LM386 og relé?

[mellem88]

Noen som kan forklare meg hvordan en LM386 og en "Double-pole, double-throw" Relé fungerer?

 

Har et skoleprosjekt hvor jeg skal bruke disse komponentene, men sliter litt med å finne helt ut hvordan de fungerer. Kretsen skal se slik ut:

 

 

Hadde også vært fint hvis noen kunne forklart hvorfor de skal være koblet slik som på bildet (f.eks. hvorfor 1 og 8 på LM386 skal være koblet sammen)?

[stich_it]

du lærer mer ved å studere skolemateriellet ditt og eventuelt selv gjøre noen nettsøk på det du spør etter.

 

hvis du googler på lm386 så får du veldig fort svar på hvorfor 1 og 8 er koblet som det er.

[Thorsen]

Tips

 

Søk på LM386, finn datablad, og les hva slags komponent dette er. Finn så ut hva den brukes til i din krets.

 

Finn så ut hva kretsen din skal gjøre (om du ikke vet dette alt).

 

Hvorfor er LM386 (eller denne typen komponent) nødvendig.

 

Releet er ganske enkelt en bryter:

http://en.wikipedia.org/wiki/Relay#Pole_and_throw

[mellem88]

Thorsen, takk for svar, til tross for at jeg egentlig ikke fikk noen oppklaring i hva jeg lurte på.

 

Stich_it, hva er poenget med å svare når du bare skal spre kvalm. Saken er den at jeg allerede har forsøkt å finne svaret på internett, i tillegg til å spørre både lærere og andre elever, men det er ingen som vet. Vi har heller ikke noen lærebok i dette faget (Teknologi og forskningslære VG2), og det blir derfor vanskelig å studere noe skolemateriell.

[Thorsen]

Ok hvor har du kilden til designet fra ?

 

Fra hva jeg kan se enkelt så er det noen infrarøde sensorer, disse er koblet til LM386 som er en operasjonsforsterker(fra hva jeg finner ut).

 

Utgangen på denne er koblet til middelnivået mellom to motorer (er dette dc motorer)? Og vil derfor styre hastigheten på høyre/venstre motor, dvs på bakgrunn av informasjonen fra de infrarøde sensorene styres det hvilken motor som får størst pådrag av høyre og venstre.

 

Personlig synes jeg designet ser litt suspekt ut med tanke på en slik bruk av LM386 som egentlig er en operasjonsforsterker beregnet på lydsignaler, spesielt interessant er motorene (type etc). Hadde vært kjekt om du hadde mer informasjon enn bare dette bildet av kretsen.

[mellem88]

Har hentet bildet fra denne oppskriften:

http://cdn.makezine.com/make/mousey.pdf

 

Jeg vet hva en relé og hva en LM386 er, men problemet er at jeg ikke finner ut hvordan de fungerer (i praksis). Sliter også litt med å forstå hvordan lyssensorene kan styre motorene da de er koblet til samme uttak på LM386, noe som har noen tips om hvordan jeg kan finne det ut eller vet hvordan?

[mellem88]

Dette er motoren jeg bruker:

https://www.solarbotics.com/products/rm1a/

[Thorsen]

Ikke for å være frekk men har du lest dokumentet, alt er jo forklart i pinlig detalj.

 

The eyes’ light difference

is amplified and tapped

into the circuit between

the two motors, wired in

series. As one motor draws

less power, the other uses

more, steering the bot.

 

The LM386 op-amp, the main component

of Mousey’s control circuit, “listens” to two input

signals. If one signal is lower than the other, the chip

boosts that signal to equalize the one output. In our

case, the inputs are light values rather than audio.

If we hook this output to two DC motors, we have a

little brain that reads input from two light sensors,

compares them, and boosts the power on the dimmer

side. This creates a robot that follows a light

source, auto-correcting itself as it moves.

The bump switch triggers a relay that reverses the

two motors’ inputs for a few seconds. This makes

Mousey scuttle away from light after any collision,

adding to its lifelike behavior. The diagram above

shows the circuit diagram for Mousey’s brain.

 

For Mousey’s eyes, we can

use the mouse’s own two IR emitters,

a.k.a. phototransistors. During

normal computer mousing, these

shine infrared through the mouse’s

perforated encoder wheels, which is

then received by photodetectors on

the other side.

