В каких корпусах выпускаются микросхемы
Корпус может быть как DIP8 – обозначение LM358N, так и SO8 – LM358D. Первый предназначен для реализации объемного монтажа, второй – для поверхностного. От типа корпуса не зависят характеристики элемента – они всегда одинаковы. Но существует немало аналогов микросхемы, у которых параметры немного отличаются. Всегда есть плюсы и минусы. Обычно, если у элемента большой диапазон рабочих напряжений например, страдает какая-либо другая характеристика.
Существует еще металлокерамический корпус, но такие микросхемы используют в том случае, если эксплуатация устройства будет происходить в тяжелых условиях. В радиолюбительской практике удобнее всего использовать микросхемы в корпусах для поверхностного монтажа
Они очень хорошо паяются, что имеет важное значение при работе. Ведь намного удобнее оказывается работать с элементами, у которых ножки имеют большую длину
Применение
Область применения LM358 — в качестве усилительного преобразователя, в схемах преобразования постоянного напряжения, и во всех стандартных схемах, где используются операционные усилители, как с однополярным питающим напряжением, так и двухполярным.
Типичное применение операционного усилителя в качестве инвертирующего усилителя. Этот усилитель принимает положительное напряжение на входе и преобразует его в отрицательное той же величины. Таким же образом он преобразует отрицательное напряжение в положительное.
Применение — схема включения
Напряжение питания должно быть больше чем диапазоны входного и выходного напряжения сигнала. Например если будет усиливаться сигнал от ±0.5 В до ±1.8 В, напряжения питания ±12 В будет достаточно.
Требуемый коэффициент усиления для инвертирующего усилителя рассчитывается по формулам (1) и (2):
Av=Vout/Vin (1)
Например Av=1.8/-0.5=-3.6 (2)
После того как определен коэффициент усиления, выбираются значения RI или RF. Выбирать значение сопротивления желательно в кОм, так как схема будет использовать токи в мА. Это гарантирует, что не будет потребляться слишком много тока. Для этого примера выберем RI=10 кОм, что дает RF=36 кОм. RF рассчитывается по формуле (3): Av=-RF/RI.
Входное и выходное напряжения на инвертирующем усилителе
Схема неинвертирующего усилителя
Описание схемы:
- На плюсовой вход подается сигнал.
- К выходу операционного усилителя подключается два постоянных резистора R2 и R1, соединенных последовательно.
- Второй резистор соединен с общим проводом.
- Точка соединения резисторов подключается к минусовому входу.
Чтобы вычислить коэффициент усиления, необходимо воспользоваться простой формулой: k=1+R2/R1.
Если имеются данные о значении сопротивлений, входного напряжения, то нетрудно посчитать выходное: U(out)=U(in)*(1+R2/R1). При использовании микросхемы LM358 и резисторов R1=10 кОм и R2=1 МОм, коэффициент усиления окажется равен 101.
Характеристики аналогов
По datasheet LM358 и ее аналогам можно узнать следующие характеристики:
- LM158 – работает в диапазоне температур от -55 до +125 градусов. Напряжение питания может колебаться в интервале 3…32В.
- LM258 – диапазон рабочих температур -25…+85, питающего напряжения – 3…32В.
- LM358 – температура 0…+70, напряжение – 3…32В.
В том случае, если недостаточно диапазона температур 0…+70, имеет смысл подыскать аналог операционному усилителю. Неплохо показывает себя LM2409, у него шире диапазон рабочих температур. Вот только для питания он немного меньше. Это существенно снижает возможность использования устройства в радиолюбительских конструкциях. Схема включения LM358 такая же, как и у большинства ее аналогов.
В том случае, если необходимо установить только один операционный усилитель, стоит обратить внимание на аналоги типа LMV321 или LM321. У них пять выводов, и внутри корпуса SOT23-5 заключен всего один ОУ
А вот в том случае, если необходимо большее количество операционников, можно использовать сдвоенные элементы – LM324, у которых корпус имеет 14 выводов. С помощью таких элементов можно сэкономить на пространстве и конденсаторах в цепи питания.
