9789144096452 by Smakprov Media AB

13 mm

JONAS FORSBERG

| Börja med elektronik och arduino

Jonas Forsberg är verksam som lärare på Malmö högskola. Han har mångårig internationell erfarenhet som utbildare och kursutvecklare i elektronik och datateknik.

Börja med elektronik och Arduino Börja med elektronik och Arduino är avsedd som handledning för alla som börjar studera elektronik och inbyggda system. Hårdvaran som används i inbyggda system utgörs av Arduino Leonardo som är ett kretskort i den välkända öppna hårdvaran Arduino. För att tillgodogöra sig teorin bakom elektronik och inbyggda system bör man även arbeta praktiskt med elektroniska kopplingar. Till huvudboken finns det därför en arbetsbok med laborationer och övningar som också ger praktisk erfarenhet av och kännedom om vanliga elektroniska komponenter. Börja med elektronik och Arduino kräver inga förkunskaper. Huvudboken och arbetsboken är därför utmärkta som kursmaterial i grundläggande kurser i teknik på högskolenivå men även på högre gymnasienivå och inom vuxenutbildning samt vid fortbildning av lärare.

BÖRJA MED

ELEKTRONIK OCH ARDUINO

Som stöd finns även en webbsida med information om elektroniska komponenter, länkar till datablad, källkod till program m.m., som nås via www.studentlitteratur.se/38289.

Art.nr 38289

Jonas Forsberg www.studentlitteratur.se

978-91-44-09645-2_01_cover.indd Alla sidor

2014-11-25 09:37

Kopieringsförbud Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Kopiering, utöver lärares och studenters begränsade rätt att kopiera för undervisningsändamål enligt Bonus Copyright Access kopieringsavtal är förbjuden. För information om avtalet hänvisas till utbildningsanordnarens huvudman eller Bonus Copyright Access. Vid utgivning av detta verk som e-bok, är e-boken kopieringsskyddad. Den som bryter mot lagen om upphovsrätt kan åtalas av allmän åklagare och dömas till böter eller fängelse i upp till två år samt bli skyldig att erlägga ersättning till upphovsman eller rättsinnehavare. Studentlitteratur har både digital och traditionell bokutgivning. Studentlitteraturs trycksaker är miljöanpassade, både när det gäller papper och tryckprocess.

Art.nr 38289 ISBN 978-91-44-09645-2 Upplaga 1:1 © Författaren och Studentlitteratur 2014 www.studentlitteratur.se Studentlitteratur AB, Lund Omslagslayout: Jesper Sjöstrand Omslagsbild: Pernilla Rosander Printed by Holmbergs, Sweden 2014

978-91-44-09645-2_01_book.indd 2

2014-10-28 13:22

INNEHÅLL

Del 1 Analog och digital elektronik 1 Elektrisk spänning 15

Laddning 15 En elektrisk urladdning 15 En elektrisk spänningskälla 16 Elektrisk spänning 17 Nätadapter 18 Omvandla en spänning som är större än 1,25 V till 1,25 V 18 Kopplingsschema 19 Arduino Leonardo 19 Elektrisk spänning som informationsbärare 20 2 Elektrisk ström, effekt, energi och resistans 23

Elektrisk ström 23 Enheten för ström 24 Ett batteris kapacitet 24 Kretsscheman 25 Likspänningsaggregat 26 Mätning av ström 27 Vi mäter med ett par andra belastningar 28 Elektrisk energi och effekt 29 Elektrisk resistans 30 Tiopotenser 31 Mätning av resistans, fotomotstånd 31

978-91-44-09645-2_01_book.indd 3

2014-10-28 13:22

Innehåll

3 Potential, resistor och strömgenerator 33

Potential 33 Resistorn 35 Prefix 37 Laddning av ett batteri 38 En strömgenerator som ger konstant ström 39 En strömgenerator med varierbar ström 40 Varierbar spänningsregulator 43 Lysdioden 44 4 Inledande digital elektronik 47

