2023年1月31日 星期二

自保持電路

很多人問我電子電路怎麼學?
其實我是完全沒資格回答這個問題的...
我沒有上過任何一堂正統的電子學
也沒看過任何一本真正的電子學教科書
完全都是從實戰中的自學
遇到問題就google
要整合google正確和不正確的訊息才是真正的挑戰

但這幾年下來總有一些心得
所有的複雜電路其實都是從基本電路組合起來的
「模組化」學習這個概念放在電子學是非常有用且務實的
把每個常用或實用的模組電路完全弄懂
一定要完全弄懂,不是只會看著圖接
一塊一塊學,最後組合起來就可以
但組合起來會不會有BUG?
當然會,所以一定要懂每個模組電路原理才能除BUG
基本功很痛苦,但過了就很輕鬆了
(其實是迎接另一個痛苦的開始)

這個自保持電路也是很好用的模組
雖然用FET就可以達到相同的效果
但有時就是需要用電晶體來設計整體的電路
那就沒得選擇了
總之,武器沒人嫌多的
電路圖





重點在NPN通了之後
利用一條大電阻拉低C極出來的電位後輸入PNP的B極
PNP導通後,EC極的電流再灌回NPN的B極
這樣就會自保持了
要OFF就再拉高PNP的B極電位即可

影片


馬蓋先的時鐘_進階版

之前搞的馬蓋先時鐘
既然原理通了
那就能有更多的變化

原本測試想法只用市電Hz來做實驗
那可否自己來做一個可調的交流頻率當作計時的振源呢?
理論上當然是可以的
RC震盪電路是最簡單的方法
電路圖如下



慢慢調整RC的搭配,就可以調出所要的0.5Hz
就可以驅動時鐘了





覺得人生太快就調慢一點
覺得想快快長大就調快一點
(雖然沒什麼意義~~)

影片如下


但實際上很少有廠商這麼做
因為RC的阻值和容值是會隨時間改變的
到時候就會越來越不準
不如直接用市電的60Hz來計時還比較準(事實上真的有這樣的計時器)
但這樣的想法(做法)確實可以啟發出許多不同的思考點
應該會有第三集~~

2023年1月30日 星期一

馬蓋先的時鐘

在馬蓋先水銀炸彈那集(絕對是經典之一)有許多有趣的科學
當然不可能當作教科書來讀
馬蓋先給的不是百分百的科學知識(人家又不是教育節目~~)
而是一種科學的思考模式,一種問題解決的思路,一種應用科學的態度
硬要去調侃裡面的科學實在是無聊至極(至少對我們這種忠誠的馬迷就是如此)

裡面的主角要解開其中一個利用計時才能開鎖的關卡
他很快想到利用增加電壓來加速石英鐘
這可以嗎?
基本一般上石英鐘是用一個晶振當作計時器
這個晶振透過IC計數,輸出一個較低頻率的交流電訊號輸入一組交流感應馬達
馬達收到訊號後帶動轉子再透過齒輪改變時針、分針、秒針的轉速
這個交流馬達的鐵芯兩邊不等價,因此磁場會產生微微的斜向分力
讓指針只能順時針旋轉



實測這組石英鐘
起振的頻率為0.5Hz



晶振有一個固定的頻率,理論上電壓確實會改變晶振的頻率
但其實影響並不大,至少要像影片加速成這樣是不可能的
我們實際測試,如下影片


基本上從1.5上升到3V左右
秒針的速度並沒有增為兩倍速
反而在電壓超過3V時啟動保護裝置不起振了
那要怎樣才能真正加速石英鐘呢?
那就要直接對交流馬達下手了

我們拆開將交流馬達的輸入端引出
再斷開原本的電路



手邊方便的交流電只有市電的60Hz
降壓後再通過1k的電阻限流,再輸入交流馬達
時鐘就飛快加速了~~



但這時因為電壓太高
原本的不等價鐵芯無法發揮功能
所以會隨機的正轉或反轉
只要輕觸幾次就可以選擇你要的轉向
這樣就能成功開鎖了~~

2023年1月27日 星期五

簡易LED電源

修過無數個LED燈
發現每個廠家的電源設計差異很大
這也會反應在價錢和使用時間上
好一點的會用開關電源
次級一點就用電感BUCK降壓
再更省一點就用容抗降壓
這個LED燈是用BUCK降壓的電路
這種電路通常都是輸出高壓直流電
LED燈板用串聯的模式
實際用高壓電源測為70V
高壓電路的測量方法可以參考這篇

