Elektronika

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Jump to navigation Jump to search

Elektrónika je področje elektrotehnike, s poudarkom na električnih napravah, s katerimi krmilimo. Te naprave so sestavljene iz gradnikov, ki jim rečemo elektronski elementi: tranzistor, dioda, triak, elektronka, kondenzator, upor, dušilka, ... S povezovanjem elektronskih elementov dobimo elektronska vezja kot so: ojačevalnik, filter, multiplekser, flip flop, logična vrata,... Te naprave se delijo na analogne (nizkofrekvenčne in visokofrekvenčne) in digitalne.

Digitalna voltmetra


Zgodovina[uredi | uredi kodo]

Na začetku 20. stoletja so odkrili elektronko. Ena od elektronk se imenuje trioda. Bila je prvi elektronski element v zgodovini elektrotehnike, ki je omogočal ojačevanje. S tem je bil položen temelj za radio, televizijo in mnoge druge elektronske naprave. Elektronke so razmeroma energetsko razsipne, velike in kratkega veka. V petdesetih letih 20. stoletja so odkrili tranzistor. To je polprevodniški ojačevalni elektronski element. Tranzistor je v skoraj vseh ozirih boljši od elektronke, zato jo je izpodrinil. Danes lahko množico tranzistorjev združimo v enem ohišju - integrirano vezje ali čip.

Tehnika spajkanja[uredi | uredi kodo]

Glavni članek: Spajkanje.

Spajkanje je tehnika spajanja elektronskih komponent z napravo za spajkanje. Spajkanje poteka z zlitino imenovano cin, ki ima tališče pri 350°C. Poznamo tako imenovane THT (through hole technology) in SMD (surface mount device) komponente.

SMD[uredi | uredi kodo]

Za SMD komponente je posebno, da so majhne. Njih namreč poznamo veliko velikosti, kot so na primer:

SMD kondenzator
Ime
0201
0402
0603
0805
0804
1206

Imena so poimenovana po velikosti, čeprav nastane zmeda, ker so nekatera imena SMD komponent v milimetrih druga pa v inčih. Standard je inč. SMD komponente so direktno prispajkane na tiskano ploščo (PCB), kar pomeni, da lahko to delo opravljajo tudi t.i. pick and place naprave.

THT upori

THT[uredi | uredi kodo]

THT (Through hole technology) komponente prepoznamo po dolgih kovinskih konicah. Te komponente so navadno večje od SMD komponent, zato so veliko lažje za spajkanje.

Pomembne osebnosti[uredi | uredi kodo]

Napetosti[uredi | uredi kodo]

Standardna 18650 Litij ijonska baterija (Li-ion)

Standarizirane napetosti[uredi | uredi kodo]

Najbolj uporabljene napetosti ali tudi standarizirane napetosti so:

Multimeter

Napetosti v baterijah[uredi | uredi kodo]

  • 1.5V - AA, AAA, gumbne baterije...
  • 3V - gumbne baterije
  • 3.7V - LiPo in Li-ion baterije
  • 4.5V - ploščata baterija (4.5V baterija)
  • 6V AC - dinamo
  • 9V - 9V baterija
  • 12V - avtomobilska baterija

Multimeter[uredi | uredi kodo]

Multimeter je osnovno orodje vsakega elektronika. Meri lahko razne uporabne lastnosti stvari. Večina jih meri upornost (v ohmih), napetost (v voltih) in moč elektrike (v amperih).

Standardne komponente v elektroniki[uredi | uredi kodo]

Upori

Električni upor[uredi | uredi kodo]

Glavni članek: Upor.

Električni upori so pasivne komponente v elektroniki, ki omejujejo moč elektrike (amperi) in s tem posledično tudi napetost (v voltih). Izgubljeno energijo oddajajo v okolje v obliki vročine. Čim večji je upor, tem več toka lahko prenese, a zato je tudi manj učinkovit.

Georg Simon Ohm si je izmislil zakon, ki je v elektroniki eden izmed najosnovnejših - ohmov zakon, ki govori:

LED dioda

Diode[uredi | uredi kodo]

LED diode[uredi | uredi kodo]

Glavni članek: Svetleča dioda.

LED diode so diode, ki na določeni napetosti, ki je navadno do 5 voltov oddajajo svetlobo. So zelo varčne in majhne, navadno porabljajo do 2 mA. Navadno imajo daljšo konico, ki pa je vedno pozitivni pol.

SMD Schottky dioda

Schottky dioda[uredi | uredi kodo]

Glavni članek: Schottky dioda.

Schottky dioda je vrsta diod, ki omogoča hitro preklapljanje, podobno kot tranzistorji. Omogoča zaščito pred narobe obrnjeno polariteto. Uporablja se predvsem kot prej omenjeno zaščito in v transformatorjih iz AC v DC tok.

Zener diode

Zener dioda[uredi | uredi kodo]

Glavni članek: Zener dioda.

