2. elektronica basis schema's

 
Op het Jacob Roelandslyceum kunnen we je een heel eind op weg helpen op het gebied van elektronica. Jullie hebben de mogelijkheid om te oefenen d.m.v.  z.g. "systeemborden" maar ook met andere educatieve borden. Tevens hebben we naslagwerken hiervoor en de mogelijkheden om via de computer gebruik te maken van educatieve software zoals Yenka http://www.yenka.com/nl/Gratis_Yenka_thuis_licenties/ en Systematic:en Systematic: http://www.systematics.info/downloads.html
Via de downloadpagina onder het kopje "systematic download". Tevens is er een mogelijkheid om met componenten te werken op z.g. "breadboards". 
 
Overzicht:
1. Schema van een EN-poort als geheugen
2. Schema van een OF-poort als geheugen
3. Schema van een Invertor
4. Schema van geheugencellen
5. Geheugen dmv met NOR poorten
6. Geheugencel dmv met NAND poorten
7. Omschakelschema van elektromotoren dmv relais
8. Diverse transistortrapjes met een fototransitor
9. Een voorbeeld van een digitaal systeembord (Systematics)
10. Een voorbeeld van een "tastbaar" systeembord
11. Voorbeeld van 7 segments display, schema en praktijk
12. ADC (analoog-digitaalconverter) type LM 3914
13. Een comparator maken met een LM 324
14. Lichtsluis met IC 4027
15. In en uitschakelvertragingen
16. aansluitschema van een eenvoudige condensatormicrofoon met OPAMP versterker
17. wisselschakelaar ompolen elektromotor 
 
 
 

 
 
 
 

17. Achtergronden ADC (analoog-digitaalconverter) type LM 3914


 

1. Schema van een EN-poort als geheugen:





2. Schema van een OF-poort als geheugen:







3. Schema van een Invertor





4. Schema van geheugencellen:

5. geheugen dmv met NOR poorten


6. Geheugencel dmv met NAND poorten


geheugencel dmv JK flip-flops.


7. Omschakelschema van elektromotoren dmv relais.
(kan ook worden gerealiseerd met 3-polige schakelaars)



8. Diverse transistortrapjes met een fototransitor:



type a)
Dit is een z.g. "emittervolger".
Uitgangsspanning (d.i. de 'dikke' pijl tov de min/massa) hangt af van de grootte van de fotostroom (dus de lichtsterkte die op de lichtgevoelige transistor valt. Dus hoe meer licht er op de fototransistor T1 valt, des te meer de transistor T2 wordt open gestuurd. 
Vuit bedraagt echter 0 V indien over de weerstand R1 minder dan 0.6 V valt (de z.g. drempelwaarde)

type b).
Deze transistortrap werkt precies omgekeerd tov type a.
(Dus wanneer er veel licht valt op T1, zal transistor T2 gaan des te meer gaan sperren (als V T1 < 0.6 V).

type c). 
Beide transistoren worden opgestuurd als er licht op T1 valt.
Spanning over de collector weerstand neemt dus toe en de uitgangsspanning neemt af.

type d).
Met deze schakeling neemt juist de collectorspanning toe naarmate dat er meer licht op T1 valt.

 

9. Een voorbeeld van een digitaal systeembord (Systematics):




10. Een voorbeeld van een "tastbaar" systeembord.



 
OPGELET:
- Alleen de oude systeemborden mogen door technasium worden gebruikt!.
- plaats: B308 kast 15


11. Voorbeeld van 7 segments display, schema en praktijk:

 



 
 

12. ADC (analoog-digitaalconverter) type LM 3914






lijst van benodigde componenten:
18 -pens IC voetje
10 LEDS
3 silicium dioden 9 (bv 1N4148)
1 elko 2,2 uF/10V
1 IC LM 3914
1 potmeter 10 k
1 potmeter 5k
voeding: 5 V

Deze schakeling is niet geschikt voor omzetting naar BCD, maar kan alleen schakelen op een bepaald "niveau". Om dit te concretiseren zou je P2 kunnen vervangen door een sensor, bijvoorbeeld lichtsensor die bij een bepaalde afstand (lichtsterkte) schakelt.
Let op dat pootje 6 en 7 wel gevoed blijven worden.
Pootje 8 bepaalt de "stappen" in spanningsverschil tussen de pootjes resp. 10- 18 en 1.
De ingangsspanning wordt in 10 stapjes opgedeeld. Normaal gesproken werken ADC converters nauwkeuriger. Bv een 8-bits converter verdeelt het spanningsniveau in 2^8 bits, dat is een stuk nauwkeuriger dan bovenstaande schakeling. Nu staat bij bovenstaande schakeling het IC in de z.g. puntmodus waardoor er telkens maar 1 LED brandt. Indien pen 9 vast aan de voedingsspanning van 5 V ligt staat het IC in de balkmodus, er gaan dan vervolgens steeds meer LEDS achteren branden (vergelijkbaar als bij de oude VU-meters)     
Indien je wilt schakelen op een gewenst spanningsniveau moet pin 9 dus los hangen van de voeding. Je krijgt dan de volgende spanningsniveaus:

 LEDS van links naar rechts
 poortnummer spanning (V)
 1 1
0,2
 2  18  0,4
 3  17  0,55 (0,6)
 4  16  0,8
 5  15  0,95 (1,00)
 6  14  1,05 (1,2)
 7  13  1,35 (1,4)
 8  12  1,55 (1,6)
 9  11  1,7 (1,8)
 10  10  1,85 > (2,0)


 

13. Een comparator maken met een LM 324:

Te gebruiken in combinatie met diverse sensoren, bv klapschakelaar, lichtsensor. Met de referentiespanning kan men het in- of uitschakelen van de actieve sensor instellen. De spanningsdeler 100k / 10 k kan bv worden vervangen door een potmeter. De versterkingsfactor van opamp links is 100 + 1 / 1 = 101 x 


 


Dezelfde LM 324 OPAMP-schakeling als comparator met lichtsensor.  Als spanningsdeler (Vref) is een potmeter gebruikt.



14. Lichtsluis met IC 4027:

-Voeding: 9 V
- Verbind de pootjes3, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 13 aan massa ivm storingen.

Normaalgesproken kun je met een lichtgevoelige weerstand in een simpele transistorschakeling een relais aansturen. Echter het risico dat het relais gaat ‘klapperen” wordt dan bijna onvermijdelijk. ("hysterese” d.w.z. in deze situatie dat het relais telkens weer aan en uitschakelt).

Om dit probleem tevoorkomen stuur je via een lichtgevoelige weerstand een 4027 IC aan (zie: schema) dmv een (licht)puls. De IC wordt geset , dat wil zeggen: het uitgangssignaal Q (pootje 1) blijft hoog (= 5V) vasthouden en stuurt daarmee LED D1 aan totdat deze wordt gereset dmv schakelaar S1.


15. In en uitschakelvertragingen:



Bovenstaand schema van een uitschakelvertraging. Door C1 en R3 te varieren kun je de tijden aanpassen. Het schema van een inschakelvertraging is iets anders: D1 staat dan in geleidende richting en R3 en C1 worden omgedraaid.



          16. aansluitschema van een eenvoudige condensatormicrofoon met OPAMP versterker
 
 


 
 17. wisselschakelaar ompolen elektromotor