Litar pam semasa Howland

Sumber arus sederhana tidak sesuai untuk beban berubah kerana arus melalui beban juga berubah dengan rintangan beban. Penyelesaian untuk masalah ini adalah sumber arus tetap seperti Howland Current Pump Circuit.

The Howland Current Pump dicipta pada tahun 1962 oleh Profesor Bradford Howland dari MIT. Ia terdiri daripada IC penguat operasi dan jambatan perintang yang seimbang untuk mengekalkan nilai arus tetap walaupun beban walaupun nilai rintangan beban berubah. Di sini kita akan memahami asas kerja dan litar Howland Current Source dengan membinanya pada perkakasan.

Diagram Litar Pam Semasa Howland Asas

Sekarang, dengan menerapkan Hukum Semasa Kirchhoff dan Hukum Ohm, kita melihat bahawa arus keluaran sama dengan jumlah arus input dan arus melalui perintang R4.

i _o = i ₁ + i ₂ i _o = (V ₁ - V _L / R ₁) + (V _A - V _L / R ₂)… (persamaan 1)

R ₁ dan R ₂ dengan op-amp sedang membentuk penguat bukan menyongsang berkenaan dengan voltan beban V _L. Oleh itu, kita dapat

V _A = (1 + R ₄ / R ₃) V _L … (persamaan 2)

Masukkan nilai V _A dari persamaan (2) hingga persamaan (1), i _o = (V ₁ - V _L / R ₁) + ((1 + R ₄ / R ₃) V _L - V _L / R ₂)

Sekarang, semasa menyelesaikan dan meletakkan nilai i _o = AV ₁ - V _L / R _O, Di mana, A = 1 / R ₁

Oleh itu, dengan menilai R _O dari persamaan, kita akan mendapat:

R _O = R ₂ / ((R ₂ / R ₁) - (R ₄ / R ₃))

Untuk menjadikan arus keluaran tetap atau bebas sehubungan dengan voltan keluaran rintangan beban, kita harus mencapai keadaan jambatan keseimbangan, iaitu

R ₄ / R ₃ = R ₂ / R ₁

Simulasi Pam Semasa Howland

Litar Howland adalah litar sumber arus yang ideal yang mengekalkan pemalar arus sehubungan dengan perubahan rintangan beban atau voltan melintasi. Di bawah video simulasi anda dapat melihat bahawa nilai semasa adalah tetap tanpa mengira R _L. Di sini, simulasi dijalankan tiga kali dengan tiga nilai perintang beban yang berbeza iaitu 1k, 2k dan 3k tetapi arus melintasi perintang tetap tetap tanpa mengira nilai perintang. Di sini kita mendapat output arus tetap 9mA dalam setiap keadaan.

Komponen Diperlukan

• Op-amp IC - LM741
• Perintang - (3.9k - 2 nos, 1K- 3 nos)
• Papan roti
• Bekalan 9V
• Wayar Penyambung

OP-amp IC LM741

Penguat operasi LM741 adalah penguat voltan elektronik gandaan tinggi berpasangan DC. Ia adalah cip kecil yang mempunyai 8 pin. IC penguat operasi digunakan sebagai pembanding yang membandingkan dua isyarat, isyarat pembalik dan bukan pembalik. Dalam Op-amp IC 741 PIN2 adalah terminal input pembalik dan PIN3 adalah terminal input bukan pembalik. Pin output IC ini adalah PIN6. Fungsi utama IC ini adalah melakukan operasi matematik dalam pelbagai litar.

Apabila voltan pada input bukan pembalik (+) lebih tinggi daripada voltan pada input terbalik (-), maka output pembanding adalah Tinggi. Dan jika voltan input penyongsang (-) lebih tinggi daripada hujung bukan pembalik (+), maka outputnya RENDAH. Dalam Litar Suis Tanpa Wayar ini, LM741 digunakan untuk memberikan denyut Jam Rendah ke tinggi ke IC 4017, untuk setiap kali seseorang melewati LDR. Ketahui lebih lanjut mengenai Op-amp 741 di sini.

Gambarajah pin LM741

Konfigurasi Pin LM741

PIN No.	Huraian PIN
1	Mengimbangi nol
2	Membalikkan (-) terminal input
3	terminal input bukan pembalik (+)
4	bekalan voltan negatif (-VCC)
5	mengimbangi nol
6	Pin voltan output
7	bekalan voltan positif (+ VCC)
8	tidak bersambung

Menguji Perkakasan Pam Semasa Howland

Menurut undang-undang ohm, meningkatkan nilai rintangan beban juga akan mengubah voltan melintangnya. Tetapi sumber yang ideal harus mengekalkan jumlah arus yang berterusan yang mengalir melalui rintangan beban. Berikut adalah persediaan perkakasan untuk menguji litar pam semasa Howland, di sini bekalan kuasa 9v diberikan melalui RPS (Regulated Power Supply) tetapi bateri 9v juga dapat digunakan untuk pengujian. Di sini, kami telah menguji litar dengan rintangan beban 2k dan 3.9k, dan mengukur arus di seluruh beban menggunakan multi-meter digital. Seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah, arus tetap dalam kedua-dua keadaan.

Perintang juga boleh diganti dengan beberapa beban aktif seperti motor atau LED. Video demonstrasi lengkap dari Howland Current Pump diberikan di bawah.

Aplikasi Pam Semasa Howland

Berikut adalah beberapa aplikasi untuk Howland Current Pump:

• Menguji peranti lain
• Mengeksperimen
• Ujian pengeluaran
• Diod dan transistor yang berat sebelah
• Untuk menetapkan syarat ujian