta skozi EMITER (zato se tokokrog imenuje tudi EMITER preklopnik). Takoj ko je
osnovni tokokrog odprt, obremenilni tok ne teče več. Osnovni tok je bistveno manjši od zbiralnega.
Majhen osnovni tok je ojačan z velikim zbiralnim tokom. Osnovni upor je 470-krat večji kot predupor
v bremenilnem tokokrogu. Majhen osnovni tok je razpoznaven po šibki zeleni LED. Tranzistor BC547B
ojača osnovni tok za približno 300-krat, tako da je rdeča LED bistveno svetlejša od zelene.

8

Skica 12: Tranzistor NPN v tokokrogu

Drugi upor s 470 kΩ povežite vzporedno z osnovnim uporom. Osnovni tok naraste, poviša pa se tudi

zbiralni tok. Tranzistor preklopi od nizkega toka k visokemu, kar pomeni, da tudi večji osnovni tok ne

bi mogel povzročiti povišanja zbiralnega toka. Če vzporedno vklopite upor z 22 kΩ, rdeča LED ni

svetlejša. Tranzistor sedaj deluje kot stikalo. Med zbiralnikom in emiterjem je izguba napetosti
izjemno majhna, pribl. 0,1 V. Zbiralni tok je že omejen s strani potrošnika in ne more narasti. Med
osnovo in emiterjem se nahaja napetost pribl. 0,6 V, ki se ob spremembi toka zgolj malenkostno
spremeni.

Skica 13: Ojačitev toka

LED služijo za prikaz toka. Rdeča LED sveti svetlo, zelena pa izjemno šibko. Osnovni tok je v obliki
izjemno svetle zelene LED mogoče prepoznati v zatemnjenem prostoru. Razlika je znamenje velike
ojačitve toka.

3. ZAMENJAVA PLUSA IN MINUSA

Tranzistor PNP ima enake funkcije kot tranzistor NPN, vendar z obrnjeno polarnostjo. Emiter leži na
plus polu baterije.