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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RMS電圧×RMS電流が平均電力を与えることの数学的証明
信頼できる情報源で読んだので、私はこれが本当だと知っています。また、電力は抵抗性負荷の電圧または電流の2乗に比例し、RMSの "S"は "2乗"であることを直感的に理解しています。私は難しい数学的証明を求めています。 してみましょう瞬間に電流を表す、および同じくその瞬間に電圧を示します。すべての瞬間で電圧と電流を測定でき、瞬間が場合、平均皮相電力は次のようになります。IiIiI_iiiiViViV_innn P=1n∑i=inIiViP=1n∑i=inIiVi P = \frac{1}{n} \sum_{i=i}^n I_i V_i エレガントな数学的証明は何ですか P=IRMSVRMSP=IRMSVRMS P = I_{RMS} V_{RMS} 抵抗性負荷でも同じ結果が得られますか?
10 power  math  rms 

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SDRAM PCBレイアウトの選択
LQFP208パッケージのまったく新しいSTM32F429でプロジェクトに取り組んでいます。 低予算のため、最初のプロトタイプを自分ではんだ付けする必要があります。このパッケージを選択したのは、問題の原因がルーティング/ファームウェアなのか、はんだ付けの問題なのかを自分で確認できるようにするためです。 このプロジェクトには、LCD、カメラ、ULPI、32b SDRAMバスに加えて、その他の低速のインターフェイスが含まれています。 FMC BUSはSDRAMにのみ使用され、プロジェクトに他のメモリは必要ありません。 PCBスタックアップは、標準の4層S-GND-VCC-Sです。 SDRAM / MCUインターフェイスをルーティングするための最良の方法は何かについてアドバイスが必要です。 ここで行うことができる2つの異なるデザインがあります: 左のトレースは非常に短いトレースを使用するのに最適ですが、長さのマッチングのための余地があまり残らないため、短いトレースの伝搬遅延が非常に低いため、実際には必要ありません。LCD / ULPI / CAMERAバスが外部にルーティングされて問題が発生する可能性があります。 正しい方が良いかもしれませんが、トレースは少し長くなりますが、長さが一致する余地が多く、それでも終端処理は必要ありません。LCD / ULPI / CAMERAバスは外部にルーティングされますが、SDRAMバスに多くの点で対応するため、これらのバスのビア数が増加し、レイアウトがさらに複雑になります。 編集: 他のコンポーネントがあるため、両面アセンブリは必須です。 どれを選ぶのか、そしてその理由を説明してください。 EDIT2: PCBにデータを入力した後で左側を選択したので、右側にスペースがあまりありませんでした。 これは予備的な結果です。 レイアウトを改善するためのアドバイスは引き続き受け入れられます。 EDIT3: 追加された電源および接地ビア: ありがとうございました!
10 pcb  stm32  layout  sdram 

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Arduinoで正確に温度を測定する
Arduinoでサーモスタットを構築しようとしています。システム電圧をかなり可変にする携帯電話のバッテリー/充電器を使用して電源を供給したい。今はArduino Unoを使っていますが、完成したらLilypadに移植します。 まず、TMP36温度センサーを使ってみました。これまでのところ、それは完全な失敗でした。センサー自体は非常に安定しているように見えますが、その電圧を正確に測定する方法がわかりません。 内蔵の5v参照をアナログセンサーに使用してもまったく機能しません。USBarduinoの+ 5Vから電力を供給しても、実際には+ 4.8Vです(測定温度が数度シフトします)。ボードがバッテリーから電力供給されている場合、電圧は約4Vまで低下し、測定された温度は急上昇します。また、ボードから+ 3.3Vを基準として使用しようとしました。ボードがUSBから給電されている場合はより安定しているように見えますが、バッテリーがなくなると電圧が低下します。 センサー出力電圧を確実に測定する他の方法はありますか? 第2段階では、サーミスタを使用する予定です。これらの20Kサーミスタをいくつか注文したところです。 私が理解していることから、分圧器を構築し、ADCの基準電圧としてV_inを使用する場合、これらは正確に測定する方が簡単なはずです。 それらについてのいくつかの質問: 精度を高めるために、固定抵抗が異なる少数の分圧器を使用することは理にかなっていますか? プログラム可能なピンをV_inとして使用し、いくつかの異なる電圧レベルを使用して温度を測定できます。これが実際に精度を上げるかどうかは私にはわかりませんが。