Binära tal 47 Oktala och hexadecimala tal 49 BCD-kod 50 ASCII-kod 50 Skapa och indikera en digital signalspänning 54 Sjusegmentsdisplayen 55 7-segments avkodarkrets och drivkrets 58 5 Logiska uttryck, avkodare och oscillator 63

Aritmetiska och logiska uttryck 63 Logiska operatorer 64 Kondensatorn 74 Hysteres 76 Schmittrigger 77 Periodtid och frekvens 77 Sekvenskretsar 78 6 Bitvisa operationer, minne och skiftregister 83

Europeiska symboler 83 Bitvisa logiska operatorer 85 Minneskretsen 74HC670 86 Minnesorganisation 88 Några typer av dataminne 88 Skiftregister 74HC194 89 Datakommunikation mellan två 4-bitars skiftregister 91

978-91-44-09645-2_01_book.indd 4

2014-10-28 13:22

Innehåll

7 Digital–analog-omvandlare, förstärkare 93

D/A-omvandlare 93 Generera det binära talet med en räknare 96 Vi skapar en spänning på 2,56 V 98 Ett enklare samband mellan omvandlarens in- och utgångar 99 Parallellkopplade motstånd 99 Signalen från D/A-omvandlaren, om den styrs av en räknare 101 Thevenins teorem 101 Spänningsföljare 103 Förstärkare och komparator 105 Jämförare med hysteres 107 8 Analog–digital-omvandlare, boost-regulator 109

Pulsbreddsmodulation 109 Analog–digital-omvandlare 111 Magnetism 112 Vi jämför en spole med en kondensator 113 Dioden 114 Vi ”switchar upp” en spänning 115 Switchregulatorn NCP1402. 116 En kondensators och spoles storlek 117 Del 2 Inbyggda system 9 Vad är ett inbyggt system? 121

Introduktion 121 Enchipsdator 121 Arduino Leonardo 122 Programräknaren 123 Matningsspänningen kopplas till enchipsdatorn 124 Hur skriver man instruktioner? 125 PORTD 126 PORTB 128 Några fler instruktioner 129 Vi kopplar in ett tangentbord 130 Vi detekterar en knappnedtryckning 132 Vårt första program är färdigt 134

978-91-44-09645-2_01_book.indd 5

2014-10-28 13:22

Innehåll

10 Subrutiner 135

Fler instruktioner 135 Subrutiner med instruktionerna CALL och RET 137 Vi bygger en subrutin med längre fördröjning 139 En alfanumerisk display med styrkrets 140 Flödesschema 148 11 Stacken 149

Instruktionerna PUSH och POP 149 Statusregistret SREG 153 Vi bygger en tärning 154 Negativa binära tal och statusbitarna 155 Avbrott 157 Avbrottsvektorer 160 En sammanfattning av instruktionerna 164 12 Vi börjar med programmeringsspråket C 167

Variabler och funktioner i C 167 Aritmetiska operatorer i C 169 Tilldelning 169 Relationsoperatorer (jämförelseoperatorer) 171 Logiska operatorer 171 Bitvisa logiska operatorer 172 C-funktioner för LCD-displayen 173 Assemblykod i ett C-projekt 175 En oändlig loop 177 13 Timer i en enchipsdator 181

Vi gör ett val i C 181 Timer3 182 Vi skapar toner till en högtalare 186 Vi skapar en PWM-signal 187 Do-while 189 LCD busy flag 189 Avbrott med timer1 191

978-91-44-09645-2_01_book.indd 6

2014-10-28 13:22

Innehåll

14 A/D-omvandling 195

FOR-kommandot i C 195 Differentiella ingångar till A/D-omvandlaren 196 A/D-omvandlarens referensspänning 200 Höger- respektive vänsterjusterat resultat 200 A/D-omvandlarens hastighet 201 Starta en omvandling 202 Skapa det digitala resultatet av en omvandling 204 15 Asynkron seriekommunikation 205