Калибровка температурного датчика lm35
Калибровка аналогового датчика нужна, для того чтобы получать показания с lm35 температурного датчика в градусах Цельсия, как это сделано на цифровом датчике температуры и влажности DHT11. Для этого в скетч следует добавить еще одну переменную и вставить формулу, которая преобразует аналоговый сигнал с датчика в градусы Цельсия. Для калибровки lm35 следует изменить формулу в программе.
Скетч для калибровки датчика lm35
int temp; // освобождаем память для переменной "temp"
float grad; // освобождаем память для переменной "grad"
void setup() {
pinMode(A0, INPUT); // сенсор LM35 подключим к аналоговому входу A0
Serial.begin(9600); // подключаем монитор порта
}
void loop() {
temp = analogRead(A0); // переменная находится в интервале 0 - 1023
grad = ( temp/1023.0 )*5.0*1000/10; // формулу можно изменять
Serial.println(grad);
// выводим температуру на монитор
delay(100); // ставим небольшую задержку
}
Пояснения к коду:
- переменная — это число с плавающей точкой, используется для аналоговых величин, т.к. позволяют описать их более точно, чем целые числа;
- в формуле можно менять значения чисел, чтобы точнее откалибровать температурный датчик;
Регулировка коэффициента усиления
В прошлой конструкции имеется один недостаток – нет возможности произвести регулировку коэффициента усиления. Причина – сложность реализации, ведь нужно использовать сразу два переменных резистора. Но если вдруг возникла необходимость проводить регулировку коэффициента, можно использовать схему конструкции на трех операционниках:
Здесь корректировка происходит при помощи переменного резистора R2. Обязательно нужно учесть, чтобы были выполнены такие равенства:
- R3=R1.
- R4=R5=R6=R7.
В этом случае k=(1+2*R1/R2).
Напряжение на выходе усилителя U(out)=(1+2*R1/R2)*(Uin1-Uin2).
5.6 Электрические характеристики для LM2904
В указанном диапазоне температур, VCC = 5 В (если не указано иное)
| Параметр | Условия(1) | TA(2) | LM2904 | Ед. изм. | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| MIN | TYP(3) | MAX | ||||||
| VIO | Входное напряжение компенсации смещения нуля | VCC = от 5 В до MAX, VIC = VICR(min), VO = 1.4 В |
Без A суффикса в маркировке | 25°C | 3 | 7 | мВ | |
| Весь диапазон | 10 | |||||||
| С А суффиксом в маркировке | 25°C | 1 | 2 | |||||
| Весь диапазон | 4 | |||||||
| αVIO | Средний температурный коэффициент входного напряжения смещения нуля | Весь диапазон | 7 | мкВ/°C | ||||
| IIO | Входной ток компенсации смещения нуля | VO = 1.4 В | Без V суффикса в маркировке | 25°C | 2 | 50 | нА | |
| Весь диапазон | 300 | |||||||
| С V суффиксом в маркировке | 25°C | 2 | 50 | |||||
| Весь диапазон | 150 | |||||||
| αIIO | Средний температурный коэффициент входного тока смещения нуля | Весь диапазон | 10 | пA/°C | ||||
| IIB | Входной ток смещения | VO = 1.4 В | 25°C | -20 | -250 | нA | ||
| Весь диапазон | -500 | |||||||
| VICR | Диапазон входного синфазного напряжения | VCC = от 5 В до MAX | 25°C | от 0 до VCC — 1.5 |
В | |||
| Весь диапазон | от 0 до VCC — 2 |
|||||||
| VOH | Высокий уровень выходного напряжения | RL ≥ 10 кОм | 25°C | VCC — 1.5 | В | |||
| VCC = MAX, Без V суффикса |
RL = 2 кОм | Весь диапазон | 22 | |||||
| RL ≥ 10 кОм | Весь диапазон | 23 | 24 | |||||
| VCC = MAX С V суффиксом |
RL = 2 кОм | Весь диапазон | 26 | |||||
| RL ≥ 10 кОм | Весь диапазон | 27 | 28 | |||||
| VOL | Низкий уровень выходного напряжения | RL ≤ 10 кОм | Весь диапазон | 5 | 20 | мВ | ||
| AVD | Большой сигнал усиления дифференциального напряжения | VCC = 15 В, VO = от 1 В до 11 В, RL ≥ 2 кОм |
