يصبح التدريس سهلاً وفعالًا إذا أصبح مجالًا عمليًا. إن عرض شيء عمليًا مع الممارسة العملية والعروض التوضيحية المفاهيمية يساعد دائمًا على تذكر المفاهيم المكتسبة على مدى فترة زمنية طويلة من تفسيرات الدروس النظرية البسيطة. يمكن أن يحدث هذا مع تتبع منحنى الترانزستور لمعرفة مفهوم كيف يعمل الترانزستور . هذه طريقة سهلة وجيدة وعملية لمعرفة عمل الترانزستور ولتحديد معلماته.
يتوسع استخدام أداة تتبع المنحنى في الوقت الحاضر لاستخدام المختبر وأغراض تحليل الجودة الأخرى. يتيح مفهوم تنفيذ تتبع المنحنى باستخدام لوحة Arduino للطلاب أن يصبحوا أكثر قابلية لفهم الترانزستور و تقنية اردوينو.
منحنى الراسم
جهاز تتبع المنحنى هو جهاز اختبار يعرض الجهد للعلاقة الحالية للمكون. هناك العديد من مجالات التطبيق التي توفر فيها أدوات تتبع المنحنيات I-V تمثيلًا مرئيًا لأشكال موجات التيار والجهد مع القياسات الكمية. تتكون معدات تتبع المنحنى من دوائر الأجهزة لاختبار مختلف المكونات الإلكترونية الأساسية مثل الترانزستورات والثنائيات وأجهزة أشباه الموصلات الأخرى. تمكننا أدوات تتبع المنحنيات هذه من تحليل أشكال الموجة للعثور على معلمات مختلفة مثل الكسب والمقاومة والإزاحة وما إلى ذلك.
منحنى التتبع
توضح الدائرة أعلاه كيفية عمل متتبع منحنى بسيط لجهاز قيد الاختبار (DUT). محول التدرج لأسفل متصل بـ دائرة مقوم الجسر التي تحول التيار المتردد إلى مصدر تيار مستمر نابض . يتم توصيل الجهاز قيد الاختبار من خلال المقاوم المتسلسل للحد من التيار. موجات الجهد والتيار في راسم أشعة الكاثود (CRO) تتنوع من خلال تغيير جهد الدخل المطبق بواسطة المحول المتغير. بهذه الطريقة ، يمكن تحليل المنحنيات ومراقبتها باستخدام أداة تتبع المنحنيات.
منحنى الترانزستور الراسم
الترانزستور هو جهاز يتم التحكم فيه حاليًا حيث يتم التحكم في المجمع إلى تيار الجهد الباعث عن طريق تغيير التيار الأساسي المطبق على المحطة الأساسية للترانزستور. جهاز تتبع منحنى الترانزستور هو أداة تقيس معلمات الترانزستور مثل الكسب الحالي والمقاومة وفولتية الانهيار. يقوم بتوليد وعرض مجموعة من المنحنيات الخاصة بتيار المجمع IC مقابل المجمع لجهد الباعث VCE لقيم مختلفة للتيار الأساسي. من هذه المنحنيات ، يمكن تحديد كسب تيار الترانزستور.
تشمل ثلاث دوائر وظيفية رئيسية تُستخدم في هذا الكاشف مولد جهد كنس للتحكم في جهد المجمع ، ومولد تيار أساسي للتحكم في تيار القاعدة مع عدد متساوٍ من الزيادات لمولد تسرب الجهد ، ودائرة توقيت لتغيير تيار القاعدة من أجل كل بداية لمسح الجهد.
منحنى الترانزستور الراسم
يطبق مولد جهد الاجتياح Vs مع فترة زمنية بشكل متكرر على الترانزستور. يمكن ملاحظة جهد الاجتياح هذا في راسم الذبذبات ، كما أن مصدر التيار الأساسي يزيد من تيار القاعدة IB بخطوات تدريجية متساوية لكل عملية مسح متتالية للجهد مع الخطوات المتزامنة مع بداية كل عملية مسح لجهد المجمع. يكرر التيار الأساسي تسلسل الخطوة هذا ويصبح مستقرًا لآخر فترة زيادة. يتم توفير مفاتيح محدد لكل دائرة لتغيير ظروف الإدخال.
يتم تحديد كسب تيار الترانزستور من خلال:
ب = DIc / DIB
حيث يتم تمثيل إعداد مفتاح Step Selector على أنه DIB.