Mer om tangentbordet 205 Asynkron seriekommunikation –hårdvaran 209 Använd en usb-port som en com-port 212 Asynkron seriekommunikation – mjukvaran 213 En funktions prototyp, header-fil 216 16 Moduler som använder asynkron seriekommunikation 217

Kommunicera med en smartphone med Bluetooth 217 Gps-modul 221 Gsm-modul 225 Installation av Arduino hård- och mjukvara 229 Sakregister 237

978-91-44-09645-2_01_book.indd 7

2014-10-28 13:22

978-91-44-09645-2_01_book.indd 8

2014-10-28 13:22

FÖRORD

Den här boken är avsedd för nybörjare i elektronik och inbyggda system. Det behövs inga förkunskaper i matematik. För studenter som är svaga i matematik finns avsnitt om 10-potenser och de vanligaste prefixen som anges tillsammans med elektriska enheter. Man kan inte lära sig elektronik utan praktiska övningar. Med den här boken följer därför en arbetsbok med övningar och laborationer. Innehållet i boken och arbetsboken har med framgång använts som kursmaterial i en kurs i datateknik på 15 högskolepoäng på Malmö högskola. Kursen ingår i ett utbildningsprogram som leder till en kandidatexamen. Inträdeskraven här är endast matematik B från gymnasiet. En del studenter är svaga vid kursstarten, varför lite inledande matematik är nödvändig för dessa studenter. Kursen ingår också i ett högskole ingenjörsprogram. För dessa studenter är den lilla matematik som finns inte nödvändig. Innehållet kan uppfattas ligga på en för låg nivå för ingenjörsstudenter. Omfattningen och bredden av innehållet i boken kompenserar för detta. Det har vid första kurstillfället varit oväntat stor genomströmning. Beroende på de mycket olika förkunskaper som studenterna hade, har det varit en utmaning att skriva kursmaterialet. Kursen fick mycket bra betyg vid kursutvärderingen efter kursen. Kursmaterialet kan också användas vid gymnasieutbildning och annan kursverksamhet. Det är också lämpligt för lärare som vill vidare utbilda sig och lära sig lite om teknik. Boken har 16 kapitel. 8 kapitel innehåller grundläggande elektronik och 8 kapitel innehåller en introduktion i inbyggda system. Kapitel 1 till 3 handlar om analog elektronik. Kapitel 4 till 8 handlar om digital elektronik. De två sista kapitlen i första delen, kapitel 7 och 8, handlar om digital–analog-omvandling och analog–digital-omvandling. Avsnitten som handlar om magnetism och induktans i kapitel 8 kan man hoppa över. De finns som teori för den uppspänningsomvandlare som behandlas sist i kapitlet. Man kan i stället köpa en färdig modul

