#7 Βασικές έννοιες πάνω στα ηλεκτρονικά για το Arduino

21.7.14

Στο άρθρο αυτό θα προσπαθήσω με απλά λόγια να σας εξηγήσω κάποιες βασικές έννοιες πάνω στα ηλεκτρονικά οι οποίες θα σας χρειαστούν πριν ξεκινήσετε τις κατασκευές σας με το Arduino. Δεν θα επεκταθούμε πολύ σε αυτές, απλά να γνωρίζετε τι είναι το καθ' ένα απ' τα παρακάτω.

Τάση:

Είναι η τιμή της διαφοράς του ηλεκτρικού δυναμικού μεταξύ δύο σημείων. Μπορεί να είναι θετική, αρνητική ή μηδέν. H μονάδα μέτρησης της είναι τα Volt (Βόλτ) και συμβολίζεται με το κεφαλαίο γράμμα V. Μερικά παραδείγματα: +5V, -2.5V, 0V, 220V, 5mV.

Ρεύμα:

Είναι η προσανατολισμένη κίνηση ηλεκτρικών φορτίων ή φορέων ηλεκτρικού φορτίου, κατά μήκος ενός ηλεκτροφόρου αγωγού. Υπάρχουν δύο κύρια είδη ηλεκτρικού ρεύματος: το συνεχές (από μια μπαταρία) και το εναλλασσόμενο (όπως αυτό που έχουμε στο σπίτι μας). Η μονάδα μέτρησης είναι τα Amper (Αμπέρ) και συμβολίζεται με το κεφαλαίο γράμμα I. Στις επαναφορτιζόμενες μπαταρίες αναφέρετε πόσο ρεύμα μπορεί να δώσει σε μία ώρα και συμβολίζεται ως mAh. Μερικά παραδείγματα: 1A, 1000mA, 0.5A, 1000mAh = 1A για 1 ώρα.

Γείωση:

Ονομάζεται η αγώγιμη σύνδεση ενός ακροδέκτη ηλεκτρικού κυκλώματος με το έδαφος ή άλλο αντικείμενο μηδενικού δυναμικού. Φυσικά εμείς στα κυκλώματα μας δεν θα ψάξουμε να βρούμε "χώμα" για να βάλουμε την γείωση, ως γείωση θα εννοούμε απο εδώ και πέρα τον αρνητικό πόλο της μπαταρίας (-). Η γείωση αναφέρεται και ως GND, από το ground και συμβολίζεται:

Πηγή:

Μπορεί να είναι μια μπαταρία, ή ένας μετασχηματιστής στα κυκλώματα μας. Έχει θετικό (+) και αρνητικό άκρο (-). Το θετικό άκρο είναι η τάση μας π.χ. 5V και συμβολίζεται και ως Vcc, ενώ το αρνητικό είναι η γείωση. Μια πηγή εκτός από τάση μπορεί να δώσει και ρεύμα, θα έχετε παρατηρήσει ότι πάνω στους φορτιστές των κινητών μας αναφέρετε στην DC OUT: 5V - 700mA. Αυτό σημαίνει σταθερή τάση 5V με μέγιστο δυνατό ρεύμα 700mA. Συνήθως την πηγή την συμβολίζουμε με το γράμμα V, όπως και την τάση.

Ισχύς:

Εάν ένα αγώγιμο καλώδιο είναι συνδεδεμένο με μπαταρία τάσης V και διέρχεται από ρεύμα Ι καταναλώνει ισχύ. Η μονάδα μέτρησης της είναι τα Watt (Βάτ) και συμβολίζεται με το γράμμα P. Η ισχύς υπολογίζεται από τον τύπο: P=V*I. Έτσι για παράδειγμα εάν έχουμε μια πηγή με τάση 5V και ένα κύκλωμα που καταναλώνει 1Α ρεύμα, τότε η ισχύς που καταναλώνει είναι P=5*1=5Watt.

Αν έχουμε μια ηλεκτρική συσκευή, π.χ. μια σκούπα, με μέγιστη ισχύ 2200W μπορούμε να βρούμε πολύ εύκολα πόσο ρεύμα καταναλώνει στην μέγιστη λειτουργία της: P=V*I ή I=P/V=2200Watt / 220Volt=10Α.

Νόμος του Ωμ:

Συνδέει την Τάση, το Ρεύμα και την Αντίσταση.

Η σχέση δίνεται απ' τον τύπο: I=V/R ή V=I*R ή R=V/I όπου R η τιμή μιας αντίστασης.