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PBASIC 程式設計 / RCTIME

來自華夏公益教科書,開放的書籍,用於開放的世界

類比電路

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很多時候,我們連線到 BasicStamp 的裝置將是普通的模擬裝置,而不是數字裝置。區別在於,我們不是傳送 1 或 0,而是需要傳送電壓值。例如,如果我們想要傳送值 4,我們可以傳送數字訊號(100),或者傳送模擬訊號(+4V)。

電阻器和電容器

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電阻器是一種減緩電流流動的裝置。我們之前已經見過歐姆定律,但我們會在這裡重複一遍

r 是電壓 v 和電流 i 之間的關係。電阻器的值以歐姆 (Ω) 為單位測量。

電容器是一種特殊的裝置,它儲存能量。當您在電容器上施加電壓時,它會充滿能量。當您移除電壓時,電容器會釋放能量。例如,照相機的閃光燈使用電容器來儲存大量能量,直到您按下拍照按鈕。當您按下按鈕時,電容器會非常快地釋放能量,相機就會發出強烈的閃光。如果沒有電容器,電池永遠無法產生如此快速的大量能量。

電容器儲存能量的能力以法拉(Farad)為單位測量。大多數用於小型應用的電容器的值非常小,例如 1 毫法拉或更小。

RC 電路

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包含電阻器和電容器的電路稱為 RC 電路。電容器不會立即充放電。有一個特殊的值,稱為時間常數,它決定電容器充電所需的時間。時間常數取決於電容器的值和電阻器的值。

時間常數

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電路的時間常數計算如下

其中 τ 是時間常數,單位為秒。r 是電阻,單位為歐姆,C 是電容,單位為法拉。RC 電路大約需要 5 個時間常數才能完全充放電。

測量時間常數

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BasicStamp 可以直接測量時間常數,而無需先測量電路的電阻和電容。為此,BasicStamp 向電路輸出 5 伏,足夠長的時間讓電路充電。然後,BasicStamp 將輸出埠轉換為輸入埠,使電路可以釋放能量。當能量降至零時,它已經過了 5 個時間常數。BasicStamp 將時間除以 5 並返回時間常數值。請記住,這是一個近似過程,對於非常大的時間常數(因為電路沒有足夠的時間完全充電),它將失敗。

RCTIME 函式測量連線到某個埠的電路的時間常數。電路的另一端應連線到地線。它將返回時間常數值,單位為毫秒。要讀取埠 11 的時間常數,我們將寫入

MyByte VAR Byte
RCTIME 11, MyByte

特殊電阻器

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在我們的電路中,我們可以使用幾種型別的電阻器來執行不同的任務。

電位器

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電位器,或者更簡單的說“電位器”,是一個具有可變電阻的電阻器。電位器通常帶有一些旋鈕或旋盤,可以轉動以改變電阻。電位器的一個很好的例子是立體聲中的音量旋鈕。當旋鈕調高時,電阻會減小,流過的電流會增加,聲音會變大。當旋鈕調低時,電阻會增加,流過的電流會減少,聲音會變小。另一個例子是燈泡的調光開關。燈光越暗,開關的電阻必須越高。

如果我們有一個包含電位器的電路,我們知道 C 是多少,我們可以測量時間常數,因此我們可以計算出電阻必須是多少。如果我們知道電位器的最大和最小電阻,我們可以計算出旋鈕旋轉了多少,在某些情況下,我們甚至可以計算出旋鈕指向的確切角度。

電位器可以是旋鈕的形式,也可以連線到輪子上以測量輪子旋轉了多少。它們也可以作為滑動開關。

熱敏電阻

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熱敏電阻是一種電阻,其電阻隨溫度變化。這些通常用於電子溫度計。透過測量熱敏電阻電路的 RC 時間,我們可以計算出溫度。

光敏電阻

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光敏電阻是一種電阻,其電阻隨照射的光量而變化。透過測量光敏電阻的時間常數,我們可以確定照射在其上的光量。一個例子是自動夜燈,它在檢測到光線關閉時會開啟。

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