Calculs importants en électronique : 7 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Ce Instructable a pour but de répertorier certains des calculs importants que les ingénieurs/fabricants en électronique doivent connaître. Très franchement, il existe de nombreuses formules qui peuvent entrer dans cette catégorie. J'ai donc limité ce Instructable aux formules de base uniquement.

Pour la plupart des formules répertoriées, j'ai également ajouté un lien vers des calculatrices en ligne qui peuvent vous aider à effectuer ces calculs facilement lorsque cela devient fastidieux et prend du temps.

Étape 1: Calculateur de durée de vie de la batterie

Lors de l'alimentation de projets utilisant des batteries, il est essentiel que nous connaissions la durée prévue pendant laquelle une batterie peut alimenter votre circuit/appareil. Ceci est important pour prolonger la durée de vie de la batterie et éviter une défaillance inattendue de votre projet. Il y a deux formules importantes associées à cela.

Durée maximale pendant laquelle une batterie peut alimenter une charge

Durée de vie de la batterie = Capacité de la batterie (mAh ou Ah) / Courant de charge (mA ou A)

Taux auquel la charge tire le courant de la batterie

Taux de décharge C = Courant de charge (mA ou A) / Capacité de la batterie (mAh ou Ah)

Le taux de décharge est un paramètre important qui détermine la quantité de courant qu'un circuit peut tirer en toute sécurité d'une batterie. Ceci est généralement marqué dans la batterie ou sera indiqué dans sa fiche technique.

Exemple:

Capacité de la batterie = 2000mAh, courant de charge = 500mA

Autonomie de la batterie = 2000mAh / 500mA = 4 heures

Taux de décharge C = 500mA/2000mAh = 0,25 C

Voici un calculateur de durée de vie de la batterie en ligne.

Étape 2: Dissipation de puissance du régulateur linéaire

Les régulateurs linéaires sont utilisés lorsque nous avons besoin d'une tension fixe pour alimenter un circuit ou un appareil. Certains des régulateurs de tension linéaires populaires sont les séries 78xx (7805, 7809, 7812 et ainsi de suite). Ces régulateurs linéaires fonctionnent en faisant chuter la tension d'entrée et donnent une tension de sortie stable en sortie. La dissipation de puissance dans ces régulateurs linéaires est souvent négligée. Connaître la puissance dissipée est assez important pour que les concepteurs puissent utiliser des dissipateurs thermiques pour compenser la dissipation de puissance élevée. Cela peut être calculé en utilisant la formule ci-dessous

La puissance dissipée est donnée par la formule

PD = (VIN - VOUT) x IOUT

Pour calculer le courant de sortie

IOUT = PD / (VIN - VOUT)

Exemple:

Tension d'entrée - 9V, Tension de sortie - 5V, Sortie courant -1A Résultat

PD= (VIN - VOUT) x IOUT

= (9 - 5) * 1

= 4W

Calculateur en ligne pour la dissipation de puissance du régulateur linéaire.

Étape 3: Calculateur de diviseur de tension

Les diviseurs de tension sont utilisés pour diviser les tensions entrantes aux niveaux de tension souhaités. Ceci est très utile pour produire des tensions de référence dans les circuits. Le diviseur de tension est généralement construit en utilisant au moins deux résistances. En savoir plus sur le fonctionnement des diviseurs de tension. La formule utilisée avec les diviseurs de tension est

Pour déterminer la tension de sortie Vout = (R2 x Vin) / (R1 + R2)

Pour déterminer R2 R2 = (Vout x R1) / (Vin - Vout)

Pour déterminer R1 R1 = ((Vin - Vout) R2) / Vout

Pour déterminer la tension d'entrée Vin = (Vout x (R1 + R2)) / R2

Exemple:

Vin=12 V, R1=200k, R2=2k

Vout = (R2 x Vin) / (R1 + R2)

Vout = (2k x 12)/(200k+2k)

=0.118

= 0,12 V

Étape 4: Calculateur de synchronisation RC

Les circuits RC sont utilisés pour générer des retards dans de nombreux circuits. Cela est dû à l'action de la résistance influençant le courant de charge qui circule vers le condensateur. Plus la résistance et la capacité sont grandes, plus il faut de temps pour que le condensateur se charge et cela sera présenté comme un retard. Cela peut être calculé à l'aide de la formule.