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ニュートラルのない三相分布からニュートラルのある三相消費への移行はどのように達成されますか?
典型的な配電網は、消費者の近くの変電所に6または10キロボルトのACを供給します。これは通常、ニュートラルのない3相ラインで行われます-3本のワイヤーだけが並列になります。次に、電圧を110または230ボルトACのようなものに下げる変圧器があります。 通常、コンシューマには単相負荷があり、ニュートラルになります。トランス出力として3相ワイヤとニュートラルワイヤがあり、異なるコンシューマからのこれらの単相負荷はラウンドロビン方式でフェーズに接続されているため、ニュートラルの電流は最小限に抑えられ、位相は等しい電流を流します。しかし、負荷が完全にバランスされていない限り、さまざまな位相がトランスの2次側にさまざまな電流を流し、その差がニュートラルを流れる電流になります。 一次側と3本の相線だけがあり、中性線がない高圧線でそれはどのように扱われますか?

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なぜBCDに6を追加するのですか?
場合によっては、2桁の合計が10未満の場合、BCD加算はバイナリ加算に似ています。 ただし、合計が9より大きい場合、結果を修正する必要があります。この修正は+(0110)です。 なぜ6を追加するのですか?なぜ他の番号ではないのですか?ウェブを検索しましたが、わかりません。 過去に質問されたこの質問のリンクが必要な場合: http://answers.yahoo.com/question/index?qid=20070930062637AAzyBlv http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=639798

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IRプロトコルのデコードに関するヘルプまたはヒント
少し前に、私はシンプルで安価な小さなIR制御のおもちゃのヘリコプターを購入しました(これも同じです-"Diamond Gyro"または "Diamond Force"と呼ばれています)。楽しみのために、私はArduinoを介してそれを制御することを検討してきました。 更新:プロトコルを理解しました。答えを見る 他の人たちは、別のIRおもちゃのヘリコプターをハッキングし、そのIRプロトコルをデコードした結果をすでに共有しています。本当にクールですが、残念ながら私のヘリコプターは別のプロトコルを使用しています。よくわからないもの。(私はエレクトロニクスが純粋に時々趣味であることを付け加えるべきです、それで私は明白な何かを見落としたかもしれません)。 上記の2番目のリンクと同様に、コントローラーを分解して、LEDを制御するICピンを配置し(ちなみに、ICのマーキングは消去されています)、ロジックアナライザーを接続しました。 たくさんの良いデータを手に入れましたが、それでもプロトコルを理解することができません。このサイトはすばらしいリソースですが、リストされているプロトコルはどれも適合していないようです。そして、私が見つけた他のどれも、私が捕らえた信号に適合しているようには見えません。しかし、私が想像する必要があるのは、それが単純な市販のプロトコルであることです。それは、安価な小さなおもちゃだからです。 だから私はあなたが持つかもしれないアイデアをいただければ幸いです。多分私はそれを間違って見ているだけです。 (画像の下の詳細) 信号/プロトコル特性 コントローラをチャネルAに設定して、16MHzでこれをキャプチャしました。タイミング的に正確でなければなりません。(選択できるIRチャネルは3つありますが、他の2つのチャネルを使用しても特性は変わりません。パケット自体の一部のみです。)タイミングは非常に一貫しています(最大+/- 10µs)。パケットはさまざまな間隔で繰り返されますが、最低でも約100ミリ秒離れています。 キャリア:38kHz @ 50%デューティサイクル 低: -ショート:285µs- ロング:795µs 高値: -短い:275µs- 長い:855µs パケットごとに常に17の高値。 コントロール/入力 ヘリには3つのコントロールがあります。「スロットル」(つまり、リフト/ローターの速度)、ピッチ(前方/後方)、およびヨー(ローター軸の周りの回転)はすべて、2つのサムスティックで制御されます。それらはすべて、(オン/オフだけでなく)ある種の範囲を持ち、私が知る限り、すべて1つのパケットで送信されます。左/右の入力は、何かが送信されている場合にのみ送信されるため、サンプリング時に最大スロットルを適用しました。送信された独自のトリガーパケットのスロットルおよびピッチ入力。しきい値またはデッドバンドを超えてサムスティックを押すとすぐに(「最小」ラベルの下のグラフは、デッドバンドを超えてコントロールをゆっくりとプッシュしたときに送信される最初のパケット用です)。 また、左右トリミングするためのボタンを得たヘリのない(精密機器などだすべての)とそうでない場合は、ゆっくりとスピンする傾向があります。残念ながら、左/右のトリムボタンは、押すたびに何かをインクリメント/デクリメントする信号を送信しないようです(プロトコルを理解するのに便利です)。ヘリコプターに左/右にトリムするように指示するだけの単一のコマンドのようで、それを追跡します。

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2つのMCUピンを互いに直接接続しても安全ですか?
1つのペリフェラルの出力を別のペリフェラルの入力にルーティングする必要があるMSP430プロジェクトに取り組んでいます。したがって、2つのMCUピンが互いに直接接続されています。プログラミングエラーが原因で両方が(おそらく競合する)出力になる可能性があるため、これは私には疑わしく見えます。また、起動状態とプログラミング状態の問題もあります。 最悪の場合、一方のピンがHIを駆動し、もう一方のピンがLOを駆動している場合、GPIOピンは通常、ソース機能よりもはるかに多くのシンク機能を備えています。そのため、HI出力を取得して、接地。どちらが悪いのか…しかしどれほど悪いのか?MCUに損傷を与える可能性はありますか? Arduinosを使用して2つのピンの間のLEDを抵抗なしで点灯する人々のウェブで例をよく見ますが、LED以外のものを揚げる人の話を聞いたことがありません。明らかに製品でこれを実行したくないはずですが、メーカーは一般的に、いずれにしても過負荷になるGPIOピンからMCUを保護しようとしますか? 振り返ってみると、2つのピンの間に電流制限抵抗を置くことで心配はありませんが、ハードウェアの小さな変更でさえ、現時点では非常に難しいことです。 将来の参照と後世の利益のために、2つのMCUピンを一緒に接続するリスクを最小限に抑える適切な方法について他のアイデアはありますか?

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2つのピンが同じ代替機能を持つように構成されている場合、STM32はどうなりますか?
STM32F051のマニュアルを読むと、2つのピンで同じ代替機能を構成できるように見えます。たとえば、同時に複数のUSART1_TXピンを持つことができます。または、たとえば、2つのUSART_RXピンの問題の多いケースです。この場合、マニュアルには何も書かれていません。これは合法/安全ですか?これは役に立ちましたか?
10 stm32  gpio 

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PCBを製品の構造の一部として使用しても大丈夫ですか?
私が協力している産業および製品設計者は、PCBを製品の物理的構造の不可欠な部分として使用するという考えに立ち戻ります。 私たちは壁掛け式の製品を持っていますが、私はこれにかなり不快です。「それは良い設計原則ではありません。PCBは一般的に、フレームのような不必要なものではなく、それ自体の重量のみをサポートするべきです。」 彼らは支持されている部品は比較的軽いと主張している。これには、PCBの空の(トラックやコンポーネントがない)部分、またはフレームにテープで固定されているプラ​​スチックPCBクリップに直接両面テープを使用してステンレス鋼の薄いフレームを支持することも含まれます。今日、彼らは「デザインプリンシパルは何ですか? これらのタイプのソリューションは、多くのコスト問題を解決し、構造的責任の一部をPCB設計に押し下げるため、工業デザイナーから頻繁に出てくる可能性があります。 私の意見では、PCBを「ぶら下げる」ように設計された製品は、通常、製品設計者によって実装のために検証およびテストされています。たとえば、大容量のGPUヒートシンクは、私たちが配置する予定のものよりも重いです。しかし、PCBの独自の部分を「吊るす」場合、私は十分に知らない設計の世界全体に入ります。 おそらく、誰かがこれらのタイプの問題に対するいくつかの回答を私に指摘することができます。はんだが割れ始める前にPCBが受けることができる力について、何らかの材料を入手するのは良いことでしょう。あるいは、誰かが構造の一部としてPCBを使用する生産製品を見たことがありますか?私たちは中小企業ですが、製品は量産グレードであり、CEなどの規格承認を追求する必要があります。
10 pcb  hardware  mount 

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分圧器として優れているのは、抵抗性、容量性、ローパスフィルターなどです。
AC信号にはさまざまなタイプの電圧減衰器があります(簡単な説明はこちら)。最もよく知られているのは抵抗性のものです。容量性フィルター、誘導性フィルター、ローパスフィルターなども利用できます(ローパスには、パッシブまたはアクティブを含む多くの設計が含まれる場合があります。別のスレッドで非常に優れたリンクを提供してくれたAndy Akaに感謝します)。どちらが良いか(特に高周波数の場合)を尋ねるのは良い質問ではなく、答えは「場合によって異なります」です。 私が知りたいのは、それらの利点と欠点であり、最良の設計を選択するための結論につながる可能性があります。

