電気工学

電子工学および電気工学の専門家、学生、および愛好家のためのQ&A

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ArduinoベースのデバイスにはFCC認証が必要ですか?
Arduino Nanoを含む小型のコンシューマーデバイスを構築しました。それは、約1ヘルツで12V電磁石をパルスできるようにするカスタムドーターボードと結合されており、一部のセンサーに接続されています。wifiやbluetoothのようなRF放射を意図的に生成することはありません。 デバイスを米国で販売したいのですが、合法的に販売するために必要な認定を決定しようとしています。ここでの同様の質問を含め、FCC認証について読んだことから、9 kHzを超える周波数で発振するほぼすべての電子機器に必要です。 したがって、これを正しく理解すれば、カスタムドーターボードはFCC認定を必要としませんか?Arduino Nanoには16 MHzで発振するクロックが含まれていますが、FCC認定を既に取得していると思います。私の複合デバイスは、FCC承認のテストラボによる再認証が必要なものを構成していますか?デバイスをどれだけ販売できるかわからないし、あまりお金を稼ぐことも期待していないので、意図しないエミッタの価値のない認証で10,000ドルを無駄にしないようにしたいなら、それをしたい。 これがこのサイトに適切な質問かどうかはわかりません。そうでない場合、これに対する答えはどこにありますか?FCCのWebサイトを確認しましたが、あいまいなFAQを別にすれば、手がかりを持った人に連絡する方法が見つかりません。私はこの質問に答えるための引用を提供するテストラボを見てきましたが、「デバイスをテストするために何千も払う必要はありません」と言っても何も得られないので、私はそれらからの応答。

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電子回路が飛行時間に対して動作するには遅すぎる場合、レーザーはどのように短距離(<1cm)を測定しますか?
LIDARセンサーが2mm未満の距離をどのように測定できるのか疑問に思っていました。どうしてそれができるのかわかりません。 光の速度は300,000,000 m / sであるため、往復時間は14ps以内である必要があり、これは最新の電子機器の能力(&gt; 71 GHz)をはるかに超えています。 それで彼らはどうやってそれをしますか?

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非安定マルチバイブレーター回路のチェーンから構築された音楽シンセサイザーが、数時間後に「調子外れ」になるのはなぜですか?
私は、出力がオーディオアンプチップ(LM386)とスピーカーに接続された13個の無安定マルチバイブレーターチェーンのチェーンを使用して、キーボード/サウンドシンセサイザーのプロトタイプを作成しました。 特定の抵抗値と直列の微調整トリムポットを変化させることにより、各オクターブ内の13の周波数(C5、C#、Dなど、C6まで)の1つに個々の回路が調整され、発振が発生します。球場頻度。 振動は、図1で見ることができ、この記事で説明されている古典的なBJT非安定マルチバイブレーターです。 プロトタイプは、短期間(1日まで)正しく調整されたままになります。 ここでその音が聞こえます。(0:49から開始しても安全- ワズワースの定数 ;)) 私が理解できないのは、回路が自発的に離調しているように見える理由です。つまり、個々の回路の1つ以上が、チューニングされたものとは異なる周波数になります(o'scopeとリファレンスピアノに対してチェックされます) 。 離調の周波数偏差は通常2〜5%で、これは可聴的に目立ちます(たとえば、523HzのC5は540Hzまたは510Hzに変動します)。興味深いことに、演奏中に離調は発生しません。しかし、数時間後、キーは同じ音ではなくなりました。 私はもともと、トリマーポットがそれ自体で機械的にリラックスしていると思っていました。これを解消するために、トリマーポットを交換して、抵抗値のみに基づいて特定の周波数を「ロック」し、設計にばらつきが残らないようにしました。 ただし、トリムポットを固定抵抗値に置き換えた後でも、チューニング解除の問題は続きます。 変更前:固定抵抗値の13キーアナログシンセサイザー 解決策: 純粋なアナログ設計の課題をよりよく理解するための有益なフィードバック、デジタル設計のアイデア、および歴史的背景に感謝します。すべての答えは素晴らしかった。ToddWilcoxの答えを受け入れました。(a)離調は純粋なアナログ設計の期待される部分であり、(b)芸術性は楽器を素早く滑らかに調整する方法を確立する方法にあります。 差し迫った問題を解決するために、各キーに2〜5%の調整可能性を与えるために、設計にトリマーポット(1〜2Kオーム)を戻しました。13のオシレーターを調整するには、再生の開始から数分かかります。その後、一度に数時間調整されます。以下の新しい画像をご覧ください。 壁のいぼ状の新しい電池を使用した実験の結果を投稿します。デジタル設計(デジタル分周器や555タイマーチップを使用)は興味深いものであり、サイズを大幅に圧縮する可能性があります。今後のアップデートは、プロジェクトページのこちらにあります。 調整後:調整機能を備えたトリマーポット(1-2kオーム)を備えた13キーアナログシンセサイザー