978-91-44-09645-2_01_book.indd 9

2014-10-28 13:22

Förord

som omvandlar en batterispänning på 2,4 V till 5 V. Vill man bygga ett batteridrivet inbyggt system så är en sådan användbar. Kapitel 9 till 16 handlar om inbyggda system. Hårdvaran som används är Arduino Leonardo, som är ett av de senaste kretskorten i Arduino-serien. Som utvecklingssystem används Atmel Studio 6, som utgör en proffsig utvecklingsmiljö för Atmels enchipsdatorer. Det kan laddas ner gratis från internet. Med Atmel Studio kan man skriva skriva källkod med både assembly- och C-kod. I de första kapitlen 9 till 11 gås det igenom lite om assemblyprogrammering. I de övriga kapitlen används C-programmering. Några avsnitt som behandlas är in- och utmatning av digitala signaler, timer, PWMutgång, D/A- och A/D-omvandling och asynkron seriekommunikation. I kapitel 16 behandlas tre moduler som kan användas i inbyggda system. Asynkron seriekommunikation används för att kommunicera med modulerna. Tyvärr är modulerna relativt dyra. I kapitlet behandlas kommunikation mellan en pc och respektive modul. Med kunskap om asynkron seriekommunikation är det enkelt att i projekt använda modulerna i ett inbyggt system. Med en Bluetooth-modul kan man använda en mobiltelefon för att kommunicera. Med en gps-mottagare får man information om aktuell fysisk position. Med en gsm-modul kan man skicka data och sms. Efter varje kapitel kan man göra en laboration. Det finns laborationshandledningar för 15 laborationer i arbetsboken. Vill man avstå från att mäta på uppspänningsomvandlaren i laboration 8 kan man slå ihop laboration 7 och 8 och utföra dem vid samma laborationstillfälle. Det finns ingen laboration för kapitel 16. Hårdvaran som behövs för laborationerna är Arduino Leonardo, ett kopplingsdäck med minst 900 kopplingspunkter, ett elektriskt universalinstrument, ett spänningsaggregat (hur man kan tillverka ett sådant finns beskrivet i arbetsboken), en batterihållare med två uppladdningsbara batterier, en sidavbitare och kopplingstråd samt en mängd olika elektriska och elektroniska komponenter. Komponenterna som används har valts med omsorg. Det är vanliga lättillgängliga standardkomponenter. Man får därför en god grund läggande komponentkännedom när man har gjort laborationerna. Det finns ett avsnitt i arbetsboken som innehåller lite om hur man mäter med ett oscilloskop. Man kan tillgodogöra sig kursmaterialet utan detta avsnitt. Det tillför dock så mycket att det rekommenderas att inkludera det om man vill lära sig lite elektronik. Det finns bara ett sätt att lära sig behärska ett oscilloskop: det är att öva, öva och öva.

978-91-44-09645-2_01_book.indd 10

2014-10-28 13:22

Förord

Spänningsmatningen till de elektroniska komponenterna som används i laborationerna tas ifrån Arduinokortet via dess usb-kontakt till en pc. Spänningsmatningen kan också tas ifrån batterier. När usbkontakten mellan pc:n och Arduinokortet ansluts först gången frågar pc:n efter en drivrutin. Denna ska installeras med omsorg. Det finns ett appendix sist i boken där det beskrivs hur man gör detta. Det går att göra alla elektroniklaborationer utan att installera drivrutinen. Det rekommenderas att inte försöka installera drivrutinen utan att först läsa appendixet noggrant. Detta gäller framför allt om drivrutinerna ska installeras på många datorer i ett laboratorium. Tyvärr har det inte gått att undvika behovet av att göra några enstaka lödningar. Man behöver löda på kopplingsstift så att man kan ansluta spänningen från batterierna till kopplingsdäcket. Det används ett tangentbord, en LCD-display och en tumhjulsomkopplare i vissa laborationer. På dessa behöver man löda på kopplingsstift så att också de kan anslutas till kopplingsdäcket. Slutligen behöver man en sladd till en COM-port på en pc. På den andra änden av denna behöver man löda på stift som kan anslutas till kopplingsdäcket. Alternativt kan man köpa en färdig modul med kabel och kontakt för en COM-port. Det finns också färdiga moduler som omvandlar en usb-port till en COM-port. Malmö, oktober 2014 Jonas Forsberg

978-91-44-09645-2_01_book.indd 11

2014-10-28 13:22

978-91-44-09645-2_01_book.indd 12

2014-10-28 13:22

KAPITEL 3

Potential, resistor och strömgenerator

Potential Vi har lärt oss att man alltid har en spänning mellan två punkter. En spänningskälla i ett kretsschema har symbolen där det långa strecket är den positiva polen och det korta den negativa. –

Använder man flera spänningskällor i en elektronisk konstruktion, är oftast den ena polen i varje spänningskälla kopplad till en gemensam punkt. Denna punkt är vanligtvis märkt med 0 V eller GND (för ground eller jord) eller VSS. På Arduinokortet finns det två fasta likspänningar. Dessa är kopplade enligt nedan. +3.3 V

+5 V

3.3 V

–

GND

–

De två anslutningarna överst till vänster är märkta med den spänning man mäter mellan anslutningen och anslutningen märkt GND. Märkningen kallas anslutningens potential. Ett annat namn på spänning är potential-skillnad (eng. p.d., som betyder potential difference). Potentialen i en punkt är detsamma som spänningen mellan punkten och jord.