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LVDSラインでのEMIフィルタリング
この質問はわずかに関連しています:私のPCBで何が放射していますか? これらは、ベッコフのEtherCAT産業用IOモジュールです。各モジュールは、100mbps LVDSでネイバーに接続されています。各モジュールには、バス上のすべての通信を処理するET1200 ASICが含まれています。 最近私はいくつかを開いて、それらが使用するEMIフィルタリングを確認しました。 彼らは、ET1200 ICのデータシート(または私が見つけたLVDSのドキュメント)のどこにも記載されていない多くのフィルタリングコンポーネントを使用しているようです。具体的には、LVDSラインは、推奨される単一の100R終端抵抗よりもはるかに多く装飾されています。 緑でラベル付けされたコンポーネントは次のとおりです。 コンデンサー フェライトビーズ コモンモードチョーク これが、LVDSコンポーネントの回路図だと私が信じているものです。 明らかに、EMCテストに合格するために、これらのコンポーネントをすべて追加する必要がありました。フェライトビーズにびっくり。ACカップリングを実現するためにこれらの場所でコンデンサーが使用されているのをよく見ました。私はそこにフェライトを入れることを考えたことはなかったでしょう。 ET1200 ASICを使用してEtherCATを実装するハードウェアを設計しています。EMCにも合格したいので、同じコンポーネントを使用するのが賢明だと思います。 質問:コンデンサとフェライトビーズのどのような値を使用する必要がありますか?このようなLVDSのEMIフィルタリング技術について説明しているドキュメントはありますか?

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共有バスをORとして機能させる
せっかちな人は、背景をスキップできます。 バックグラウンド SPIと通信する一連のマイクロコントローラーをプログラミングしています。nバスを共有するマスターとスレーブが1つあります。チップセレクトはありません。(これは悪いデザインでnはありませんが、サイズが大きく、n余分なラインを配置するための十分なスペースがありません)。 したがって、MISOを高インピーダンスに維持することはスレーブの責任であり、多くても1人が話します。これは、IDがポーリングされたときにのみ応答することによって行われます。 ここで、マスターがスレーブに接続されているIDを使用してスレーブを検出する最初の検出フェーズが必要です。生活をより簡単にするために(いくつかの側面で)、IDを一意にしたいと考えています(したがって32ビットなど)。これにより、マスターがIDを1つずつポーリングして、誰が応答するかを確認することができなくなります(可能性が多すぎます)。 この問題を解決するために、スレーブがまとめて応答し、マスターが最小IDをすばやく見つけることができるバイナリ検索のバリエーションを考案しました。そのIDのスレーブは、参加しないように指示され、アルゴリズムが繰り返されます。(重要ではない詳細)。 ただし、問題が1つあります。集合的応答は、すべての応答の論理OR(または論理AND)である必要があります。MISOバスが論理ORとして機能するようにラインを構成できると聞いています。私が言われたことは: マスターのMISOをプルアップとして設定し、 すべてのスレーブでMISOをオープンドレインとして設定します。 私はこれを試しましたが、スレーブが1つでも、この構成は機能しません(オシロスコープはライン上に一定のゼロを示します)。マスターでMISOを高インピーダンス入力として構成すると、オシロスコープで、2つのスレーブからの出力のビットが異なる場所で電圧が半分に低下していることがわかります(基本的には短絡と思います)。 注:マスターのMISOを高インピーダンスとして構成し、スレーブをそれぞれプッシュプルとして構成すると、同じバス上に多数ある場合でも、それぞれに個別に通信できます。つまり、ライン自体の問題ではないかと思います。 質問 私の質問は、これが可能な場合、そして可能であれば、共有MISOラインが論理OR(または論理AND)として機能するようにマスターとスレーブの入力ピンと出力ピンを構成するにはどうすればよいですか? 編集する 結局、それは否定的な真の論理を持つOR(基本的にはAND)になります。 シングルスレーブの問題は、マスターのプルアップピンに1を書き込むことで解決されました。以前は、初期状態は0でした。 編集2 STスレーブがオープンドレインとしてMISOの私のGPIO構成をオーバーライドし、書き込まれたときにそれを強制的に高くしていることが判明しました。この特定のケースでは、手動でSPIをサイレントにしてMISOを出力することにしました。

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小型DC扇風機から誘導される電気ノイズの低減
小さなブラシレスDCファンからADCに誘導される電気ノイズを低減/排除するための標準的な方法は何ですか?以下の参照用に、このウォールウォートとこの 5Vリニアレギュレータも使用しています。 私のベースラインシステムは次のようになります。 私の頭の中にはいくつかのオプションがあり、どれが一番いいのか疑問に思っています。 私の最初のアイデアはこれです[オプションA]: 私の2番目のアイデアはこれです[オプションB]: 私の3番目のアイデアはこれです[オプションC]: おそらく私がまだ考えていない他のオプション、およびこれらのオプションの順列と組み合わせがあります。これらのオプションの長所と短所は何ですか?どのオプションを選択し、その理由を教えてください。



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