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フーリエ変換、ラプラス変換、Z変換の関係と違い
これらのトピックについて少し混乱しました。彼らはすべて私に同じように見え始めました。それらは、それらに関連する線形性、シフト、スケーリングなどの同じ特性を持っているようです。それらを別々に配置して、各変換の目的を特定することはできないようです。また、これらのどれが周波数分析に使用されますか? この特定の問題に対処する完全な答えは(Googleで)見つかりませんでした。わかりやすくするために、同じページでそれらを比較したいと思います。

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USB電源アダプターのデータピンD +およびD-を処理してデバイスの高速充電に対応する理想的な方法は何ですか?
多くのUSBウォールチャージャーは、抵抗分圧器を使用してD +およびD-ピンを特定の電圧(通常は2〜3ボルト)に設定することを発見しました。他のUSBウォールチャージャーは、D +ピンとD-ピンを一緒にショートさせ、他には何も接続しません。私の経験から、一部のデバイスは、分圧器を使用する充電器で500mAを超える充電レートを受け入れませんが、データピンが短絡している充電器で最大入力まで充電します。私は反対も同様であるかもしれないと示唆するものを読みましたが、これを確認することができませんでした。どの方法がすべてのUSBデバイスとの最高の互換性を提供するかを把握したいと考えています。