Like many fundamental devices, these

emitters can work as both transmitters

and receivers. As receivers,

they’re more robust and less specialized

than the mouse’s dedicated internal

photoreceivers, and this makes

them a better choice for Mousey’s

eyes to the outside world. On most

mice, the emitters are clear plastic

boxes with a tiny dome protruding

from one face, while the detectors are

solid black.

 

Our IR emitters only have two stubby little

pins coming out. We need to give Mousey some

optic nerves − eyestalks that jut from the front of its

body. These not only look cool, but also allow you to

adjust Mousey’s sensitivity to light by bending the

stalks around.

First we need to determine which pin on each

emitter is positive and which is negative. Set your

digital multimeter to Diode Check mode, and touch

the probes to each pin. If the read-out is “OL” (no

connection), reverse the probes. When connected

correctly, you should get a reading of about 1V, with

the red probe indicating the anode (or positive) pin.

If your DMM doesn’t have Diode Check, look for a

positive voltage of about 0.6V when the red probe is

on the anode.

 

 

Svar på følgende spørsmålene så skal jeg prøve å hjelpe deg så godt jeg kan:

 

1. Vet du hvordan en opamp fungerer, vet du forskjellen på inverterende-, ikke inverterende- og differensialforsterker?

2. Kan du grunnleggende kretsteknikk Kirchhoffs første og andre lov?

3. Vet du hvordan en sensor som reagerer på lys fungerer?

4. Vet du hva en transistor er og hvordan den fungerer?

5. Har du kjennskap til kondensatoren og dens egenskaper, og normale bruksområder i kretsteknikk?

6. Vet du hvordan elektriske motorer fungerer?

7. Har du brukt en loddebolt før?

 

Håper du forstår at spørsmålene ikke er ment for å være frekk, men for at jeg skal kunne forstå hvilket nivå jeg skal legge svaret på

 

Hint: En forsterker har innganger og utganger, de sensorene er koblet til inngangene, som i alle forsterkere har inngangssignalet en betydning for hva som kommer ut. Utgangen er koblet til middelnivået mellom motorene.

[mellem88]

Har lest dokumentet, og det svarer ikke hva hva jeg spurte om. Jeg spurte om HVORDAN LM386 og relen fungerer, mens det i dokumentet står hva som skjer. Jeg tenker altså litt mer på hva som er "inni" operasjonsforsterkeren og hva som er "inni" relen. Jeg spør mao ikke om hva den gjør, men hvorfor den gjør som den gjør. Og med tanke på styring av motorene, så har jeg forstått det som står i teksten, men spørsmålet mitt var ment mer om hvordan pinne 5 på LM386 kan styre begge motorene, da det (for meg) ville vært naturlig å tro at vi hadde trenkt 2 utganger for å styre dem, med tanke på at de skal ha ulik mengde strøm.

 

Når det kommer til spørsmålene dine:

1. Vet du hvordan en opamp fungerer, vet du forskjellen på inverterende-, ikke inverterende- og differensialforsterker? Nei, det var jo noe av hva jeg har spurt om

2. Kan du grunnleggende kretsteknikk Kirchhoffs første og andre lov? Ja

3. Vet du hvordan en sensor som reagerer på lys fungerer? Nja

4. Vet du hva en transistor er og hvordan den fungerer? Ja

5. Har du kjennskap til kondensatoren og dens egenskaper, og normale bruksområder i kretsteknikk? Ja. Det etter komma, var det ment som "normale bruksområder for kondensator"? Isåfall ja

6. Vet du hvordan elektriske motorer fungerer? Sånn halveis, men leser litt på det nå.

7. Har du brukt en loddebolt før? Ja, vi tok loddesertfikat på skolen.

 

En forsterker har innganger og utganger, de sensorene er koblet til inngangene, som i alle forsterkere har inngangssignalet en betydning for hva som kommer ut. Utgangen er koblet til middelnivået mellom motorene.

Her forstår jeg det med innganger og utganger, men hva mener du med "middelnivået mellom motorene"? Vi det ha mye å si under konstruksjon?

[Thorsen]

Da skal jeg prøve å forklare så godt jeg kan.