978-91-44-09645-2_01_book.indd 33

2014-10-28 13:22

3 Potential, resistor och strömgenerator

Spänningen (potentialskillnaden) mellan utgångarna +3.3 V och +5 V är 1,7 V. Det är lätt att mäta denna spänning med en voltmeter.

+ C

0–20 Volt

–

kopplas ihop

I den förra laborationen använde vi ett likspänningsaggregat. Titta på utgångarna från aggregatets två spänningar. Koppla ihop – (minus) på den vänstra spänningen med + (plus) på den högra enligt bilden ovan. Om nu båda spänningarna vrids upp till 12 V kan vi ange potentialerna i punkterna A, B och C enligt figuren nedan. A

+12V

-12V

GND

–

Observera att potentialer kan vara negativa. Spänningen mellan A och B är 24 V. I en elektronisk konstruktion mäter man nästan alltid potentialer. Minusingången på voltmetern är då hela tiden kopplad till 0 eller GND (jord). I ett kopplingsschema är jord markerad på olika sätt. I databladet för LM35 har vi t.ex. sett GND och jordtecknet .

978-91-44-09645-2_01_book.indd 34

2014-10-28 13:22

3 Potential, resistor och strömgenerator

Det bekanta kretsschemat nere till vänster ritas ofta enligt den högra figuren. +

1,5V

+ –

1,5V

–

A R2 1k

Resistorn De flesta belastningar är avsedda för endast en viss fast spänning. Om en spänning med en annan storlek kopplas till belastningen kan det t.o.m. hända att belastningen förstörs. I sådana fall är det inte meningsfullt att veta belastningens resistans. Om det skulle gå att koppla olika spänningar till en belastning är det dessutom sannolikt att resistansen var olika för olika spänningar. Ett undantag är en värmetråd av kanthal. En sådan tråd har konstant resistans, oberoende av spänningen. Resistansen är också nästan obero ende av temperaturen. I elektroniska konstruktioner vill man ofta ha en komponent som har dessa egenskaper. Man använder då en resistor eller ett motstånd. Vid val av resistor är det inte bara resistansen som är viktig. Man måste också förvissa sig om att resistorn tål den effekt som kommer att utvecklas i den. Det vanligaste är att man använder resistorer i E12-serien eller E24-serien som tål 0,6 W. I E12-serien finns det 12 värden per dekad: 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82 I första dekaden finns värdena i ohm: 10 12 15 18 22 27 … I andra dekaden: 100 120 150 180 220 270 … I tredje dekaden: 1000 1200 1500 1800 2200 2700 …

978-91-44-09645-2_01_book.indd 35

2014-10-28 13:22

3 Potential, resistor och strömgenerator

Värdet indikeras oftast med fyra eller fem färgringar (bars på engelska). Dessa tolkas enligt figuren nedan. I E24-serien är de 24 värdena i varje dekad: 10 11 12 13 15 16 18 20 22 24 27 30 33 36 39 43 47 51 56 62 68 75 82 91

Resistor Color Code 4 bands resistor (looser tolerance)

560k Ω with +/- 10% tolerance

5 bands resistor (narrower tolerance)

237 Ω with +/- 1% tolerance

Color Black Brown Red Orange Yellow Green Blue Violet Grey White Gold Silver

1st Band 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

2nd Band 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

3rd Band 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Multiplier x1Ω x 10 Ω x 100 Ω x 1K Ω x 10K Ω x 100K Ω x 1M Ω x 10 M Ω x .1 Ω x .01 Ω

Tolerance +/- 1% +/- 2%

+/+/+/+/-

.5% .25% .1% .05%

+/- 5% +/- 10%

Du kan se de olika färgerna på bokens webbsida som nås via www.studentlitteratur.se/38289.

