ie1206 inbyggd elektronik · 2015-01-30 · william sandqvist [email protected] . Överräkning . vi...
TRANSCRIPT
IE1206 Inbyggd Elektronik
Transienter PWM
Visare jω PWM CCP KAP/IND-sensor
F1
F3
F6
F8
F2
Ö1
F9
Ö4 F7
tentamen
William Sandqvist [email protected]
PIC-block Dokumentation, Seriecom Pulsgivare I, U, R, P, serie och parallell
Ö2
Ö5
Kirchoffs lagar Nodanalys Tvåpolsatsen R2R AD
Trafo, Ethernetkontakten F13
Pulsgivare, Menyprogram
F4
KK1 LAB1
KK3 LAB3
KK4 LAB4
Ö3 F5 KK2 LAB2 Tvåpol, AD, Komparator/Schmitt
Step-up, RC-oscillator
F10 Ö6 LC-osc, DC-motor, CCP PWM
LP-filter Trafo + Gästföreläsning F12 Ö7 redovisning
F11
• Start för programmeringsgruppuppgift
• Redovisning av programmeringsgruppuppgift
William Sandqvist [email protected]
Transformatorn
William Sandqvist [email protected]
Spänningsomsättning
2
1
2
1
2211 dd
dd
NN
UU
tNU
tNU
=
Φ=
Φ=
N1 : N2
William Sandqvist [email protected]
Ideal transformator I0 = 0
N1⋅I0 = N1⋅ I1 – N2⋅ I2
Magnetiseringströmmen I0 ≈ 0 är liten i förhållande till arbetströmmarna I1 och I2. Transformatorn har hög induktans.
William Sandqvist [email protected]
Strömomsättning
2
1
2
1
1
2
2211
0021 )0,(
NN
UU
II
IUIUIPPP
=≈
⇒⋅=⋅==
N1 : N2
William Sandqvist [email protected]
Virvelströmsförluster
Virvelströmsförluster – strömmar i järnkärnan förhindras med lackerade ( = isolering ) plåtar.
William Sandqvist [email protected]
E I -kärna
William Sandqvist [email protected]
Toroid
Toroidkärnan har lågt läckfält – stör ej närliggande elektronik!
Hur lindar man en sådan?
William Sandqvist [email protected]
Automatlindning av toroidkärna
William Sandqvist [email protected]
William Sandqvist [email protected]
Transformatorn (15.4)
William Sandqvist [email protected]
Transformatorn (15.4)
2112
2
1
2
1
=
⇒=
IIUU
8102,010010 1111 =⋅−=⇒=−⋅− UUIR
William Sandqvist [email protected]
Transformatorn (15.4)
2112
2
1
2
1
=
⇒=
IIUU
8102,010010 1111 =⋅−=⇒=−⋅− UUIR
428
21
12 ==⋅=UU
William Sandqvist [email protected]
Transformatorn (15.4)
2112
2
1
2
1
=
⇒=
IIUU
8102,010010 1111 =⋅−=⇒=−⋅− UUIR
428
21
12 ==⋅=UU 4,012
12 =⋅= II
William Sandqvist [email protected]
Transformatorn (15.4)
2112
2
1
2
1
=
⇒=
IIUU
8102,010010 1111 =⋅−=⇒=−⋅− UUIR
428
21
12 ==⋅=UU 4,012
12 =⋅= II
Ω=== 104,0
4
2
22 I
UR
William Sandqvist [email protected]
William Sandqvist [email protected]
2
2
2
121
2
2
2
2
1
21
2
22
1
1
1
2
22
1
11
RNNR
IU
NN
INN
UNN
IU
IUR
IUR
⋅
=
⋅
====
←
RNN
⋅
2
2
1
Överräkning av impedanser
William Sandqvist [email protected]
2
2
2
121
2
2
2
2
1
21
2
22
1
1
1
2
22
1
11
RNNR
IU
NN
INN
UNN
IU
IUR
IUR
⋅
=
⋅
====
←
RNN
⋅
2
2
1
Överräkning av impedanser
William Sandqvist [email protected]
Överräkning
Vi har en transformator med spännings-omsättningen 240V/120V.
Man har två kondensatorer på 1µF och 16 µF. Hur ska man koppla för att få 5 µF ?
William Sandqvist [email protected]
Överräkning
Vi har en transformator med spännings-omsättningen 240V/120V.
Man har två kondensatorer på 1µF och 16 µF. Hur ska man koppla för att få 5 µF ?
)4/(121
1
221
2
CCZ
CZ
ωω
ω
=⋅=
⇒=
←
William Sandqvist [email protected]
Överräkning
Vi har en transformator med spännings-omsättningen 240V/120V.
Man har två kondensatorer på 1µF och 16 µF. Hur ska man koppla för att få 5 µF ?
)4/(121
1
221
2
CCZ
CZ
ωω
ω
=⋅=
⇒=
←
16 Fµ4 Fµ
William Sandqvist [email protected]
William Sandqvist [email protected]
Serie och parallellkoppling av induktorer (Ex. 15.6) Under förutsättningen att inga av spolarna delar magnetiska kraftlinjer med varandra, utan är helt av varandra oberoende komponenter, kan man behandla serie- och parallellkopplade induktanser precis som om de vore resistorer.