電源板也不想修了
重新配一個容抗降壓(穩流)的電源給她
之後當作實驗的測試用電器就好
用個一個1微法的CBB電容
橋式整流和穩壓電容拆廢棄板來用
進入之前先過0.5A的保險
兩個電容也給她並上一條560k的放電電阻
才不會不小心電到自己
做好像這樣





實測功率約1-2W(原本燈板額定功率約9W)
這種電源高低壓沒有隔離
最好將電路絕緣,不然很容易觸電的

2023年1月25日 星期三

開關電源的自動反饋電路(國際電壓的原理)

今年春節很多朋友都在國外
剛剛收到某個朋友又問我日本的電器到底能不能帶回台灣用?
這個問題以前就已經回答過
如果小電器是國際電壓的規格
就放心買回來敗家不用擔心的
那甚麼是國際電壓?
其實就是可以依據輸入電壓自動調整輸出電壓為穩定要用的電壓
簡單的來說
現在的手機充電器「幾乎」都是國際電壓
不管輸入是100V、110V、220V
輸出都是5V


這是怎麼辦到的?
我們用一個簡單的電源管理IC,TNY266來示範一下
TNY266非常簡單
就是一個內建FET和頻率產生器的IC
幾乎不需要太多外接電路就能搞定的IC,有興趣的朋友可以玩看看
重點在於反饋電路
我們利用TL431建立一個參考電壓
當輸出電壓高於參考電壓
光藕內的LED就會發光
當電位差越大,LED越亮
光藕的接收端(NPN)開通的電流就越大
TNY226 pin4的輸出電壓也會越大
這時候TNY266就會降低開關的頻率讓輸出電壓下降
反之就會增加開關頻率讓電壓上升
這個反饋的裝置就會讓輸出電壓穩定在5V(TNY266內建輸出電壓就是5V,無法調整)

因為怕死,所以實驗不用110V
直接用可調DC電源來測試就好
所以輸出電壓只有3V左右
將熱地和冷地共點比較方便操作
正常情況我們會將兩個地隔離,這樣才不會有觸電的危險
電路圖如下




實驗影片如下


以20V為基準,頻率約46.6kHz,輸出電壓2.88V



電壓降為14.4V,頻率約132.1kHz,輸出電壓2.92V



電壓升到31.0V,頻率約36.3kHz,輸出電壓2.91V


2023年1月22日 星期日

維修電烤爐

整個除夕夜我就一直心繫著她
不時就握著她的手,深怕她生氣了,熱著了...
盯得我頭皮發麻




夜深了,我輕輕扒開她的衣裳
天啊~~這麼一個大姑娘支撐她脊髓的骨頭竟然如此隨意


我小心翼翼地旋開她脆弱的心
換上我為她精心準備的未來,2.0的未來
一個嶄新又安全的未來
中間不再有打擾我們的任何阻礙




這幾年她辛苦了,默默為這個家付出
決定再幫她買了一份10萬美金的保險
我內疚的心能表達的也只有如此了



仔細環顧她歷經歲月的身軀
這兩枚戒指也幫她悄悄換上新裝
再慢慢修整其他不搭配的疤痕




我輕輕喚醒她,9A的活力又充滿她的心
親愛的,希望妳能感受到我默默的付出
不再生氣,不再耍脾氣
我所做的一切就值了~~



2023年1月21日 星期六

經典RC震盪電路

要設計RC震盪電路
這應該是最經典的
電路的走法可以參考東海大學的實驗說明
一般會用NPN
這次嘗試電路反過來接,用PNP來玩看看
電路圖如下



直接先看影片


基本上C1、C2會依序充放電
所以兩個LED一定是交錯亮
交錯的頻率就由C和R的數值來決定
所以才叫做RC電路
但亮的時間和不亮的時間是可以單獨控制的
有點類似PWM,但又有點不太一樣
因為PWM是定頻,所以通斷路的時間會同時變化
但這個RC電路調整單一個VR只能決定通路或斷路的時間

以LED1為例
以下是兩個VR阻值都調到最大的情況


若VR1的阻值增加,LED1通電時間增加
VR1的阻值減少,LED1通電時間減少
但斷電時間大致不變(還是會有一點影響的)



若VR2的阻值增加,LED1斷電時間增加
VR2的阻值減少,LED1斷電時間減少
但通電時間大致不變



這個電路熟悉了
後續許多震盪電路都沒問題了
(但就是熟悉不了...)

後記
電路原理