25°C | 25 | 100 | В/мВ | ||
| Весь диапазон | 15 | |||||||
| CMRR | Коэффициент ослабления синфазного сигнала | VCC = от 5 В до MAX, VIC = VICR(min) |
Без V суффикса | 25°C | 50 | 80 | dB | |
| С V суффиксом | 25°C | 65 | 80 | |||||
| kSVR | Коэффициент подавления помех по питанию (ΔVCC /ΔVIO) |
VCC = от 5 В до MAX | 25°C | 65 | 100 | dB | ||
| VO1/ VO2 | Переходное затухание | f = от 1 кГц до 20 кГц | 25°C | 120 | dB | |||
| IO | Выходной ток | VCC = 15 В, VID = 1 В, VO = 0 |
Источник | 25°C | -20 | -30 | мA | |
| Весь диапазон | -10 | |||||||
| VCC = 15 В, VID = -1 В, VO = 15 В |
Приемник | 25°C | 10 | 20 | ||||
| Весь диапазон | 5 | |||||||
| VID = -1 В, VO = 200 мВ | Без V суффикса | 25°C | 30 | мкA | ||||
| С V суффиксом | 25°C | 12 | 40 | |||||
| IOS | Ток короткого замыкания на выходе | VCC около 5 В, VO = 0, GND около ?5 V | 25°C | ±40 | ±60 | мA | ||
| ICC | Потребляемый ток (четыре усилителя) |
VO = 2.5 В, Без нагрузки | Весь диапазон | 0.7 | 1.2 | мA | ||
| VCC = MAX, VO = 0.5 VCC, Без нагрузки | Весь диапазон | 1 | 2 |
(1) Все характеристики измерены в разомкнутой цепи при нулевом входном синфазном напряжении, если не указано иное. MAX VCC для испытаний составляет 26 В для LM2902 и 30 В для других.
(2) Весь диапазон это температуры от -55°C до 125°C для LM158, от -25°C до 85°C для LM258, и от 0°C до 70°C для LM358, и от -40°C до 125°C для LM2904.
(3) Все типичные значения для температуры TA = 25°C
Характеристики датчика lm35, описание
— питание: 2,7-5,5 Вольт;
— потребляемый ток: 50 mkА;
— диапазон температур: 10°C — 125°C
— погрешность: 2 градуса.
Вместо lm35 можно использовать любой другой датчик температуры, например, TMP35, LM35, TMP37, LM335. Выглядит датчик как транзистор и поэтому его легко спутать, поэтому всегда внимательно читайте маркировку на радиоэлементах. Часто на основе данного датчика производители делают модули температуры для Ардуино (смотри фото выше). Если у вас только сам датчик lm35, то он имеет три вывода.
LM35 схема включения, как работает (datasheet)
Если посмотреть на температурный сенсор lm35 со стороны контактов и срезом вверх (как на рисунке), то слева будет положительный контакт для питания 2,7-5,5 Вольт, контакт по центру — это выход, а справа — отрицательный контакт питания (GND).
Преимущества и недостатки СВО для компьютера – справка редакции Zuzako
Открытая (кастомная) и закрытая СВО является альтернативой стандартным кулерам. Такой охладитель оснащается насосом, который способствует циркуляции жидкости через водоблок, присоединённый к процессору ПК. Последний нагревается во время работы и отдаёт своё тепло воде. Далее жидкость поступает в специальный радиатор, который охлаждает её и возвращает в систему. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет отключено питание ПК. Простота конструкции и понятный принцип работы устройства являются далеко не единственными достоинствами СВО.
Преимущества системы водяного охлаждения:
Высокая эффективность. СВО хорошо отводит и рассеивает тепло. Это объясняется тем, что теплопроводность воды достигает более высоких показателей, чем у воздуха, используемого в стандартных системах охлаждения. Всё это положительно сказывается на работе процессора и повышает его срок эксплуатации.
Низкий уровень шума. Все проводимые тесты показывают, что СВО работает намного тише, чем кулер
Издаваемый ею шум не мешает пользователю концентрировать своё внимание на выполнении различных задач, предусматривающих использование ПК.