 

Som du sikkert forstår vil det på grunn av ulik fordeling av lys inn på sensorene være forskjell på spenningen på de to inngangene på forsterkeren. Dette er pinne 2 og 3. Forsterkeren er satt opp som en differensialforsterker. Det vil si at den forsterker opp forskjellen mellom spenningsnivået fra de to sensorene.

 

La oss for enkelthetsskyld anta at forsterkningen er 20 (er ikke helt sikker på dette, men det er lite viktig for forklaringens del). Forskjellen altså differansen mellom de to inngangene vil da bli ganget med 20, dette gir utgangspenningen.

 

Så har vi motorkretsen, denne har jeg tegnet opp nedenfor:

 

 

Som du ser er de to motorene koblet i serie med utgangen fra forsterkeren i midten. Hastigheten til motorene bestemmes av spenningen over dem. Som du ser har den ene motoren spenningen V1 over seg, mens den andre har spenningen V2.

 

Her er V1:

 

V1 = 9V-Vut

 

der Vut er spenningen ut fra forsterkeren.

 

V2 er:

 

V2 = Vut

 

Forsterkerkretsen skal være slik laget at når inngangene er like vil spenningen ut være 4,5V, begge motorene vil da få lik spenning over seg og gå like fort. Dersom spenningen ut fra forsterkeren stiger vil V1 bli mindre mens V2 øker, Motor 2 vil da kjøre raskere enn Motor 1 og musa svinger. På samme måte vil motor 1 kjøre raskere dersom spenningen ut fra forsterkeren synker.

 

Releet virker slik at dersom du trykker ned knappen så vil den snu koblingen av 9V og jord, altså vil motorene bytte retning, dette varer bare en liten stund da kretsen har en liten "timer", laget av motstanden og kondensatoren som etter en stund vil snu retningen tilbake til normal.

 

Oprasjonsforsterkeren består av et sett med transistorer og motstander, den er egentlig en hel forsterker samlet i en liten krets. Forsterkeren gjør ikke annet enn å gange signalet inn (her forskjellen mellom to spenninger) med en konstant. Forsterkeren her er en krets som utfører den matematiske funksjonen:

 

V(5) = A * (V(3)-V(2))

 

Der V(x) er spenningen på pinne x, og A er forsterkningen (gain).

Endret 15. april 2010 av Thorsen

[mellem88]

Som du ser er de to motorene koblet i serie med utgangen fra forsterkeren i midten. Hastigheten til motorene bestemmes av spenningen over dem. Som du ser har den ene motoren spenningen V1 over seg, mens den andre har spenningen V2.

 

Her er V1:

 

V1 = 9V-Vut

 

der Vut er spenningen ut fra forsterkeren.

 

V2 er:

 

V2 = Vut

 

Aha, da forstår jeg hvordan den ene utgangen kan styre begge motorene, tusen takk ! Når du skriver V, da mener du spenning ikke sant? Vi pleier nemlig å skrive spenning som U, som i U=IR

 

Men har lest noe om at releen inneholder en elektromagnet. Er det denne som virker som "knapp" og snur koblingen? I såfall, vet du noe om hvilken pinne på releen denne utgjør, om den utgjør noen pinne i det hele tatt? (hvis bildet ikke kommer opp, er det bare å trykke "åpne i ny fane", da kommer det opp) Jeg fant det bildet på wikipedia, og lurer på om det kan ha noen sammenheng med den releen jeg bruker. Ser at den har et ulikt antall bein, men hvis prinsippet er det samme blir det enklere å forstå.

 

Så over til forsterker:

Ok, kunne noen bare skjekket om jeg har forstått denne nå. 1 skal sammen med 8 slik at jeg skal få en høyere spenning. Men burde jeg ikke egentlig ha koblet til en kondensator mellom de to hvis dette skal fungere, eller gjelder det bare hvis jeg skal ha forsterkninger mellom 20 og 200?

Grunnen til at vi ikke kobler til 7, er det så vi ikke skal tape noe av forsterkningen?

Nr 4 skal til jord, med andre ord til minuspol, mens 6 skal til plusspol. Hvorfor skal de egentlig det? Har det noe med den "store strømmen" som går gjennom emittor og kollektor på transistoren(e), mens 2 og 3 utgjør strømmen til basen(e)?