978-91-44-09645-2_01_book.indd 36

2014-10-28 13:22

3 Potential, resistor och strömgenerator

Prefix Vi vet alla att 1 000 meter är 1 kilometer. Kilo förkortas med k och betyder 103. 1 km = 1 × 103 m Ohm (Ω) är en liten enhet. Därför använder man ofta kiloohm (kΩ). 47 kΩ = 47 × 103 Ω En tusendels meter kallas för en millimeter. Milli förkortas med m och betyder 10–3. Ampere (A) är en stor enhet. Därför använder man ofta milliampere (mA). 1,5 mA = 1,5 × 10–3 A När man använder Ohms lag och formlerna för effekt vid beräkningar måste man skriva om alla prefix till 10-potenser innan man stoppar in värden i formlerna. Exempel: Ett motstånd på 47 kΩ tål maximalt 0,6 W. Vilket är den maximala spänning man kan koppla till motståndet? Formeln vi ska använda är: U = √R × P U = √47 × 103 × 0,6 = 168 V När man använder en miniräknare betraktas hela uttrycket 47 × 103 som ett tal. Man skriver först in 47, sedan exponenten 3, genom att trycka EXP (exponent) eller EE (enter exponent) följt av 3. Är talet endast en tiopotens t.ex. 10–3 skriver man 1 × 10–3 på miniräknaren. Det finns fler prefix, om kilo inte räcker till: Mega förkortas M. Giga förkortas G.

1 M = 106. 1 G = 109.

För små storheter finns också fler prefix: Mikro förkortas µ. Nano förkortas n. Piko förkortas p.

1 µ = 10–6. 1 n = 10–9. 1 p = 10–12.

978-91-44-09645-2_01_book.indd 37

2014-10-28 13:22

3 Potential, resistor och strömgenerator

Laddning av ett batteri Ett 9 V:s laddningsbart batteri är ofta av typ NiMH (nickel-metall hydridbatteri). Antag att ett sådant har en kapacitet på 155 mAh. Det är komplicerat att ladda ett sådant batteri. Bäst laddning blir det om det laddas med konstant ström. En bra tumregel är att laddströmmen i mA ska vara 10 % av kapaciteten i mAh, vilket blir 15,5 mA. Spänningaggregatet som vi använder kan maximalt ge 20 V. Koppla ihop spänningsaggregatets minuspol med batteriets minuspol. Vi ger minuspolerna potentialen 0 V. Sedan tidigare vet vi att spänningen mellan punkterna A och B i figuren nedan är 11 V, med + i punkten B. Koppla ett motstånd mellan punkterna A och B. Vill man att strömmen ska bli 15,5 mA, blir motståndet 11 V/15,5 mA = 11/0,0155 Ω = 710 Ω. Det närmsta värdet i E12-serien är 680 Ω. Teoretiskt är batteriet fulladdat efter 10 timmar. Det rekommenderas att man laddar under 15 timmar. A +9V

9V Batteri

B +20V

–

GND

20V

GND

–

20V

Nu är det viktigt att beräkna effekten i motståndet. PR = 680 × (15,5 × 10–3)2 = 0,16 W. För att minska laddtiden kan man ladda ett NiMH batteri med högre ström. Använder man sig av regeln som beskrivs ovan, kan man ladda ett batteri många gånger innan det är förbrukat. I praktiken är det inte lika enkelt. Anledningen är att spänningskällorna innehåller en liten resistans som ställer till det.