لذلك ، من الشكل الموجي أعلاه في الذبذبات ، يمكننا تحديد الكسب الحالي للترانزستور. وبالتالي ، فإن متتبع منحنى الترانزستور يمكّن من العثور على معلمات مختلفة للترانزستور ويوفر أيضًا تحليلًا لأشكال الموجة لظروف مختلفة الإدخال.
مشروع Arduino على جهاز تتبع منحنى الترانزستور
دائرة تتبع منحنى الترانزستور القائمة على اردوينو
يتم تنفيذ هذه الدائرة باستخدام مقياس جهد متصل بقاعدة ترانزستور لتغيير تيار القاعدة. تُستخدم لوحة Arduino uno كوحدة تحكم رئيسية في الحصول على البيانات تكتسب المعلمات التناظرية للجهد الأساسي والمجمع والمصدر. يأتي ترانزستور بمقاومين ومقياس جهد واحد تحت الدائرة الخاضعة للاختبار باستخدام مجلس تطوير اردوينو .
من خلال تغيير مقياس الجهد ، يتنوع التيار الأساسي ، ويتم قراءة قيم الجهد الأساسي والمجمع والباعث بواسطة Arduino مع داخلي محول تناظري رقمي . تمت برمجة كود برنامج Arduino بطريقة تتم فيها معالجة الإشارات المكتسبة من ADC بشكل أكبر ويتم حساب النتائج. تجد القيم الرقمية التي تتم معالجتها بواسطة وحدة التحكم هذه المعلمات أدناه.
يتم تحديد Ib بواسطة (Vs - Vb) / Rb
و IC بواسطة (5V - Vc) / Rc
منحنى الترانزستور BiCMOS القائم على Arduino
يجب رسم قيم تيارات القاعدة والمجمع لتحديد خصائص الترانزستور. لرسم هذه القيم ، يتم توصيل ارتباط تسلسلي USB بين وحدة تحكم Arduino والكمبيوتر المضيف ، ويتكون الكمبيوتر المضيف من نوع خاص من التطبيقات لمعالجة الرسوم البيانية ورسمها ، ويمكن لبرامج أو برامج مثل SciLab و Octave قراءة القيم ورسمها من كبل تسلسلي.
التقدم إلى مشروع Arduino أعلاه عن طريق توصيل Arduino لرسم الرسوم البيانية لترانزستور BiCMOS. يتم الحصول على هذه المنحنيات عن طريق إدخال / إخراج مزدوج من السكك الحديدية إلى السكك الحديدية مكبر الصوت التشغيلي والمقاومات والمكثفات ولوح الخبز غير الملحوم.
يتم تحديد الفولتية الكلية باستخدام مفتاح محدد لتغيير قطبية PNP / NPN. هذا المشروع مماثل للمشروع أعلاه ، لكن الكود يختلف نوعًا ما عن المشروع الأول. بعد تجميع الكود وتحميله في لوحة تطوير الأجهزة ، هناك حاجة لجهود من الترانزستور بقيم مختلفة للتيارات الأساسية ، والتي يمكن تغييرها أيضًا بواسطة رمز البرنامج.
تقوم لوحة Arduino بمعالجة هذه القيم وإرسالها إلى الكمبيوتر لمعالجة القيم ورسمها عبر a كابل الاتصال التسلسلي . على غرار المشروع أعلاه ، يسمح برنامج التطبيق بمعالجة البيانات المكتسبة ورسمها للعثور على معلمات ترانزستورات معينة مثل ترانزستورات PMOS و NMOS و NPN و PNP.
هذا مشروع اردوينو بسيط مع عدد قليل من الدوائر الخارجية للحصول على منحنيات الترانزستور. بعض تطبيقات المشاريع القائمة على Arduino هي أنظمة التشغيل الآلي للمنزل ، وأنظمة التحكم في إضاءة الشوارع ، وأنظمة الكشف عن أعطال الكابلات تحت الأرض ، وما إلى ذلك. إذا كنت تريد أي نوع من المساعدة فيما يتعلق بهذه المشاريع القائمة على Arduino لتطوير الكود ، ومخططات الدوائر ، وبرامج المحاكاة وغيرها من التقنيات الفنية التوجيه ، يمكنك الوصول إلينا من خلال التعليق أدناه.
اعتمادات الصورة:
