Diplomová práce se zabývá návrhem a konstrukcí komplexního automatizovaného systém pro měření, zobrazení a následné zpracování charakteristik NPN bipolárních tranzistorů. Práce je rozdělena na teoretickou a praktickou část. Teoretická část se zabývá problematikou měření V-A charakteristik a na trhu dostupnými řešeními. Praktická část obsahuje popis konkrétních obvodových řešení použitých v projektu, vývojové diagramy a náhled do programového vybavení řídicích obvodů a aplikace pro PC. Závěr praktické části se věnuje měření charakteristik realizovaných obvodů a zkušebnímu měření vybraných tranzistorů.
Anotace v angličtině
The diploma thesis deals with designing and construction of a complex automated system for measuring, displaying and further analysis of bipolar transistor characteristics. The work is logically divided into theoretical and practical parts. The theoretical part deals with V-A characteristics measurement and available commercial solutions. The practical part contains description of used circuits, flowcharts and description of programming of control circuitry and application for PC. The practical part ends with measurement of created circuits and test measurement of selected transistors.
Diplomová práce se zabývá návrhem a konstrukcí komplexního automatizovaného systém pro měření, zobrazení a následné zpracování charakteristik NPN bipolárních tranzistorů. Práce je rozdělena na teoretickou a praktickou část. Teoretická část se zabývá problematikou měření V-A charakteristik a na trhu dostupnými řešeními. Praktická část obsahuje popis konkrétních obvodových řešení použitých v projektu, vývojové diagramy a náhled do programového vybavení řídicích obvodů a aplikace pro PC. Závěr praktické části se věnuje měření charakteristik realizovaných obvodů a zkušebnímu měření vybraných tranzistorů.
Anotace v angličtině
The diploma thesis deals with designing and construction of a complex automated system for measuring, displaying and further analysis of bipolar transistor characteristics. The work is logically divided into theoretical and practical parts. The theoretical part deals with V-A characteristics measurement and available commercial solutions. The practical part contains description of used circuits, flowcharts and description of programming of control circuitry and application for PC. The practical part ends with measurement of created circuits and test measurement of selected transistors.
Navrhněte a realizujte komplexní systém, který snímá vstupní a výstupní V-A charakteristiky libovolného bipolárního tranzistoru typu NPN (tranzistor se připojuje ke svorkám systému) v zapojení SE, přenáší data do počítače a zobrazuje výsledné charakteristiky.
Zvolte vhodný typ mikrokontroléru pro řešení této úlohy a způsob připojení k počítači. Po konzultaci s vedoucím práce navrhněte obvodové řešení. Vytvořte potřebný firmware pro mikrokontrolér a aplikaci pro počítač kompatibilní s platformou Windows 10 a vyšší. Realizujte měřič na desce plošných spojů.
Měřič musí obsahovat regulovatelný zdroj proudu pro obvod báze (nastavení od 0 do 2 mA s krokem 0,01 mA, výstupní napětí alespoň 1 V), regulovatelný zdroj napětí pro obvod kolektoru (nastavení od 0 do 20 V s krokem 100 mV, výstupní proud alespoň 0,5 A), snímač napětí Ube (rozsah 0 až 1 V s rozlišením 5 mV) a snímač proudu Ic (rozsah 0 až 0,5 A s rozlišením 0,5 mA). Přesnost nastavených a snímaných veličin musí být do 1% v celém pracovním rozsahu.
Aplikace pro počítač musí umožňovat volbu rozsahu a kroku proudu Ib a napětí Uce, po zadání rozsahu rozmítání proběhne měření automaticky. Měření musí probíhat dostatečně rychle tak, aby nedošlo ke změně charakteristik v důsledku ohřevu měřeného tranzistoru. Výsledné naměřené charakteristiky se zobrazují přímo v aplikaci, výsledky je možno uložit ve formě bitmapy a ve formě dále zpracovatelné programem Excel 2016 a vyšším. Aplikace rovněž provádí výpočet diferenčních h-parametrů v pracovním bodě, který lze zvolit.
Musí být zajištěna funkčnost celé sestavy, součástí textové práce bude kontrolní měření jednotlivých subsystémů a celku. Respektujte základní pravidla bezpečnosti při práci s elektrickým proudem.
Zásady pro vypracování
Navrhněte a realizujte komplexní systém, který snímá vstupní a výstupní V-A charakteristiky libovolného bipolárního tranzistoru typu NPN (tranzistor se připojuje ke svorkám systému) v zapojení SE, přenáší data do počítače a zobrazuje výsledné charakteristiky.
Zvolte vhodný typ mikrokontroléru pro řešení této úlohy a způsob připojení k počítači. Po konzultaci s vedoucím práce navrhněte obvodové řešení. Vytvořte potřebný firmware pro mikrokontrolér a aplikaci pro počítač kompatibilní s platformou Windows 10 a vyšší. Realizujte měřič na desce plošných spojů.
Měřič musí obsahovat regulovatelný zdroj proudu pro obvod báze (nastavení od 0 do 2 mA s krokem 0,01 mA, výstupní napětí alespoň 1 V), regulovatelný zdroj napětí pro obvod kolektoru (nastavení od 0 do 20 V s krokem 100 mV, výstupní proud alespoň 0,5 A), snímač napětí Ube (rozsah 0 až 1 V s rozlišením 5 mV) a snímač proudu Ic (rozsah 0 až 0,5 A s rozlišením 0,5 mA). Přesnost nastavených a snímaných veličin musí být do 1% v celém pracovním rozsahu.
Aplikace pro počítač musí umožňovat volbu rozsahu a kroku proudu Ib a napětí Uce, po zadání rozsahu rozmítání proběhne měření automaticky. Měření musí probíhat dostatečně rychle tak, aby nedošlo ke změně charakteristik v důsledku ohřevu měřeného tranzistoru. Výsledné naměřené charakteristiky se zobrazují přímo v aplikaci, výsledky je možno uložit ve formě bitmapy a ve formě dále zpracovatelné programem Excel 2016 a vyšším. Aplikace rovněž provádí výpočet diferenčních h-parametrů v pracovním bodě, který lze zvolit.
Musí být zajištěna funkčnost celé sestavy, součástí textové práce bude kontrolní měření jednotlivých subsystémů a celku. Respektujte základní pravidla bezpečnosti při práci s elektrickým proudem.
Seznam doporučené literatury
VOBECKÝ, Jan. a Vít ZÁHLAVA. Elektronika: součástky a obvody, principy a příklady. 3., rozš. vyd. Praha: Grada Publishing, 2005. ISBN 978-80-247-1241-3.
MATOUŠEK, David. C++ Builder - vývojové prostředí: určeno pro verze 4.0, 5.0, 6.0. 3. rozš. vyd. Praha: BEN - technická literatura, 2002. ISBN 80-7300-064-4.
MATOUŠEK, David. Udělejte si z PC... 2. díl. Praha: BEN - technická literatura, 2002. PC & elektronika. ISBN 80-7300-072-5.
Seznam doporučené literatury
VOBECKÝ, Jan. a Vít ZÁHLAVA. Elektronika: součástky a obvody, principy a příklady. 3., rozš. vyd. Praha: Grada Publishing, 2005. ISBN 978-80-247-1241-3.
MATOUŠEK, David. C++ Builder - vývojové prostředí: určeno pro verze 4.0, 5.0, 6.0. 3. rozš. vyd. Praha: BEN - technická literatura, 2002. ISBN 80-7300-064-4.
MATOUŠEK, David. Udělejte si z PC... 2. díl. Praha: BEN - technická literatura, 2002. PC & elektronika. ISBN 80-7300-072-5.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
grafy
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Práce je rozdělena na teoretickou a praktickou část. Teoretická část se zabývá problematikou měření V-A charakteristik a dostupnými řešeními. Praktická pak obsahuje popis konkrétních použitých obvodových řešení, vývojové diagramy, náhled do programového vybavení, v závěru měření jak realizovaných obvodů, tak i některých vybraných tranzistorů. Všechny zadané cíle se podařilo splnit a navržené zařízení je možné použít. Autorský text i zdrojové kódy s využitím knihoven jsou unikátní. Student je nominován na studentskou cenu rektora I. stupně. Studentská cena rektora I. stupně - je udělována za celkový prospěch studia s vyznamenáním a za vynikající úroveň diplomové práce na základě doporučení děkana fakulty.