Универсальность. С помощью СВО можно охладить не только процессор, но и многие другие компьютерные комплектующие (например, видеокарта, жёсткий диск, блок питания и др.).
Красивый внешний вид
Системы водяного охлаждения часто оснащают светодиодной подсветкой, которая всегда выглядит эффектно и даёт возможность пользователю выделить свой компьютер на фоне других ПК.
Компактность. СВО занимают мало места в системном блоке. Благодаря этому пользователь может использовать более узкие корпуса и экономить место на компьютерном столе.
Главные недостатки:
- Высокая цена. Большинство систем водяного охлаждения стоят дорого. Особенно высокой становится цена, если сравнивать её со стоимостью обыкновенных кулеров.
- Сложности при монтаже. Далеко не все пользователи смогут успешно установить СВО в системный блок своего компьютера. Из-за этого им придётся прибегать к помощи специалистов и нести дополнительные финансовые потери.
- Вероятность утечки жидкости. Износ системы и различные механические воздействия могут привести к утечке воды. Такая неисправность чревата серьёзными последствиями, вплоть до полной поломки компьютера.
- Необходимость регулярного обслуживания. СВО не будет эффективно работать, если за ней тщательно не ухаживать. Поэтому пользователю придётся периодически сливать и очищать жидкость, а также пополнять запасы постепенно испаряющейся воды.
Схема преобразователя напряжение-ток
Схема приведена на рисунке и немного похожа на ту, которая была описана в конструкции неинвертирующего усилителя. Но здесь добавлен биполярный транзистор. На выходе сила тока оказывается прямо пропорциональна напряжению на входе операционного усилителя.
И в то же время сила тока обратно пропорциональна сопротивлению резистора R1. Если описать это формулами, то выглядит следующим образом:
I=U(in)/R.
При величине сопротивления R1=1 Om, на каждый 1V напряжения, прикладываемого ко входу, на выходе будет 1А тока. Схема включения LM358 в режиме преобразователя напряжения в ток используется радиолюбителями для конструирования зарядных устройств.
Особенности операционного усилителя
Микросхема LM358 получила широкое распространение среди радиолюбителей, так как у нее очень много преимуществ. Среди всех можно выделить такие:
- Крайне низкая цена элемента.
- При реализации устройств на микросхеме не требуется устанавливать дополнительные цепи для компенсации.
- Может питаться как от однополярного источника, так и от двухполярного.
- Питание может происходить от источника, напряжение которого 3…32В. Это позволяет использовать практически любой блок питания.
- На выходе сигнал нарастает со скоростью 0,6 В/мкс.
- Максимальный потребляемый ток не превышает 0,7 мА.
- Напряжение смещения на входе не более 0,2 мВ.
Это ключевые особенности, на которые нужно обращать внимание при выборе этой микросхемы. В том случае, если какой-то параметр не устраивает, лучше поискать аналоги или похожие операционные усилители
Как подключить датчик lm35 к Ардуино
Для этого занятия потребуется:
- Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
- Макетная плата;
- температурный датчик LM35;
- светодиод и резистор на 220 Ом;
- провода «папа-папа».
Схема подключения LM35 к Arduino UNO
Данный датчик аналоговый, поэтому на выходе мы имеем значения не 0 или 1, а непрерывное изменение напряжения в диапазоне от 0 до 5 вольт. Следовательно, мы должны подключить датчик lm35 к Arduino к аналоговым портам A0-A5 по схеме, изображенной далее. После сборки схемы загрузите скетч для снятия значений с аналоговых датчиков и вывода данных в аппаратный последовательный порт.
Скетч для термодатчика lm35 Ардуино
int temp; // освобождаем память для переменной "temp"
void setup() {
pinMode(A0, INPUT); // сенсор LM35 подключим к аналоговому входу A0
Serial.begin(9600); // подключаем монитор порта
}
void loop() {
temp = analogRead(A0); // переменная находится в интервале 0 - 1023
Serial.println(temp); // выводим значение датчика на монитор
delay(100); // ставим небольшую задержку
}
Пояснения к коду:
- в первой строчке мы зарезервировали память для переменой ;
- оператор указывает, что значения могут принимать только целое число.