Zener dioda je zelo podobna schottky diodi, a ta omogoča varčnejše preklapljanje, a zato tudi manjši tok in moč.

Kondenzatorji

Kondenzator[uredi | uredi kodo]

Glavni članek: Kondenzator.

Kondenzatorji so pomemben del in prav tako pasivne komponente. Uporabljajo se v veliki večini vezij, večinoma kot filtri. Shranjujejo le malo električne energije, a pri kratkem stiku naberejo veliko več moči, kot navadne baterije. Energija se meri v F (faradih), posledično pa lahko iz tega izračunamo tudi energijo v J (joulih). Poznamo keramične, elektrolitske in druge vrste kondenzatorjev.

Induktor

Induktorji[uredi | uredi kodo]

Glavni članek: Induktor.

Induktorji ali tuljave (angleško Inductor ali coil, nemško Induktor) so pasivne komponente. Shranjujejo energijo v obliki magnetnega polja in jo tudi nazaj sproščajo. Uporabljajo se predvsem v transformatorjih, a so na splošno zelo uporaben element. Njihova energija se meri v H (henrijih).

LM317 - regulator napetosti (MOSFET)

Tranzistorji[uredi | uredi kodo]

Glavni članek: Tranzistor.

Tranzistorji so hitra in učinkovita električna stikala, ki navadno preklapljajo DC (dvosmerne) toke. Najbolje zastopani tranzistorji so MOSFET, BJT in IGBT

Rele

MOSFET[uredi | uredi kodo]

Glavni članek: MOSFET.

MOSFETi so hitra električna stikala za preklapljanje enosmernega toka (DC). So zelo učinkovita. Razlikujemo jih na P-kanalne MOSFETE (P-channel MOSFET) in na N-kanalne MOSFETE (N-channel MOSFET). Razlika med tema različicama je samo, ali preklaplja negativno (ozemljeni) pol (N-channel), ali preklaplja pozitivni tok (P-channel). Prenesejo veliko več toka (v voltih) in veliko več moči (v amperih).

BJT[uredi | uredi kodo]

Glavni članek: BJT.

BJTji so električna stikala za preklapljanje manjšega toka, kot MOSFETI. Zato so tudi varčejši kot MOSFETI.

Rele[uredi | uredi kodo]

Glavni članek: Rele.

Rele (angleško Relay, nemško das Relais) je komponenta, ki lahko preklaplja AC (dvosmerni tok) napetost s pomočjo enosmernega (DC) signala. Ko je DC tok vključen, tuljava sklene krog med AC vhodom in AC izhodom.

Vrtenje DC motorja
BLDC motorja

Motorji[uredi | uredi kodo]

Glavni članek: Elektromotor.

Poznamo več vrst elektromotorjev, kot so DC motorji, BLDC motorji, servo motorji in stepper motorji.

DC Motor

DC motorji[uredi | uredi kodo]

Glavni članek: DC motor.

DC motorji so najosnovnejši elektromotorji. Vrtijo se, ko imajo določeno napetost priklopljeno. Če obrneš pola, se bo vrtel v nasprotno smer. Narejeni so iz enega velikega elektromagneta in feromagnetne kovine na ohišju.

BLDC motorji[uredi | uredi kodo]

Glavni članek: BLDC.
Tiskana plošča (PCB)

BLDC motorji (angleško BrushLess DC motors) so vrsta motorjev, ki imajo 3 priključke, in sicer PWM signal, ozemljitev in napetost. PWM signal se kontrolira s pomočjo t.i. ESC-ja (angleško Electric Speed Controller). Slovijo po svoji hitrosti, ki jo je možno upravljati. Uporabljajo se predvsem v dronih.

Zasloni[uredi | uredi kodo]

Glavni članek: Zaslon.

Poznamo mnogo zaslonov, najbolj znani pa so OLED, AMOLED, LCD, TFT.

Prikaz sestave LCD zaslona

LCD[uredi | uredi kodo]

Glavni članek: LCD.
LCD zaslon

LCD zasloni (angleško Liquid Crystal Display) so najosnovnejši zasloni in prvi zasloni, ki so se pojavili na tržišču. Delujejo s pomočjo svetlobe in filtra, ki pomaga prikazovati določeno (vprogramirano) animacijo...

PCB[uredi | uredi kodo]

PCB-ji (angleško Printed Circuit Board) so plošče iz plastike s tanko plastjo bakra na eni ali obeh straneh plošče. Primer PCB-ja so matične plošče v računalnikih. Rečemo jim tudi tiskana vezja ali samo vezja. Najdemo jih v skoraj vseh elektronskih napravah. Postopek izrezovanja plošče se angleško imenuje PCB milling! Ta postopek se lahko izvaja na dva načina, z jedkanjem oz. obdelovanja plošče z jedkimi kemikalijami ali z vgraviranjem z laserskim rezalnikom ali pogosteje CNC-jem.