H36
44444
644444
ERS =+
+⋅
+
⋅
+⋅
+=L
William Sandqvist [email protected]
Serie och parallellkoppling av induktorer? Vi har tidigare studerat serie och parallellkopplade spolar som om de vore helt oberoende komponenter som inte delat magnetiska kraftlinjer med varandra. Här behandlas nu spolar med sammanlänkat flöde
? ?
Induktiv koppling
William Sandqvist [email protected]
dd
u r itϕ
= ⋅ +
En del av flödet i spole 1 är sammanlänkat med flöde från spole 2.
11 1 1 1 1 1 2
dd
u r i i L i Mtϕ ϕ= ⋅ + = ⋅ + ⋅
På samma sätt: 2
2 2 2 2 2 2 1dd
u r i i L i Mtϕ ϕ= ⋅ + = ⋅ + ⋅
Induktion
Induktiv koppling
William Sandqvist [email protected]
1 21 1 1 1
2 12 2 2 2
d dd dd dd d
i iu r i L Mt ti iu r i L Mt t
= ⋅ + +
= ⋅ + +
1 1 1 1 1 2
2 2 2 2 2 1
j jj j
U r I L I MIU r I L I MI
ω ωω ω
= ⋅ + += ⋅ + +
jω-metoden:
± M kallas för ömsinduktansen
21LLMk =
Kopplingsfaktorn:
Kopplingsfaktorn anger hur stor del av flödet en spole har gemensamt med en annan spole
En ideal transformator har kopplingsfaktorn k = 1 (100%)
Seriekopplade med ömsesidig induktans
William Sandqvist [email protected]
Seriekoppling innebär samma ström
212111 LLL IMjILjU ωω ±= 121222 LLL IMjILjU ωω ±=
1 2 1 2 12 21
1 2( )L L L LI I I U U U M M M
U I j L M L Mω= = = + = = ⇒= ⋅ ± + ±
1 2( 2 )U j L L MI
ω= + ±
11121 LL IUML 22212 LL IUML
Härledning:
Seriekopplade med ömsesidig induktans
William Sandqvist [email protected]
MLLLTOT 221 ++= MLLLTOT 221 −+=
Seriekoppling innebär samma ström I1 = I2 =I
M kan bidraga eller motverka till flödet, detta ger ± tecken. Därför brukar spolars lindningspolaritet anges med ”punkt konvention” (dot convention) i schemor.
M-dot M-dot M-dot M-dot
”Dot” convention
William Sandqvist [email protected]
En växande ström in i en punkt (dot) leder till inducerade spänningar riktade så att de skulle ge växande strömmar ut ur andra punkter
”Dot” convention
William Sandqvist [email protected]
En växande ström in i en punkt (dot) leder till inducerade spänningar riktade så att de skulle ge växande strömmar ut ur andra punkter
Parallellkopplade med ömsesidig induktans
William Sandqvist [email protected]
MLLMLLLTOT 221
221
−+−⋅
=MLL
MLLLTOT 221
221
++−⋅
=
TOTL TOTL
Parallellkopplade spolar Antiparallellkopplade spolar
Ex. 15.7 Seriekoppling
William Sandqvist [email protected]
51 =L 102 =L 153 =L
212 =M 323 =M
113 =M
[H]
Ex. 15.7 Seriekoppling
William Sandqvist [email protected]
51 =L 102 =L 153 =L
212 =M 323 =M
113 =M
[H]
LTOT =
L1 + M12 – M13 +
L2 + M12 – M23 +
L3 – M23 – M13 =
= 5 +2 –1 + 10 + 2 – 3 + 15 –3 –1 = 26 [H]
William Sandqvist [email protected]
Att mäta ömsinduktansen?
William Sandqvist [email protected]
+TOTL−TOTL
MLLLTOT 221 ++=+ MLLLTOT 221 −+=−
Att mäta ömsinduktansen?
William Sandqvist [email protected]
+TOTL−TOTL
MLLLTOT 221 ++=+ MLLLTOT 221 −+=−
4−+ −= TOTTOT LLM
William Sandqvist [email protected]
Industrins ”stryktåliga” positions-sensor
William Sandqvist [email protected]
Differentialtransformatorn
William Sandqvist [email protected]
LVDT Linear Variable Differential Transformer
Sekundärspolarna är seriekopplade men med motsatt spänningsriktning – när kärnan är i mitten blir U = 0.
LVDT Utförande
William Sandqvist [email protected]
William Sandqvist [email protected]
Utspänningen är relativt hög – det gör detta till en populär givare …
LVDT princip
William Sandqvist [email protected]
LVDT Mätutrustning
Detta är en sensor som direkt ger en hög utspänning, Volt istället för mV. • En inbyggnadsprocessor kan AD-omvandla ”likriktade” utspänningar. ( • Eller så AD-omvandlar den växelspänningarna direkt ).
Likriktare med filter
Processorn beräknar skillnaden mellan spänningarna.
LVDT probe
Utsignalens fas ändras 180° precis när kärnan passerar mitt-punkten.
William Sandqvist [email protected]
En XOR-grind kan indikera denna förändring.
En LVDT probe kan hålla ordningen på att tjockleken är den rätta.
Användningsområde?
Det gäller att se till att bankomaten inte delar ut ”dubbla” sedlar …
William Sandqvist [email protected]
William Sandqvist [email protected]
Periodisk differentialtransformator
Renywell Spherical encoder
LVDT-principen inom en kärna, och sedan ”räkna” passerade kärnor. En liknande givare?
William Sandqvist [email protected]