← Takaisin työpaja 0:aan Siirry harjoituksiin →

Työpaja 0: Lopputesti

Tehtävä 1: Komponenttien tunnistaminen

▼ Näytä

Tehtävä: Vedä komponenttien kuvat vasemmalta oikealla oleviin oikeisiin merkityihin laatikoihin. Jos oikein, kuva katoaa. Jos väärin, se palaa alkuperäiseen paikkaansa.

Komponentti 1 Komponentti 2 Komponentti 3 Komponentti 4 Komponentti 5

Pudota komponentit tähän:

Vastus
Pudota kuva tähän
Kondensaattori
Pudota kuva tähän
LED
Pudota kuva tähän
Diodi
Pudota kuva tähän
Transistori
Pudota kuva tähän
Muu komponentti
Pudota kuva tähän

Tehtävä 2: Tosi vai epätosi

▼ Näytä

Tehtävä: Valitse jokaiselle väittämälle, onko se tosi vai epätosi.

Väittämä 1: Vastus rajoittaa tai säätelee sähkövirran kulkua piirissä.
Väittämä 2: LEDissä pidempi jalka on negatiivinen (katodi) liitin.
Väittämä 3: Kondensaattori varastoi sähkövarausta ja sitä kuvataan usein "varauksen ämpärinä".
Väittämä 4: Diodi sallii virran kulkea molempiin suuntiin (eteenpäin ja taaksepäin).
Väittämä 5: Ohmin lain mukaan jännite on yhtä kuin virta kerrottuna resistanssilla (U = I × R).
Väittämä 6: Potentiometri voi toimia jännitteenjakajana.
Väittämä 7: VCC viittaa tyypillisesti syöttöjännitteeseen (positiivinen jännitesyöttö).
Väittämä 8: GND tarkoittaa "yleistä neutraalia tasoa".
Väittämä 9: Kondensaattoreita on useita eri tyyppejä.
Väittämä 10: Kondensaattori voi räjähtää, jos se kytketään väärin (väärä napaisuus).
Väittämä 11: Jos piirissä on liian pieni resistanssi, johdot voivat sulaa.
Väittämä 12: Mittaessasi virtaa monimittarilla, sinun on tarkistettava, että mittarin maksimivirtaa ei ylitetä.
Väittämä 13: Resistanssia voidaan mitata käyttämällä monimittarin jänniteasetusta.
Väittämä 14: Transistori voi toimia kytkimenä.
Väittämä 15: AC tarkoittaa vaihtovirtaa.
Väittämä 16: DC tarkoittaa tasavirtaa.
Väittämä 17: Paristo antaa tyypillisesti tasajännitteen.
Väittämä 18: Piidiodilla on tyypillisesti eteenpäin jännitehäviö noin 0,7 V.
Väittämä 19: Transistorilla on kolme liitintä.
Väittämä 20: Jännitteenjakopiiri käyttää kahta vastusta.
Väittämä 21: Jos paristossa on merkintä 9V, se tarkoittaa, että se voi antaa 9 ampeerin virran.
Väittämä 22: Transistoreita on kaksi päätyyppiä: virtaohjautuvat ja jänniteohjautuvat.
Väittämä 23: Transistori voi ohjata suurta tehoa hyvin pienellä teholla.
Väittämä 24: Kapasitanssi kuvaa transistorin ominaisuuksia.
Väittämä 25: Paristossa virta kulkee alemmasta jännitteestä korkeampaan jännitteeseen.
Väittämä 26: Kun piiri on suljettu, osa virrasta kulkee piirin ulkopuolella.
Väittämä 27: Sulake on suunniteltu suojaamaan sähköpiiriä.
Väittämä 28: Sulakkeen arvo ilmoitetaan tyypillisesti ampeereina.
Väittämä 29: Kotikäytössä 10W on tyypillinen teho LED-lampulle.
Väittämä 30: Autossa lamppu, jossa on merkintä 12V ja 1A, kuluttaa 12W tehoa.
Väittämä 31: Kun pariston energia on ilmoitettu 2Ah, se tarkoittaa, että paristo luovuttaa 1A virran 2h.
Väittämä 32: Kun pariston kapasiteetti on 2Ah, se kykenee syöttämään 2 Amperin tehoa 1 tunnin.
Väittämä 33: Varatuomarin vastakohta on pääviemäri.

Tehtävä 3: Mittaus

▼ Näytä

3.1: Mittaa resistanssi ja virta

▼ Näytä

Tehtävä: Mittaa resistanssi ja virta. Syötä arvot alle ja laske.

Resistanssin mittaus

Mittaa resistanssi

Virran mittaus

Mittaa virta

Vaihe 1: Syötä arvot

Vaihe 2: Syötä mitattu virta

Vaihe 3: Laskettu arvo

Odotettu virta: Klikkaa Laske nähdäksesi tuloksen

3.2: Jännitteenjakajan mittaus

▼ Näytä

Tehtävä: Rakenna jännitteenjakopiiri kuvan mukaisesti. Mittaa komponentit ja jännitteet, sitten syötä arvot alle. Oikeat arvot lasketaan automaattisesti kun klikkaat Laske.

Huomio: Mittaessasi resistanssia, älä käytä jännitettä.

