Nils Kr. Rossing Miljø- og Romteknologi (CanSat ... - Rumfysik

More documents

Recommendations

Info

V s+ V s– V + V – Figur 4.2 viser hvordan jordpunktene er koblet til midtpunktet mellom de to spenningskildene. Vi har ikke brydd oss om å markere at alle jordpunktene er koblet sammen, hvilket er tilfelle. En av de første integrerte operasjonsforsterkerne som ble laget gikk under betegnelsen A741 og ble utviklet av Bob Widlar i 1965 for det amerikanske firmaet Fairchild. Denne er senere blitt en klassiker som fortsatt produseres og brukes. Riktignok er designet forbedret, men i grove trekk er det den samme konstruksjonen. Prisen for en A741 hos ELFA er kr. 3,20 når man kjøper 10 stk. Figur 4.3 viser koblingsskjemaet for operasjonsforsterkerenA741. Etter dagens standard er dette en meget enkel krets, men da den ble lansert på midten av 60-tallet, var den meget avansert tekno- logi. Spesielt var det eksepsjonelt at man hadde klart å inkludere en kondensator på 30 pF på selve brikken. Kondensatorer er generelt vanskelige komponenter å integrere da de tar stor plass (til venstre på figur 4.3). Kondensatoren er viktig for å gjøre kretsen stabil, dvs. at den ikke begynner å lage signaler på egen hånd (oscillere). Vi legger også merke til at den i tillegg till signalinngangene og utgangen, har to tilkoblingspunkter kalt Offset null. Disse to tilkoblingene kan brukes til å gjøre kretsen mer nøyaktig, dvs. sørge for at 0 V på inngangen virkelig blir 0 V på utgangen. + – Jord V out Figur 4.2 Operasjonsforsterker med spenningstilkobling og jording. Forstørret bilde av chip for A741 Kondensator Kondensator Figur 4.3 Koblingsskjema for den opprinnelige operasjonsforsterkeren A741 46 Nils Kr. Rossing, Miljø- og Romteknologi (CanSat) - Sensorteknologi, Skolelaboratoriet NTNU
4.1.1 Prinsipiell virkemåte og sentrale parametere for operasjonsforsterkeren Som nevnt har operasjonsforsterkeren to innganger, en inverterende og en ikke-inverterende inngang. Ved bruk av den inverterende inngangen vil et signal bli snudd opp ned på utgangen, vi sier at det blir invertert (figur 4.4 A). A) V + Vs+ + Vout Tilsvarende vil et signal påtrykt den ikke-inverterende inngangen, ikke bli invertert. Dette er forsøkt illustrert i figur 4.4 B. Vi legger merke til at signalet på utgangen også er forsterket. Egentlig er det differansesignalet mellom de to inngangene som forsterkes. Dersom vi kobler sammen de to inngangene V + og V – og sender samme signal inn på begge, så vil vi ideelt sett få null signal eller spenning på utgangen av kretsen. Forsterkningen, A, til operasjonsforsterken alene kan vi definere som: A Som vi ser så er forsterkningen definert som forholdet mellom signalet på utgangen (Aout) og spenningen mellom de to inngangene (V + – V – ). Denne forsterkningen kalles ofte Open loop forsterkningen. Før vi går videre skal vi se på egenskapene til en ideell operasjonsforsterker, slik vi skulle ønske at den var. V Inngangsmotstand (Rinn ): s+ For at kretsen skal belaste signalkilden (f.eks. en mikrofon) minst mulig, ønsker vi at verdien til inngangsmotstanden V + + Rut Vut (Rinn ) til operasjonsforsterkeren skal være størst mulig, ideelt Rinn sett uendelig høy. For A741 er denne mellom 300 k og V – – RL 2 M Det finnes dessuten andre operasjonsforsterkere som har vesentlig høyere inngangsmotstand. V s– = V out ----------------- V + – V - Figur 4.5 Inn- og utgangsmotstand til en operasjonsforsterker. (4.1) Verdien til inngangsmotstanden for en virkelig krets er altså ikke uendelig, men ofte tilstrekkelig høy til at vi kan betrakte den som uendelig høy. Utgangsmotstand (R ut ): Utgangsmotstanden , R ut , til operasjonsforsterkeren er en ekvivalent motstand koblet i serie med kilden inne i kretsen som leverer spenningen V ut på utgangen. Utgangen belastes med lastmotstanden eller bare lasten, R L . Lasten kan f.eks. være en høyttaler, en ørepropp eller noe annet. Vi får dermed en spenningsdeling mellom den indre utgangsmotstanden, R ut og den ytre lasten, R L . Nils Kr. Rossing, Miljø- og Romteknologi (CanSat) - Sensorteknologi, Skolelaboratoriet NTNU 47 B) V – V + V – – + – V s– V s+ V s– V out Figur 4.4 Inverterende og ikkeinverterende inngang.
Page 1 and 2: NTNU Trondheim Program for lærerut
Page 3 and 4: Miljø- og Romteknologi (CanSat) -
Page 5 and 6: Miljø og Romteknologi, CanSat - se
Page 7 and 8: Forord Hensikten med dette heftet e
Page 9 and 10: Innhold 1 Innledning ..............
Page 11 and 12: 5.9 Gass-sensorer .................
Page 13 and 14: 1 Innledning Heftet er en samling o
Page 15 and 16: 2 Montering og installasjon 2.1 Kor
Page 17 and 18: SPI-databus Seriel Peripheral Inter
Page 19 and 20: • I tillegg er det satt av plass
Page 21 and 22: Digitale I/O-porter (8 -13) - H2 Ta
Page 23 and 24: Strømforskyning og Reset - H4 Tabe
Page 25 and 26: 2.1.3 Kommunikasjonsenhet APC220 er
Page 27 and 28: 2.1.4 Datainnsamlingsenhet Openlog
Page 29 and 30: • Elektrolytt kondensator 1μF, l
Page 31 and 32: 92 mm 15,0 mm 15,0 mm 4,0 mm 24,0 m
Page 33 and 34: 2.4.1 Test av seriell datalinje Det
Page 35 and 36: 3 Programmering CanSat programmeres
Page 37 and 38: Kompilering (Verify) Kompilering og
Page 39 and 40: Kommentarer: Kommentarer kan skrive
Page 41 and 42: Eksempel 2: void loop() { int press
Page 43 and 44: void loop { for(int i = 1 ; i < 10
Page 45: 4 Noen utvalgte systemkomponenter I
Page 49 and 50: Offset: OFFSET NULL 1 V 8 NC - - Of
Page 51 and 52: sette en kondensator i serie med in
Page 53 and 54: Begge disse problemene kan lett lø
Page 55 and 56: Dersom vi på et gitt tidspunkt må
Page 57 and 58: Dersom signalet inn på en komparat
Page 59 and 60: 5 Sensorer I denne delen skal vi se
Page 61 and 62: R3 er relativt ukritisk,men det kan
Page 63 and 64: Definisjon av sensor: En sensor er
Page 65 and 66: Følsomhet: Følsomheten til en sen
Page 67 and 68: Dersom vi beregner verdier for R i
Page 69 and 70: • Følsomhet 10 mV/C (dvs. en tem
Page 71 and 72: oppdaget at en kompassnål dreide s
Page 73 and 74: somt for lys i det synlige området
Page 75 and 76: Som et eksempel har vi valgt å se
Page 77 and 78: Forenklet kan vi si at pn-overgange
Page 79 and 80: Skal kameraet overføre bilder fra
Page 81 and 82: ligger helt i toppen på skalaen, h
Page 83 and 84: 23000 -53.5 34 0.054 24000 -52.5 29
Page 85 and 86: der lavere temperatur enn det uten.
Page 87 and 88: 5.6.2 Fuktighetssensorn H25K5A Dett
Page 89 and 90: 5.6.3 Fuktighetssensorn HiH4000 Hon
Page 91 and 92: lengderetningen til transduseren, v
Page 93 and 94: Enkelte detektorer mottar stråling
Page 95 and 96: I dette tilfellet består sensorele
Page 97 and 98:
5.8.3 Magnetoresistivitet I 1856 op
Page 99 and 100:
- Søk etter ubåter. - Felt fra kr
Page 101 and 102:
ELFA leverer flere gassensorer fra
Page 103 and 104:
Det er ikke enkelt å finne billige
Page 105 and 106:
En utfordring med denne type sensor
Page 107 and 108:
det at dersom en har en atmosfæris
Page 109 and 110:
Ioniserende røykdetektorer [13] I
Page 111 and 112:
5.10.2 Støvdetektorer (elektrodyna
Page 113 and 114:
Pinning Figuren til høyre viser kr
Page 115 and 116:
6 Laboratorieoppgaver Her beskrives
Page 117 and 118:
• Koble sensoren opp mot CanSat v
Page 119 and 120:
• Forslag til oppkobling for kara
Page 121 and 122:
6.2 Laboratorium 2 - Fallhastighet
Page 123 and 124:
6.3 Oppkobling av ekstra sensor for
Page 125 and 126:
Kurvene er vist i figuren under: Ni
Page 127 and 128:
Annet, for demo/ekstra Akselleromet
Page 129 and 130:
5. Diskusjon: Forklaring av hva res
Page 131 and 132:
7 Referanser [1] Torstein Wang, Sen
Page 133 and 134:
Vedlegg A Leverandører • ELFA: h
Page 135 and 136:
Vedlegg B Produktdata B.1 APC220 Wi
Page 137 and 138:
Vedlegg C Fargekoding av motstander
Page 139 and 140:
Design og produktutvikling - Beskri
Page 141 and 142:
Hovedområder Undersøkingar Hovedo
Page 143 and 144:
• argumentere for egne hypoteser
Page 145:
Nils Kr. Rossing, Miljø- og Romtek
show all

Nils Kr. Rossing Miljø- og Romteknologi (CanSat ... - Rumfysik

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?