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LEDは私たちが考えているよりも優れていますか?
LEDに関する従来の見識では、それらの最大逆電圧はかなり制限されており、通常5V〜8Vの範囲にあります。VR(max)VR(max)V_{R(max)} そのため、実験の目的で、電流制限された電源を使用して、LEDを制御されたブレークダウン状態にしたかったのです。 もちろん、実際の絶縁破壊電圧は報告された保証よりもやや高いと予想していましたが、私が見つけた結果を期待することはできませんでした。さまざまな種類の「el cheapo」ブランドのない中国製インジケータLED(3mmおよび5mm、赤、緑、青、黄、白)を試しましたが、32V(電源が入っている)でもブレークダウン領域に入れることができませんでした供給が最大に達した!)VR(max)VR(max)V_{R(max)} したがって、私は自分の仮定を再確認したかったので、さまざまなメーカー(例:Vishay、Nichia、Kingbright、Fairchild、Cree)の現在のデバイス(インジケーターおよび照明アプリケーションの両方に標準の3mmおよび5mm LED)の多くのデータシート(約40)を体系的に閲覧しました。それらのほとんどすべてが、報告し、一部のVishayデバイスの定格は6 Vです。VR(max)=5VVR(max)=5VV_{R(max)}=5V 私は非常に困惑しました。メーカーは保守的である傾向がありますが、25Vを超えるマージンは少し高すぎるように見えました。結局、(またはそのようなもの)を保証すると、LEDがいくつかの有用なアプリケーションに適した候補になるか、回路を単純化できます(たとえば、低電圧逆スパイクからLEDを保護する必要がありません)。とにかく、それはマーケティングの人々が自慢できるリストの別の箇条書きになるでしょう!VR(max)=25VVR(max)=25VV_{R(max)}=25V もちろん、私のテストは製造元不明の12個のLEDに限定されていましたが、信頼できるソースからのLEDよりも優れているとは思いません。または、このような機能を備えた地球上で唯一のLEDの箱を見つけた、逆のマーフィーの法則を経験しましたか?!? 質問: 業界で知られているものを見つけていますか?実際のデバイスがはるかに優れているように見えるのに、なぜ彼らは非常に低い LEDを指定し続けるのですか?私は何かを見逃していますか?VR(max)VR(max)V_{R(max)} 編集 (私が得たい説明を実際に私に与えなかったコメント/回答を促したかもしれないいくつかのポイントを明確にするため) すでに知っていること 絶対最大定格を超えるストレスは、データシートで報告された可能性があるデバイスを損傷し、通常ます応力が良く、これらの限界を超えている場合は、それを損傷します。 これらの最大定格を超えた場合、メーカーに何も要求することはできません。あなたは未知の領域に自力でいます。あなたは彼を訴えることも文句を言うこともできません。 健全な設計者は、データシートに記載されている仕様以外の設計の一部を使用しません。優れた設計者は、部品が規定の最大定格を十分に下回るようにします。冒頭で述べたように、私は意図的に未知の土地に入って実験を行い、逆破壊についての期待と知識を検証しました。 私の仮定(おそらく間違っている;もし間違っていたら、理由を知りたい) ダイオードの最大逆電圧定格の主な制限要因は、そのブレークダウン電圧です。つまり、ブレークダウン(ツェナーまたは雪崩)が発生するまで、必要なだけ強力にダイオードを安全に逆バイアスできます。 故障自体は破壊的ではありません。逆電流の突然の増加は、特に高い逆電圧での消費電力の大幅な増加を引き起こすため、何らかの方法で電流を制限しない限り、PN接合は破壊されます。 LEDのブレークダウンメカニズムは、通常のシリコン整流器やツェナーのような他のPN接合ダイオードと同じです。 LEDは(ツェナーとは対照的に)ブレークダウンで動作するように設計されていないため、BD電圧は十分に指定されたパラメーターではないため、製造ばらつきは非常に大きくなる可能性があります。したがって、メーカーは適切な安全マージンを選択し、それを最大逆電圧として宣言します。 ある程度の安全マージンが必要ですが、それは大きくなることはありません。IIRC、BD電圧は、ドーピングレベルと冶金接合のジオメトリに依存し、これらのパラメーターは、順方向バイアス時のダイオード特性にも影響します。LEDの「有用な仕様」が合理的に一貫している必要がある場合、ドーピングとジオメトリは一致している必要があります。したがって、BD電圧値を過度に広げることはできません。 私を困惑させ、LEDが故障するのを防ぐこと以上の問題があると思いました 定格最大逆電圧と実際のBD電圧(少なくとも+ 400%)の大きな差は何かを意味し、その背後にある理論的根拠があるはずです。上記の仮定を考えると、同じモデルのLEDでBD電圧の広がりが大きくなるとは信じられません。 10Vと30Vで入力されるもう1つ(私は修正される予定です)。

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チューブとトランジスタが発明される前の増幅
電話は真空管やもちろんトランジスタよりも古いです。信号増幅はどのように行われましたか? 私は技術ではなく、詳細を意味します。 編集 最初に与えておくべき追加情報: 質問は電話に限定されています 私は実験装置には興味がありません。たとえば、装置は30個以上の量で行われるべきだったとか、市販の製品であったほうが良いと言います。 私は純粋に電気的なソリューションに興味があるだけではありません:それは機械的、油圧的...(人間のリピーターなし!) インピーダンス適応(音響または電気...)は、ここでは増幅とは見なされません。 回答の要約 1200kmの伝送でも、マイクとヘッドフォンの間には増幅はありませんでしたが、一方では叫び声が必要であり、他方では絶対的な静寂が必要でした(WhatRoughBeastの回答を参照) カーボンマイク自体がアンプです。一般的なアンプの定義は、常に非常に簡単ではありません(アリ・チェンの答えを見て、BillF二答え、あなたが続くことができるならば)、カーボンマイクに接続された電話者であることを言っていればよい電気アンプ(ネクスト見ます回答をハックし、BillFに最初に答えます)。私は、他の種類のマイクは減衰器であると付け加えます(そのため質問です) 最高の電話回線の損失は、オーディオ周波数でわずか0.04dB / kmです。(電話回線では300kHzで10dB / kmと比較してください) 人間が耐えられる最大の音は、耳で聞こえる最低音よりも80dB以上高くなります。(RussellBorogoveのコメント)。ホーンの内側の音(peufeuの回答を参照)は、人間が立つことができる音よりもさらに大きい可能性があります。 貢献してくれてありがとう。