 

Fant dette bildet, og delen til venstre viser LM386. Det tegnet med de tre stripene som krymper, betyr det utganger eller jording? De andre tegnene kan jeg.

Endret 15. april 2010 av mellem88

[Thorsen]

Ja jeg bruker V for spenning, en del norske bøker spesielt på ungdomstrinnet og videregående bruker U. Akkurat hvorfor vet jeg ikke men det antar det har med europeisk kontra amerikansk tegnsetting. Dersom du leser mye om elektronikk vil du dog finne ut at V er MYE MYE mer brukt, det er iallefall min opplevelse.

 

Ang kobling av forsterker:

 

Ja tegnet med 3 mindre og mindre streker er jord (nullnivå).

 

Hvorfor pinne 1 og 8 er koblet sammen på er det jeg også synes er litt rart, men husk at hele dette designet er en "hack" dvs det er gjort enklest mulig med færrest mulig komponenter. Denne koblingen er ikke en "anbefalt" måte å koble de to pinnene på, fra hva jeg kan se produsenten spesifiserer i datablad. Jeg antar dog at det vil sette forsterkningen til max, altså 200.

 

4 skal til jord og 6 skal til forsyningsspenning (pluss pol). Dette trenger forsterkeren for å kunne virke. På samme måte som en f.eks musikkforsterkeren hjemme må en operasjonsforsterker bli forsynt med strøm for å virke. Poenget er jo at en skal forsterke signalet, dvs signalet ut skal ha mer effekt enn signalet inn, denne effekten må komme fra et sted

 

I det bildet du har funnet blir forsterkeren bruk som en vanlig ikke inverterende forsterker. Siden - (pinne 2) er koblet til jord vil jo signalet inn (differansen) alltid være lik signalet inn på + (pinne 3). I ditt design har du derimot et signal inn på både pluss og minus, slik at resultatet blir differansen, forskjellen mellom disse.

 

Ang. releet.

 

Dette fungerer som en bryter, det har en elektromagnet/spole som kobler de forskjellige pinnene sammen. Dersom du setter strøm på elektromagneten aktiveres den og kobler til fra pinne x til pinne y. Når det ikke er strøm på elektromagneten er det kobling fra pinne x til pinne z.

 

Slik som dette:

 

Når du setter strøm på spolen dras kontaktene opp/ned.

[mellem88]

Den releen du har bilde av der har 6 ben, mens den jeg skal bruke har 8. Til tross for det så ligner den du fant litt på den nederste til høyre på dette bildet:

Er det egentlig bare 2 sider av samme sak, eller er det to helt forskjellige releer?

 

Fant også noe som ligner litt på den releen jeg har (2A @ 30VDC, 1A @ 125VAC) på elfa, og ved produktbeskrivelsen fant jeg denne. Nesten nederst på pdf-en er det en tegning av hvordan tingene er koblet sammen inne i kretsen, men det får meg til å lure litt. Hva er egentlig poenget med å koble 11 med 8, og 6 med 9 i kryss? Eksempel: Er det sånn at den venstre motoren er koblet til 4. Da vil den også være koblet til 6 og 9 for så å gå til minuspol? Når musen så kjører inn i en vegg eller annen hindring, vil kontaktene fra 4 og 13 bytte fra 6 og 11 til 11 og 6, slik at den venstre motoren blir koblet til positiv pol.

Vil ikke krysningen også føre til at f.eks. 4 blir koblet både til positiv og negativ pol gjennom kontakten, da 9 er koblet til negativ, mens 8 er koblet til positiv :S

 

Vil dette også si at det er likegyldig hvilken vei man kobler motoren, så lenge den roterer riktig retning?

Endret 15. april 2010 av mellem88

[Thorsen]

Det bildet jeg la ved har ikke med magnetspolen. Så ja det skal være 2-pinner til.

 

 

Normalt:

 

9 er koblet til 13 det er jord nederst på motor 2.

8 er koblet til 4, det er forsyningsspenning øverst på motor 1.

 

 

Aktivert:

 

Kontankten slipper punkt 9 og trekkes ned til punkt 11, slik at 11 og 13 er forbundet. Pinne 11 er koblet til forsyningsspenning, så det er nå forsyningsspenning nederst på motor 2.

Tilsvarende snus den andre kontakten også og det er jord øverst på motor 1.