978-91-44-09645-2_01_book.indd 38

2014-10-28 13:22

3 Potential, resistor och strömgenerator

En strömgenerator som ger konstant ström Det finns ingen naturlig strömkälla som ger konstant ström. Man kan använda spänningsregulatorn LM317T för att skapa en konstant strömkälla. LM317 V1

INPUT

OUTPUT ADJUST

VO R1 1,2 kΩ

R2 20 kΩ

Figuren är tagen ifrån ett datablad för LM317T. Kopplingen ger en konstant ström genom belastningen betecknad med R2. Utspänningen mellan VOUT och ADJ är 1,25 V. Eftersom motståndet i kopplingen är på 1,2 kΩ blir strömmen ungefär 1 mA. Observera att nästan ingen ström går ut från anslutningen ADJ på regulatorn. Med hjälp av Ohms lag kan man genom att välja motstånd få en strömgenerator med önskad utström. Om R2 är ett batteri som man vill ladda med 15,5 mA, väljer man ett motstånd på: R = 1,25/0,0155 = 80,6 Ω Observera att batteriets pluspol ska kopplas till ADJUST och dess minuspol till jord. Strömmen kommer då att flyta in i pluspolen, varvid batteriet laddas.

978-91-44-09645-2_01_book.indd 39

2014-10-28 13:22

3 Potential, resistor och strömgenerator

En strömgenerator med varierbar ström Ibland är det önskvärt att ha en apparat som ger ut en konstant ström som är varierbar i en ledning. Eftersom ledningen går både ut och in kallas den för en strömslinga.

STRÖMGENERATOR

Som nämnts tidigare finns det ingen naturlig strömkälla. Man måste använda elektronik.

Man kan använda en elektronisk universalkomponent som kallas för en operationsförstärkare, eller en OP.

U2A

CA3240

Här ovan ser du symbolen för en OP. Den som vi använder har beteckningen CA3240. OP:n finns ofta i en kapsel som heter DIP (dual in-line package) eller DIL (dual in-line). En DIP-kapsel mäts främst efter hur många ben den har, vilket anges som DIP-nn eller DIL-nn. Nedan ser du en DIP8-kapsel. Det finns alltid en liten urgröpning på ena kortsidan. Om denna placeras uppåt, numreras anslutningarna överst från vänster moturs runt kapseln. TOP VIEW

978-91-44-09645-2_01_book.indd 40

OUT A

– IN A

+ IN A

V–

2x – + + –

V+

OUT B

– IN B

+ IN B

2014-10-28 13:22

3 Potential, resistor och strömgenerator

I kapseln för OP:n CA3240 finns det två oberoende förstärkare. Stift 8 ansluts till en matningsspänning +12 V. Stift 4 ansluts till GND eller 0. Stift 1, 2 och 3 hör till förstärkare A och utgör förstärkarens signalanslutningar. Stift 3 är förstärkarens icke-inverterande ingång. Stift 2 är förstärkarens inverterande ingång. Stift 1 är förstärkarens utgång. 12 V 8

U1A

Uin

–

CA3240/DIP8

ingen ström

strömslinga

0 Uin/R1

I figuren ovan ser du hur en strömgenerator kopplas upp med en CA3240. Vi förklarar inte nu varför uppkopplingen ser ut som den gör. Se OP:n som en ”svart box” med fem anslutningar. Strömmens storlek i strömslingan bestäms av formeln: I = Uin/R 1

Observera hur både signalspänningen Uin och matningsspänningen +12 V anges med potentialer. För att förstå hur spänningarna ska kopplas in kan man rita om schemat.

–

Uin

U1A 1

– 4

12 V

3 + 2 –

CA3240/DIP8

strömslinga

978-91-44-09645-2_01_book.indd 41

2014-10-28 13:22

13 mm

JONAS FORSBERG

| Börja med elektronik och arduino

Jonas Forsberg är verksam som lärare på Malmö högskola. Han har mångårig internationell erfarenhet som utbildare och kursutvecklare i elektronik och datateknik.

BÖRJA MED

ELEKTRONIK OCH ARDUINO

Som stöd finns även en webbsida med information om elektroniska komponenter, länkar till datablad, källkod till program m.m., som nås via www.studentlitteratur.se/38289.

Art.nr 38289

Jonas Forsberg www.studentlitteratur.se

978-91-44-09645-2_01_cover.indd Alla sidor

2014-11-25 09:37