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Arduino IDEの完全な代替品ですか?[閉まっている]
私は公式のArduino IDEの(ビジュアルに関して)そんなに大したファンではないので、より良い代替物を探し始めました。ただし、私が見つけたプロジェクトのほとんどはアルファ版またはベータ版であり、通常は不完全です。 私は回路基板プログラミングを100%初心者であり、以前Arduinoを使用したことはありませんが、Arduino IDEを集めたものは、ボードへの実際の書き込みを行うavrライブラリの単なるラッパーです。他の「arduinoのようなデバイス」IDEは可能なオプションですか? 繰り返しますが、私はこれに非常に新しいので、ユーザーフレンドリーがいいでしょう。
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プッシュプル/オープンドレイン; プルアップ/プルダウン
ARM Cortexチップのデータシート、特にGPIOの章を読んでいます。最終的に、SRAMへの読み取り/書き込みアクセスのために「代替機能」モードで使用するために、さまざまなGPIOピンを構成したいと思います。 :すべてのGPIOが利用できるレジスタの、私は2つを理解していないGPIO_PUPDRとGPIO_OTYPE、それぞれ「プルアップ/プルダウンレジスタ」と「出力タイプレジスタ」です。 以下のためにGPIO_PUPDR私は3つの選択肢があります: プルアップまたはプルダウンなし プルアップ 引き下げる 以下のためにGPIO_0TYPE私は2つの選択肢があります。 出力プッシュプル 出力オープンドレイン すべての異なる構成の違いは何ですか?また、SRAM通信に最適な構成はどれですか? 私が取り組んでいるボードのドキュメントはここから入手できます(SRAM回路図については24ページを参照)。ARMチップのリファレンスマニュアルは、こちらから入手できます(GPIOレジスタについては、145および146ページを参照してください)。

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常に手元にある電子部品はどれですか?
私は毎日の使用のためにいくつかの部品を注文することを考えています。送料やその他の費用を最小限に抑えるために、1つの大きな購入を検討しています。 エレクトロニクス愛好家が常に持っているはずのコンポーネントは何ですか? もう少し範囲を広げるには、通常、Arduino、PIC、およびセンサーを使用します。5V-低電流プロジェクト。 探しているもの:コンポーネント、値または範囲(ある場合)、メーカー(オプション) 例-抵抗、1K〜100K 5W
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開発ボードから本番ボードに移行する方法は?
わかりました、私はソフトウェアの男であり、エレクトロニクスに新しいです。私の製品には小さなコンピューターが必要で、現在はラズベリーパイなどの開発ボードですべてを開発しています。開発ボードには必要なハードウェアがすべて搭載されていないため、USBとGPIOを使用して不足しているハードウェアを追加しましたが、実稼働ボードはそのようにはできません。 私の質問は、次のステップに進んでハードウェアの製品版を作成する方法です。言い換えれば、ハードウェアのスペシャリストは、開発ボードを生産可能な製品に変えるために何をしますか?これらは私の頭に浮かぶものです 1&gt; piのような現在の開発ボードの回路図(またはCPUタイプなどの私の基本的なハードウェア要件に近い公開されている回路図)を取得し、不足している部分を追加して再編成するものを見つけようとしますポートの位置(USBポートなど)を希望に合わせて、それを本番製品にします。これが可能なのは、EagleのようなCADソフトウェアが非常に強力であり、さらにいくつかのハードウェアチップ(温度センサーなど)を追加し、ポートの位置を変更するのが速いためです。 2&gt;あなたは愚かですか?そのようなボードの設計は非常に複雑で、特にpiのようなコンピューターであり、この生産準備のできたボードを設計するためにボード設計コンサルティング会社(またはそれらが呼ばれるもの)を雇わなければなりません。もしそうなら、私はどのように話すべきですか?米国か中国か? 3&gt;生産レベルのハードウェアを構築する場合、設計チームを社内に配置し、そのような専門知識を持つ適切な社員を雇う必要があります。これはあなたが契約したいものではありません。実践が示しているように、内部でそれを持たなければなりません。シンプルなボードであれば、自分でできるかもしれませんが、コンピューターには多くの作業が必要です(ただし、それらの間には多くの共通点があります)。 ああ、私の生産サイズは大きくありません。6か月ごとに5,000ユニットが必要です。主なものは、PCB製造業者に届けるための私の要件を備えた、信頼性の高い最終的なボード設計です。 ご覧のように、私はこのハードウェア製造スペースで迷子になりました。あなたの洞察と個人的な経験は私にとって非常に貴重なものになります。 どうもありがとう!