Jännitteenjakopiiri

Vaihe 1: Mittaa komponentit

Vaihe 2: Mittaa jännitteet

Vaihe 3: Lasketut arvot

Odotettu jännite ylemmän resistanssin yli: Klikkaa Laske nähdäksesi tuloksen
Odotettu jännite alemman resistanssin yli: Klikkaa Laske nähdäksesi tuloksen

3.3: Potentiometrin mittaus

▼ Näytä
Potentiometrin testipiiri

Varoitus: Ennen kuin kytket virran, tarkista aina että VCC- ja maayhteydet ovat oikein. Väärät yhteydet voivat aiheuttaa oikosulun. Millään tavalla potentiometrin ei pitäisi lämmetä. Jos et voi koskea siihen, jotain on vakavasti vialla.

Mikä on potentiometri?

Tehtävä: Ota kaksi satunnaista vastusta R1 ja R2. Aseta ne koekytkentälevylle kuvan mukaisesti. Potentiometri on oikealla, ja mittaus otetaan keskimmäisestä pinnistä. Säädä potentiometriä kunnes jännite-ero pisteiden A ja A välillä on nolla. Voitko määrittää vastukset 1 ja 2?

Voitko määrittää R1:n ja R2:n suhteen potentiometrista?

Tämä piirikonfiguraatio on hyvin yleinen ja tunnetaan nimellä Wheatstonen silta. Sillä on monia sovelluksia elektroniikassa, esimerkiksi venymäanturien mittauksissa.

3.4: LED:n mitoitus (Lisätehtävä)

▼ Näytä

Lisätehtävä

Yleiset LED-ominaisuudet

Eteenpäin jännite (Vf):

  • Punainen: 1.7V - 2.1V
  • Vihreä: 2.0V - 2.2V
  • Sininen/Valkoinen: 3.0V - 3.3V

Eteenpäin virta: Tyypillisesti 20mA (0.02A)

Tehtävä: Mitoita LED oikein käyttämällä oikealla olevaa laskinta. Tarkista tuloksesi.

LED tarvitsee lähes aina suojavastuksen. Nyrkkisääntönä noin 100 ohmia. Vastus voi olla LED:n kummallakin puolella.

Tarkemmin vastuksen koko voidaan laskea Ohmin lain avulla: R = (Vsyöttö - VLED) / ILED

On tärkeää tietää, kuinka paljon virtaa LED voi käsitellä, yleensä 20mA (milliampeeria).

Tarkka LED-vastuksen laskin

Oletus: 5V (USB-jännite)
Oletus: 1.7V (Punainen LED)
20mA (0.02A) on tyypillinen LEDeille
Syötä syöttöjännite laskeaksesi vaaditun resistanssin

Vaihe 2: Syötä mitattu resistanssi

Laskimesta

Tarkka laskin käyttää oikeaa kaavaa, joka ottaa huomioon LED:n eteenpäin jännitehäviön:

R = (Vs - Vf) / If
Missä:
R = Vaadittu vastuksen arvo (Ω)
Vs = Syöttöjännite (V)
Vf = LED:n eteenpäin jännitehäviö (tyypillisesti 1.8V-3.3V)*
If = LED:n eteenpäin virta (tyypillisesti 20mA = 0.02A)

*Yleiset LED:n eteenpäin jännitteet:
Punainen: ~1.7V-2.1V
Vihreä: ~2.0V-2.2V
Sininen/Valkoinen: ~3.0V-3.3V

Valitse aina vastuksen arvo, joka on yhtä suuri tai hieman suurempi kuin laskettu arvo. Älä koskaan käytä pienempää arvoa, koska se voi vahingoittaa LED:äsi.

Tehtävä 4: Viivanseuraaja Piippari

▼ Näytä

Tehtävä: Rakenna viivanseuraaja (Piippari) kuvan perusteella.

Piippari kytkentäkaavio

Mikä on viivanseuraaja?

Viivanseuraaja havaitsee kontrastin tumman ja vaalean pinnan välillä (tyypillisesti käyttäen IR-heijastusantureita). Musta imee valoa → alhaisempi anturisignaali; valkoinen heijastaa valoa → korkeampi anturisignaali. Kynnysarvo erottaa nämä kaksi, ja lähtö (summeri tai värinä) ohjataan sen mukaan.

Ohjeet: Rakenna kuvissa näkyvät piirit saamiesi osien avulla. Huomio: pariston positiivinen liitin on merkitty punaisella (viivanseuraajassa tämä on merkitty VCC). Negatiivinen liitin on musta (viivanseuraajassa GND). Signaalijohto on eri värinen (näissä kaavioissa vihreä tai valkoinen).

Johdot: Valitse oikeat johdotyypit: uros-naaras, uros-uros tai naaras-naaras.

Herkkyys: Lopuksi, säädä viivanseuraajan herkkyys pienellä ruuvimeisselillä. Kun summeri on mustan pinnan päällä, sen pitäisi olla hiljainen; kun se on valkoisen pinnan päällä, sen pitäisi aktivoida summeri. Värinämoottorin (vibratorin) kanssa käyttäytyminen on päinvastainen.

Testaus: Viivanseuraajan herkkyys on säätää ruuvimeisselillä. Testaa se mustalla esineellä tai leveällä viivalla.