Pour déterminer le temps en secondes

T = RC

Pour déterminer R

R = T/C

Pour déterminer C

C = T / R

Exemple:

R = 100K, C = 1uF

T = 100 x 1 x 10^-6

T = 0,1 ms

Essayez cette calculatrice en ligne de constante de temps RC.

Étape 5: Résistance LED

Les LED sont assez courantes dans les circuits électroniques. De plus, les LED seront souvent utilisées avec une résistance série de limitation de courant pour éviter les dommages causés par un excès de courant. C'est la formule utilisée pour calculer la valeur de la résistance série utilisée avec la LED

R = (Vs - Vf) / Si

Exemple

Si vous utilisez une LED avec Vf = 2.5V, If = 30mA et la tension d'entrée Vs = 5V. Ensuite, la résistance sera

R = (5 - 2.5V) / 30mA

= 2.5V / 30mA

= 83Ohm

Étape 6: Multivibrateur astable et monostable utilisant IC 555

555 IC est une puce polyvalente qui a un large éventail d'applications. Dès la génération d'ondes carrées, la modulation, les délais, l'activation de l'appareil, 555 peut tout faire. Astable et Monostable sont deux modes couramment utilisés en 555.

Multivibrateur astable - Il produit une impulsion d'onde carrée en sortie avec une fréquence fixe. Cette fréquence est décidée par les résistances et les condensateurs utilisés avec elle.

Avec des valeurs RA, RC et C données. La fréquence et le cycle de service peuvent être calculés à l'aide de la formule ci-dessous

Fréquence = 1,44 / ((RA +2RB) C)

Cycle de service = (RA + RB) / (RA + 2RB)

En utilisant les valeurs RA, RC et F, la capacité peut être calculée à l'aide de la formule ci-dessous

Condensateur = 1,44 / ((RA + 2RB) F)

Exemple:

Résistance RA = 10 kohm, Résistance RB = 15 kohm, Capacité C = 100 microfarads

Fréquence = 1,44 / ((RA+2RB)*c)

= 1,44 / ((10k+2*15k)*100*10^-6)

= 1,44 / ((40k)*10^-4)

= 0,36 Hz

Cycle de service =(RA+RB)/(RA+2RB)

=(10k+15k)/(10k+2*15k)

= (25k)/(40k)

=62.5 %

Multivibrateur monostable

Dans ce mode, l'IC 555 produira un signal élevé pendant une certaine période de temps lorsque l'entrée de déclenchement devient faible. Il est utilisé pour générer des temporisations.

Avec R et C donnés, nous pouvons calculer le délai en utilisant la formule ci-dessous

T = 1,1 x R x C

Pour déterminer R

R = T / (C x 1,1)

Pour déterminer C

C = T / (1,1 x R)

Exemple:

R=100k, C=10uF

T=1,1 x R x C

=1.1 x 100k x10uF

=0.11sec

Voici le calculateur en ligne pour le multivibrateur Astable et le multivibrateur Monostable

Étape 7: Résistance, tension, courant et puissance (RVCP)

Nous allons commencer par les bases. Si vous êtes initié à l'électronique, vous savez peut-être que la résistance, la tension, le courant et la puissance sont tous interdépendants. La modification de l'une des valeurs ci-dessus modifiera les autres valeurs. La formule de ce calcul est

Pour déterminer la tension V = IR

Pour déterminer le courant I = V / R

Pour déterminer la résistance R = V / I

Pour calculer la puissance P = VI

Exemple:

Considérons les valeurs ci-dessous

R=50 V, I=32 mA

V = I x R

= 50 x 32 x 10^-3

= 1.6V

Alors la puissance sera

P=V x I

=1.6x32x10^-3

=0,0512W

Voici un calculateur de loi d'Ohm en ligne pour calculer la résistance, la tension, le courant et la puissance.

Je vais mettre à jour ce Instructable avec plus de formules.

Laissez vos commentaires et suggestions ci-dessous et aidez-moi à ajouter plus de formules à ce Instructable.