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変圧器はなぜそれほど多くのターンを使用するのですか?
トランスには、二次巻線と一次巻線の両方に数百のターンがあり、その結果、それぞれに非常に細い銅線を使用します。しかし、なぜ各巻線でより少ないターンを使用し、同じ電圧比を取得しないのですか? さらに重要なことは、VAを増加させるために太いワイヤの巻き数を減らしてみませんか?(22 awgワイヤの1000:100ターンの代わりに、これがVAを増加させるなら、16 awgワイヤの100:10ターンはどうでしょうか)

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メインのニュートラルが地球に結びついているのはなぜですか?
私の父は電気技師であり、私自身は電子設計エンジニアであり、今日まで彼はまだこの理由を私に伝えることができませんでした。 次の2つの写真/状況を検討してください-両方とも同じケースですが、2番目にニュートラルが地球に拘束されていません。貧弱な図をおApびしますが、トースターなどのプラグ/ナイフにフォークを刺していると想像してください。アクティブにタッチするため。 最初の写真では、人は感電します。クラシックケース。これは、人の手と足元の地球の間に240VACの差があるためです。ここで重要なことは、ショックを引き起こしたのは240VACの違いだったことです。 2番目の図では、人が再びアクティブなワイヤーに触れていますが、アースはニュートラルに接続されていないため、240VACの差は保証されていません。無し。バッテリーの片方の端だけを照明に接続するように、この状況には閉回路はありません。したがって、ショックを受ける唯一の方法は、人がアクティブとニュートラルを同時に保持した場合です-あなたが何らかの方法でそれをやった場合、あなたは自殺しようとする必要があります(すなわち、私のポイントは、ほとんどの電気ショックはアクティブによって引き起こされます-&gt;アース電位、非アクティブ-&gt;ニュートラル- そして、ニュートラルをアースに接続しても、アクティブ-&gt;ニュートラルポテンシャルショックを防ぐことはできません。 はい、アースは浮いている可能性があり、アクティブに関して「任意の」電位になる可能性があります。発電所、変圧器のコンセント、および家の外でアースステークでニュートラルにつなぐと便利です。で。しかし、孤立した電源について危険な可能性があると主張することができます。だから、それが確固たる議論であり、唯一の理由だとは思わない。これに加えて、絶縁された変圧器/電源は、衝撃から保護する目的でのみ使用されることがあります。なぜ、地球全体を電力網から隔離しないのでしょうか。ハハ。 明らかに、ニュートラルがアースに接続されていない場合でも、アースシャーシは不要になります。これは、何らかの理由でデバイスがライブになった場合(つまり、状況2と同じ)に金属ケースに触れても危険ではないためです。 TL; DR:アースをニュートラルに接続する唯一の理由は、アクティブな点に関して、下の地面が0Vであることを知るためですか?それとも他の理由がありますか?
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