Išči

    Elektronika

    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


    Vsebina

    Zgodovina

    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

    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

    Za SMD (Surface Mount Device), tudi SMT (Surface Mount) komponente je posebno, da so izjemno 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

    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

    Napetosti

    Standardna 18650 Litij ijonska baterija (Li-ion)

    Standarizirane napetosti

    Najbolj uporabljene napetosti ali tudi standarizirane napetosti so:

    Multimeter

    Napetosti v baterijah

    Multimeter

    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

    Upori

    Električni upor

    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

    LED diode

    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

    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 dioda

    Glavni članek: Zener dioda.

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

    Kondenzatorji

    Kondenzator

    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

    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).

    SOC in Mikrokontrolerji

    Na tržišču so razni SOC (System On a Chip) računalniki ali manj zmogljivi mikrokontrolerji.

    Arduino plošče (Arduino Mega, Arduino Uno)

    Arduino

    Glavni članek: Arduino.

    Arduino je zagotovo najbolj priljubljen mikrokontroler. Programira se ga z Arduino Okoljem za Razvijalce (Arduino IDE), programski jezik pa je prilagojen C.

    Raspberry Pi 4

    Raspberry Pi

    Glavni članek: Raspberry Pi.

    Raspberry Pi je najbolj priljubljen SOC (System On a Chip). Poganja prilagojeno različico Ubuntuja, katerega kličejo Raspberry Pi OS, včasih tudi Raspbian. Ima tudi programljive vhode in izhode, ki se lahko programirajo v Pythonu ali C-ju

    Tranzistorji

    Glavni članek: Tranzistor.

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

    MOSFET

    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

    Glavni članek: BJT.

    BJTji (angleško Bipolar Junction Transistors) so električna stikala za preklapljanje manjšega toka, kot MOSFETI. Zato so tudi varčejši kot MOSFETI.

    Rele

    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.

    BLDC motorja
    Vrtenje DC motorja

    Motorji

    Glavni članek: Elektromotor.

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

    DC Motor

    DC motorji

    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

    Glavni članek: BLDC.

    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

    Glavni članek: Zaslon.

    Poznamo mnogo zaslonov, najbolj znani pa so OLED (organic light-emitting diode), AMOLED (active-matrix organic light-emitting diode), LCD (LiquidCrystal Display), TFT (Thin Film Transistor) zasloni.

    Prikaz sestave LCD zaslona

    LCD

    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...

    Tiskana plošča (PCB)

    PCB

    PCB-ji (angleško Printed Circuit Board) so plošče iz ogljikovih vlaken ali 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.