EN
Գրիգ Հղումներ
Շղթաներում հոսանքի սահմանափակող ռեզիստորները կատարում են շատ կարևոր դեր, քանի որ դրանք օգնում են կառավարել, թե որքան է էլեկտրականությունը անցնում տարբեր մասերով: Առանց դրանց՝ չափից շատ հոսանք կարող է անցնել նուրբ բաղադրիչներով, ինչպիսիք են լույս արձակող դիոդները (LED-ները), տարբեր տեսակի տրանսիստորներ և այդ փոքրիկ, սակայն հզոր ինտեգրված շրջաններ որոնք ամենուր ենք տեսնում այսօր: Երբ ստեղծում ենք ինչ-որ բան, որը պահանջում է հաստատուն և վերահսկվող էլեկտրական հոսանք, այդ ռեզիստորների ավելացումը ապահովում է ամեն ինչ ճիշտ աշխատում է առանց վնասվելու: Ցանկացած մեկի համար, ով իր տանը կամ մասնագիտական կերպով է ստեղծում էլեկտրոնային նախագծեր, իմանալ, թե ինչ է անում այդ փոքրիկ սարքը, կարող է լինել ամենամեծ տարբերությունը աշխատող սարքի և այրված աղբի միջև: Դրանք ուղղակի տեսական հասկացություններ չեն դասագրքերից՝ շատ թուղարկողներ այս դասը դժվար ճանապարհով են սովորել, անտեսելով ճիշտ դիմադրություն հաշվարկները!
Կան տարբեր մեթոդներ հսկայական սարքերի սահմանափակման համար, յուրաքանչյուրը նախատեսված է նշված պահանջների և կիրառությունների համար: Այդ տարբեր տիպերի հասկացությունը կարող է օգնել ինժեներներին ընտրել ամենահարմար մեթոդը իրենց պրոեկտների համար:
Շղթայով անցնող էլեկտրականության քանակը վերահսկելու համար մինչև հիմա դիմադրությունների սահմանափակումը մնում է ամենահեշտ միջոցներից մեկը: Ըստ էության, անհրաժեշտ է պարզապես տեղադրել սովորական դիմադրություն այն սարքի և էլեկտրամատակարարման աղբյուրի միջև, որը պետք է պաշտպանվի: Շատ թուղիլներ և փոքր էլեկտրոնային նախագծեր հիմնված են այս մեթոդի վրա, քանի որ այն բավարար է աշխատում պարզ էլեկտրաէներգիայի շղթաների համար, որտեղ չափազանց շատ էներգիա չի ներգրավվում: Սակայն այստեղ սահմանափակումներ կան: Երբ բարձր հզորության պահանջների դեպքում այս պարզ դիմադրությունները շուտ տաքանում են և մեծ քանակությամբ էներգիա կորցնում տաքացման մեջ՝ փոխանցման փոխարեն: Դա նրանց ավելի քիչ ցանկալի դարձնում է ավելի մեծ կիրառությունների համար, որտեղ ավելի շատ է նշանակում էֆեկտիվությունը:
Դիոդների միջոցով հոսանքի սահմանափակումը իրականացվում է դիոդները շղթայի մեջ տեղադրելով՝ հոսանքի հոսքը կառավարելու համար, ինչպես նաև սովորաբար աշխատելով համատեղ որոշ ռեզիստորների հետ: Այս կառուցվածքը ընդհանրապես ավելի կայուն է լինում, ինչը բավականին հաճախ է դարձնում այս մոտեցումը ճարտարագետների շրջանում, երբ անհրաժեշտ է խիստ վերահսկողություն հոսանքի մակարդակների նկատմամբ: Կարող ենք մտածել հաստատուն լարման կարգավորիչների կամ այն սնուցման աղբյուրների մասին, որոնք այսօր շատ տարածված են: Դիոդները պարզապես ապահովում են հոսանքի միատեսակ հոսքը՝ անկախ պայմաններից, ուստի դրանք շատ լավ են այն դեպքերում, երբ լարումը կարող է անսպասելի փոխվել: Սա պաշտպանում է համակարգի բաղադրիչները վնասվելուց և ապահովում է ամեն ինչ հարթ աշխատանքը՝ նույնիսկ այն դեպքում, երբ էլեկտրական աշխարհում բաները անկանխատեսելի են դառնում:
Ժամանակակից մեթոդների համեմատ տրանզիստորների միջոցով հոսանքի սահմանափակումը նախագծողներին տալիս է ավելի մեծ ճկունություն բարձր հոսանքների հետ աշխատելիս: Մենք այս մեթոդը տեսնում ենք հզոր հարաբերական հարթակներում և շարժիչների վերահսկիչներում, հատկապես այն դեպքերում, երբ անհրաժեշտ է հոսանքը կարգավորել թռիչքի ընթացքում: Տրանզիստորների արժեքը այստեղ նրանց ունակության մեջ է իրական ժամանակում ճշգրտել հոսանքի հոսքը: Սա նշանակում է, որ սարքերը կարող են կառավարել տարբեր բեռներ առանց ավելորդ տաքանալու կամ անջատվելու, այդ իսկ պատճառով շատ ժամանակակից էլեկտրոնային սարքեր հույս են դնում տրանզիստորային լուծումների վրա՝ ապահովելով հուսալի աշխատանք տարբեր շահագործման պայմաններում: Ճարտարագետները գնահատում են այս տարրերի կարևորությունը, քանի որ դրանք շղթաների նախագծմանը տալիս են ինչպես ամրություն, այնպես էլ ճկունություն իրական կիրառությունների համար:
Կարևոր է ճիշտ դիմադրության արժեք ընտրել առանձին LED-ի համար, որպեսզի այն ճիշտ աշխատի առանց այրվելու: Հիմնարար մաթեմատիկան հանգում է Օհմի օրենքին, որն ընձեռնում է հետևյալ բանաձևը՝ R-ը հավասար է (մատակարարման լարում հանած LED լարում) բաժանված այն հոսանքի վրա, որը ցանկանում ենք անցկացնել LED-ով: Ավելի մանրամասն բացատրելու համար, Vsource-ն նշանակում է մեր կողմից տրամադրվող էներգամատակարարումը, VLED-ն ցույց է տալիս լարման անկումը իրական LED տարրի վրա, իսկ ILED-ն տեղեկություն է տալիս մեզ հարկավիճակ հոսանքի մակարդակի մասին: Երբ մարդիկ ճիշտ են հաշվարկում այս դիմադրության արժեքը, ապահովում են LED-ի անվտանգ սահմաններում աշխատելը, որպեսզի այն չվնասվի շատ մեծ հոսանքի ազդեցությամբ: Շատ հոբբիստներ սովորել են այս դասը դժվար ճանապարհով՝ տեսնելով իրենց LED-ների անջատումը սխալ հաշվարկների պատճառով:
Շարքով միացված իրար LED-ների լարումը պետք է հաշվի առնել դրանց ընդհանուր կարիքը, քանի որ դրանցից յուրաքանչյուրը վերցնում է մատակարարումից մի մաս: Ամենահարմար ռեզիստորի չափը հաշվելու համար, պետք է հաշվի առնել մատակարարման աղբյուրի լարումից բոլոր LED-ների ընդհանուր կարիքը, ապա ստացված թիվը բաժանել ցանկալի հոսանքի ուժին: Այս ճիշտ հաշվարկը ապահովում է հավասարաչափ էլեկտրական հոսանքի հոսքը բոլոր միացված LED-ներով, ինչը պահում է դրանք միատեսակ լուսային մակարդակով, այլ ոչ թե որոշները ավելի պայծառ լուսավորված լինեն կամ այրվեն, քանի որ մեկը շատ է ստանում, իսկ մյուսը մթության մեջ է մնում:
Երբ զուգահեռ միացնում ենք LED-ներ, կարևոր է, որ յուրաքանչյուրը ունենա իր սեփական հոսանքի սահմանափակող ռեզիստորը: Այդ ռեզիստորի չափը հաշվարկելը հիմնականում նույն մաթեմատիկական մեթոդն է, ինչ մեկ առանձին LED-ի դեպքում: Առանց այդ կառուցվածքի, առկա է հոսանքի անհավասար բաշխման վտանգը LED-ների միջև: Որոշ մեկեր կարող են ստանալ չափից շատ էլեկտրականություն, իսկ մյուսները՝ քիչ, ինչը երկար ժամանակ կարող է անջատել մեր շղթայի մի մասը: Բացի այդ, առանձին ռեզիստորների առկման դեպքում, եթե մեկ LED-ը վնասվի, մնացածները շարունակ կաշխատեն ճիշտ: Սա ամբողջ համակարգը շատ ավելի հուսալի է դարձնում իրական աշխարհում, որտեղ ամեն ինչ միշտ չէ, որ պլանավորվածի պես է ընթանում:
Երբ աշխատում ենք LED մատրիցների հետ, որոնք միացնում են հաջորդական և զուգահեռ միացումներ, ռեզիստորների ճիշտ հաշվարկը շատ կարևոր է, որպեսզի ամեն ինչ աշխատի նախատեսվածի պես։ Ընդհանրապես, պետք է համոզվենք, որ ամեն մի LED-ին մատակարարվում է բավարար հոսանք՝ ամբողջ շղթայով չափից շատ հոսանք չանցնելու դեպքում։ Սա հատկապես կարևոր է այնպիսի իրեր ստեղծելիս, ինչպես մեծ LED էկրանները կամ առևտրական լուսավորության համակարգերը։ Եթե մատրիցի նույնիսկ մեկ մասն անսպասելի վարվի, դա կարող է խանգարել ամբողջ էկրանին կամ պատճառ դառնալ, որ որոշ LED-ներ ավելի արագ այրվեն, քան մյուսները։ Ռեզիստորների ճիշտ ընտրությունը օգնում է պահպանել լույսերի համապատասխանությունը՝ ապահովելով համակարգի հուսալի աշխատանքը երկար ժամանակ։
Շահագործման սահմանափակող ռեզիստորները կարևոր դեր են խաղում ապահովելով այն, որ էլեկտրահոսանքի մակարդակը չգերազանցի թույլատրելի արժեքները, ինչը կարող է վնասել լուսադիոդները: Երբ լուսադիոդները աշխատում են ճիշտ հոսանքի մակարդակում, նրանք ավելի երկար են ծառայում, ինչը բացատրում է, թե ինչու են այս փոքր տարրերը հանդիպում լուսադիոդային լույսերում, էկրաններում և ցուցիչ վահանակներում: Իրականում դրանք հանդիպում են բոլոր տեսակի տեղերում: Պարզ իրեր, ինչպես օրինակ՝ գիշերային լույսերը և բացահայտիչները անպայման կարիք ունեն դրանց մեջ, սակայն նույնքան կարևոր են նաև խոշոր տեղադրումների դեպքում: Մտածեք այն հսկայական թվային ցուցանակների մասին, որոնք տեղադրված են շենքերի վրա կամ ամանորյա տոնական զարդերի մասին, որոնք ձգվում են ամբողջ խանութի ճակատով: Ռեզիստորների արժեքների ճիշտ ընտրությունը կարևոր է նաև մեկ այլ պատճառով: Առանց ճիշտ հոսանքի վերահսկման, նույն մատրիցայի տարբեր լուսադիոդները կարող են լուսավորել ավելի պայծառ կամ ավելի մուգ, քան մյուսները, ստեղծելով անհավասար տեսք, որը ոչ ոք չի ցանկանա տեսնել մասնագիտական միջավայրում:
Շղթայի սահմանափակող ռեզիստորները անհրաժեշտ են սնուցման աղբյուրների համար, քանի որ դրանք կանխում են կարճ միացումները և ավելցուկային հոսանքները՝ խնդիրներ առաջանալուց առաջ: Այս փոքրիկ աշխատանքային ձիուշները հանդիպում են բոլոր տեսակի սնուցման աղբյուրների նախագծերում, անկախ նրանից՝ գծային են կամ անջատման տիպի: Դրանց հիմնական աշխատանքը լարման կայունացումն է, որպեսզի խորամանկ էլեկտրոնիկան չվնասվի, երբ ինչ-որ բան սխալ է լինում: Առանց դրանց՝ հանկարծակի հզորության ցատկերը հավանաբար կհալեն բաղադրիչները կամ նույնիսկ կոչնչացնեն ամբողջ շղթայական տախտակները: Այդ իսկ պատճառով ինժեներները միշտ ներառում են այս ռեզիստորները իրենց նախագծերում, հատկապես համակարգերում, որտեղ հուսալիությունը ամենաշատն է կարևոր, ինչպես օրինակ՝ արդյունաբերական սարքավորումներում կամ բժշկական սարքերում:
Շղթայի սահմանափակող ռեզիստորները կարևոր են բատարեաների ճիշտ կառավարման համար, քանի որ դրանք վերահսկում են ինչպես լիցքավորման, այնպես էլ արձակման հոսանքները, որը օգնում է կանխել բատարեաների վնասումը: Մենք տեսնում ենք, որ այս բաղադրիչները իրական տարբերություն են անում էլեկտրական ավտոմեքենաների և մեր ամենօրյա սարքերի, ինչպես օրինակ՝ ինտելեկտուալ հեռախոսներն ու նոթբուքները, քանի որ հենց այդտեղ է կարևոր է բատարեայի աշխատանքը: Երբ հոսանքը անցնում է այդ ռեզիստորներով ճիշտ արագությամբ, իրականում ապահովվում է բատարեաների ավելի լավ առողջություն ժամանակի ընթացքում, ավելի երկար կյանք լիցքավորումների միջև և ամենամեծ օգտագործումը ամեն մի լիցքավորման ցիկլից: Սա նշանակում է ավելի լավ աշխատող սարքեր և ավտոմեքենաներ, որոնք ավելի հարթ են աշխատում՝ առանց անսպասելի հզորության խնդիրների:
Ընթացիկ սահմանափակող ռեզիստորի ընտրումը ներառում է մի քանի կարևոր գործոնների դիտարկումը, որպեսզի շղթաները անվտանգ և հուսալի աշխատեն: Շատ կարևոր է հզորության վարկանիշը, քանի որ այն ցույց է տալիս, թե արդյոք ռեզիստորը կարող է ընդունել հոսանքի բեռը՝ առանց չափից շատ տաքանալու և ամբողջ շղթայական տախտակը խափանելու: Թույլատվությունը մեկ այլ կարևոր գործոն է, քանի որ այն որոշում է, թե ինչքան ճշգրիտ է մեր հոսանքի վերահսկումը, հատկապես այն նախագծերում, որտեղ անհրաժեշտ են ճշգրիտ հզորության մակարդակներ: Չպետք է անտեսվի նաև ջերմաստիճանային գործակիցը: Այս արժեքը ցույց է տալիս, թե ինչքան է դիմադրությունը փոխվում ջերմաստիճանի բարձրացմամբ կամ իջեցմամբ, ինչը հատկապես նկատելի է դառնում այն միջավայրերում, որտեղ ջերմաստիճանը հաճախ տատանվում է: Այս բոլոր մանրամասները ճիշտ ստանալը նշանակում է, որ ռեզիստորը լավ կաշխատի ամենօրյա օգտագործման դեպքում՝ միևնույն ժամանակ դիմադրելով այն դժվարին իրավիճակներին, որոնք երբեմն հանդիպում են ավելի մեծ համակարգերում, որտեղ միացված են մի քանի ռեզիստորներ կամ էլ տարբեր ջերմաստիճանային տիրույթներում է գործում:
Ճիշտ սահմանափակող հոսանքային ռեզիստորի ընտրումը պահանջում է որոշակի զգուշականություն, որպեսզի այն լավ աշխատի շղթայի պահանջներին համապատասխան: Սկսեք հասկանալ, թե թեքով հոսանք և լարում է շղթան իրականում կարող է տեսնել գործողության ընթացքում: Սա մեզ տալիս է հաշվարկների համար մեր սկզբնական կետը: Այստեղ կիրառեք լավ հին Օհմի օրենքը՝ պարզելու համար, թե ինչ դիմադրություն է անհրաժեշտ այն բանից խուսափելու համար, որ բանալիները չափազանց շոգ չդառնան կամ պայթեցնեն բաղադրիչները: Թվերի հետ աշխատելուց հետո փնտրեք ռեզիստոր, որը համապատասխանում է ինչպես հզորության աստիճանի, այնպես էլ հաստատուն աշխատանքի համար անհրաժեշտ տոլերանտության մակարդակին: Մի մոռանաք ստուգել, թե արդյոք ընտրված մասը իրոք կարող է դիմանալ այն, ինչ այն կդիմագրավի իրական իրավիճակներում, ներառյալ այն պատահական բեռնման ցատկերը, որոնք շղթաները երբեմն մեզ են նետում: Բոլոր այս համարձակումների ավարտը նշանակում է, որ ռեզիստորը հուսալիորեն իր աշխատանքը կատարում է տարբեր իրավիճակներում, արդյոք այն կառավարում է հզորության բաշխումը, թե պահպանում է հաստատուն դիմադրության արժեքները տարբեր էլեկտրոնային կարգավորումներում:
STMicroelectronics-ից ներկայացված STM32F103RCT6-ը շատ ճանաչում է գտել ինժեներների շրջանում՝ շնորհիվ իր հուսալի աշխատանքին տարբեր էլեկտրոնային նախագծերում: Այս միկրոկոնտրոլերի հիմքում ընկած է 32-բիթանոց ARM Cortex-M3 պրոցեսորը, որը հայտնի է իր արագ աշխատելու և ցածր էներգասպառումով հատկությամբ: Այդ հնարավորությունների շնորհիվ այս միկրոսխեման տեղ է գտել տարբեր տեղերում: Արդյունաբերական սարքավորումները հուսանքով աշխատում են դրա վրա, սպառողական սարքերը ներառում են այն ինտելեկտուալ հնարավորությունների համար, իսկ IoT սարքերը հենվում են այն այնպիսի հուսալի լուծումների վրա, որոնք կարողանում են կատարել բարդ խնդիրներ առանց խափանումների:
SACOH-ն առաջարկում է DSPIC միկրոկոնտրոլերների հաստատուն շարք, որոնք համբավ են ձեռք բերել հուսալի աշխատանքի և հզոր աշխատանքային ցուցանիշների շնորհիվ: Դրանք իսկապես լավ են աշխատում այն իրավիճակներում, երբ կարևոր է ճշգրիտ ղեկավարումը և արագ մշակումը, ինչը բացատրում է, թե ինչու են ինժեներները դիմում դրանց կողմ, երբ պայմանները դժվարանում են: Իրականում, այս չիպերը հանդիպում են ամենուր՝ ճանապարհներին գտնվող ավտոմեքենաներից մինչև գործարանային ավտոմատացման համակարգեր և նույնիսկ տնային սարքեր: Բազմակի կիրառությունը դրանք դարձնում է շատ արժեքավոր տարբեր ճյուղերում բարդ տեխնիկական խնդիրներ լուծելու համար:
