Практическая электроника для начинающих. Радиоэлектроника, или как я начал её постигать

Начинающий радиолюбитель: школа начинающего радиолюбителя, схемы и конструкции для начинающих, литература, радиолюбительские программы

Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “ “

На сайте работает “Школа начинающего радиолюбителя “. Полный курс обучения включает в себя занятия начиная от азов радиоэлектроники и кончая практическим конструированием радиолюбительских устройств средней сложности исполнения. Каждое занятие строиться на предоставлении слушателям необходимых теоретических сведений и практических видеоматериалов, а также домашних заданий. В ходе учебы каждый обучаемый получит необходимые знания и навыки в полном цикле конструирования в домашних условиях радиоэлектронных устройств.

Для того чтобы стать слушателем школы, необходимо желание и подписка на новости сайта или через FeedBurner, или через стандартное окно подписки. Подписка необходима для своевременного получения новых уроков, видеоматериалов занятий и домашнего задания.

Только подписавшимся на курс обучения в “Школе начинающего радиолюбителя” будут доступны видеоматериалы и домашнии задания по занятиям.

Для тех, кто решил изучать радиолюбительство вместе с нами, необходимо кроме подписки, внимательно изучить подготовительные статьи:
♦
♦
♦
♦
♦
♦
♦

Все вопросы, пожелания и замечания Вы можете оставлять в комментариях в разделе “Начинающим”.

Первое занятие.

Второе занятие.
Лаборатория радиолюбителя. Собираем блок питания.

Определяемся со схемой. Как проверить радиоэлементы.

Подготовка деталей.
Расположение деталей на плате.
Изготовление платы самым простым способом.

Пайка схемы.
Проверка работоспособности.
Изготовление корпуса для блока питания.
Изготовление передней панели с помощью программы “Front Designer”.

Третье занятие.
Лаборатория радиолюбителя. Собираем функциональный генератор.



Проектирование печатной платы с помощью программы “Sprint Layout”.
Применение ЛУТ (лазерно-утюжной технологии) для переноса тонера на плату.

Окончательный вариант платы.
Нанесение “шелкографии”.
Проверка работоспособности генератора.
Настройка генератора с помощью специальной программы “Virtins Multi-Instrument”

Четвертое занятие.
Собираем светомузыкальное устройство на светодиодах

Предисловие.
Определяемся со схемой и изучаем характеристики основных деталей.

Фоторезисты и их применение.
Немного о программе “Cadsoft Eagle”. Установка и русификация официальной версии.

Изучаем программу Cadsoft Eagle:
– начальные настройки программы;
– создание нового проекта, новой библиотеки и нового элемента;
– создание принципиальной схемы устройства и печатной платы.

Уточняем схему;
Изготавливаем печатную плату в программе Cadsoft Eagle;
Облуживаем дорожки платы сплавом “Розе”;
Собираем устройство и проверяем его работоспособность специализированной программой и генератором;
Ну и, в конце-концов, радуемся результатам.

Подведем некоторые итоги работы “Школы”:

Если вы последовательно прошли все шаги, то ваш результат должен быть следующим:

1. Мы узнали:
- что такое закон Ома и изучили 10 основных формул;
– что такое конденсатор, резистор, диод и транзистор.
2. Мы научились:
♦ изготавливать простым способом корпуса для устройств;
♦ залуживать печатные проводники простым способом;
♦ наносить “шелкографию”;
♦ изготавливать печатные платы:
– с помощью шприца и лака;
– с использованием ЛУТ (лазерно-утюжной технологии);
– с использованием текстолита с нанесенным пленочным фоторезистом.
3. Мы изучили:
- программу для создания передних панелей “Front Designer”;
– любительскую программу для налаживания различных устройств “Virtins Multi-Instrument”;
– программу для ручного проектирования печатных плат “Sprint Layout”;
– программу для автоматического проектирования печатных плат “Cadsoft Eagle”.
4. Мы изготовили:
- двухполярный лабораторный блок питания;
– функциональный генератор;
– цветомузыку на светодиодах.
Кроме того, из раздела “Практикум” мы научились:
- собирать простые устройства из подручных материалов;
– рассчитывать токоограничительные резисторы;
– рассчитывать колебательные контуры для радиоустройств;
– рассчитывать делитель напряжения;
– рассчитывать фильтры низких и верхних частот.

В дальнейшем в “Школе” планируется изготовить несложный УКВ радиоприемник и приемник радионаблюдателя. На этом скорее всего работа “Школы” будет закончена. В дальнейшем, основные статьи для начинающих будут публиковаться в разделе “Практикум”.

Кроме того, начат новый раздел по изучению и программированию микроконтроллеров AVR.

Работы начинающих радиолюбителей:

Интигринов Александр Владимирович:

Григорьев Илья Сергеевич:

Ruslan Volkov:

Петров Никит Андреевич:

Морозас Игорь Анатольевич:

Сделать своими руками простейшие электронные схемы для использования в быту можно, даже не имея глубоких познаний в электронике. На самом деле на бытовом уровне радио – это очень просто. Знания элементарных законов электротехники (Ома, Кирхгофа), общих принципов работы полупроводниковых устройств, навыков чтения схем, умения работать с электрическим паяльником вполне достаточно, чтобы собрать простейшую схему.

Мастерская радиолюбителя

Какой сложности схему ни пришлось бы выполнять, необходимо иметь минимальный набор материалов и инструментов в своей домашней мастерской:

• Бокорезы;
• Пинцет;
• Припой;
• Флюс;
• Монтажные платы;
• Тестер или мультиметр;
• Материалы и инструменты для изготовления корпуса прибора.

Не следует приобретать для начала дорогие профессиональные инструменты и приборы. Дорогая паяльная станция или цифровой осциллограф мало помогут начинающему радиолюбителю. В начале творческого пути вполне достаточно простейших приборов, на которых и нужно оттачивать опыт и мастерство.

С чего начинать

Радиосхемы своими руками для дома должны по сложности не превышать того уровня, каким Вы владеете, иначе это будет означать лишь потраченное время и материалы. При недостатке опыта лучше ограничиться простейшими схемами, а по мере накопления навыков усовершенствовать их, заменяя более сложными.

Обычно большинство литературы из области электроника для начинающих радиолюбителей приводит классический пример изготовления простейших приемников. Особенно это относится к классической старой литературе, в которой нет столько принципиальных ошибок по сравнению с современной.

Обратите внимание! Данные схемы были рассчитаны на огромные мощности передающих радиостанций в прошлое время. Сегодня передающие центры используют меньшую мощность для передачи и стараются уйти в диапазон более коротких волн. Не стоит тратить время на попытки сделать рабочий радиоприемник при помощи простейшей схемы.

Радиосхемы для начинающих должны иметь в своем составе максимум пару-тройку активных элементов – транзисторов. Так будет легче разобраться в работе схемы и повысить уровень знаний.

Что можно сделать

Что можно сделать, чтобы и было несложно, и можно было использовать на практике в домашних условиях? Вариантов может быть множество:

• Квартирный звонок;
• Переключатель елочных гирлянд;
• Подсветка для моддинга системного блока компьютера.

Важно! Не следует конструировать устройства, работающие от бытовой сети переменного тока, пока нет достаточного опыта. Это опасно и для жизни, и для окружающих.

Довольно несложные схемы имеют усилители для компьютерных колонок, выполненные на специализированных интегральных микросхемах. Устройства, собранные на их основе, содержат минимальное количество элементов и практически не требуют регулировки.

Часто можно встретить схемы, которые нуждаются в элементарных переделках, усовершенствованиях, которые упрощают изготовление и настройку. Но это должен делать опытный мастер с тем расчетом, чтобы итоговый вариант был более доступен новичку.

На чем выполнять конструкцию

Большинство литературы рекомендует выполнять конструирование простых схем на монтажных платах. В настоящее время с этим совсем просто. Существует большое разнообразие монтажных плат с различными конфигурациями посадочных отверстий и печатных дорожек.

Принцип монтажа заключается в том, что детали устанавливаются на плату в свободные места, а затем нужные выводы соединяются между собой перемычками, как указано на принципиальной схеме.

При должной аккуратности такая плата может послужить основой для множества схем. Мощность паяльника для пайки не должна превышать 25 Вт, тогда риск перегреть радиоэлементы и печатные проводники будет сведен к минимуму.

Припой должен быть легкоплавким, типа ПОС-60, а в качестве флюса лучше всего использовать чистую сосновую канифоль или ее раствор в этиловом спирте.

Радиолюбители высокой квалификации могут сами разработать рисунок печатной платы и выполнить его на фольгированном материале, на котором затем паять радиоэлементы. Разработанная таким образом конструкция будет иметь оптимальные габариты.

Оформление готовой конструкции

Глядя на творения начинающих и опытных мастеров, можно придти к выводу, что сборка и регулировка устройства не всегда являются самым сложным в процессе конструирования. Порой правильно работающее устройство так и остается набором деталей с припаянными проводами, не закрытое никаким корпусом. В настоящее время уже можно не озадачиваться изготовлением корпуса, потому что в продаже можно встретить всевозможные наборы корпусов любых конфигураций и габаритов.

Давайте для начала рассмотрим обычную пальчиковую батарейку. На ее этикетке вы можете прочитать, что она имеет напряжение 1,5 вольта… так ли это на самом деле? Давайте проверим!

Для того чтобы это выяснить нам понадобится цифровой мультиметр. Для начала стоит приобрести недорогую модель, обязательно с ручным выбором диапазона измерения.

• черный провод мультиметра необходимо подключить к разъему „COM”;
• красный провод необходимо подключить к разъему для измерения напряжения „V” (Внимание ! Подключение проводов иным образом может привести к повреждению прибора!)
• мы ожидаем получить значение около 1,5 вольта, поэтому ручку мультиметра устанавливаем на значение «20» в области DCV или V- (буква V с тире, означает постоянный ток) и если это необходимо, включаем прибор (некоторые модели включаются при повороте ручки), при этом мультиметр должен показать 0;
• металлическими наконечниками щупов мультиметра касаемся выводов батарейки… но какой куда? Попробуйте обе комбинации – результат должен быть один и тот же, только в одном случае будет отражаться положительное число, а в другом случае то же число, но только со знаком минус.
• считываем значение – в нашем случае напряжение новой батарейки составляет 1,62 вольт;
• выключаем мультиметр.

ВНИМАНИЕ! Во время проведения измерений, чтобы не повредить мультиметр, всегда выбирайте диапазон измерения большее максимально ожидаемого результата! Если мы не знаем чего ожидать, то безопаснее будет выбрать более высокий диапазон и в дальнейшем уменьшить его для получения максимально точного результата.

Поскольку мы научились измерять напряжение мультиметром, то давайте померим и другие батарейки/аккумуляторы! Мы для тестирования выбрали:

• заряженный аккумулятор 1,2 вольта, размер АА — мультиметр показал 1,34 вольт.
• частично разряженный аккумулятор Ni-Mh (используемый в камере) — мультиметр наш показал 1,25 вольт.

Далее нам понадобятся 4 батарейки формата ААА, кассета для 4 батареек и макетная плата (что такое макетная плата и как ею пользоваться можно узнать ). Установим наши 4 батарейки в кассету. Затем концы проводов кассеты вставим в отверстия макетной платы так, как это показано на следующих фото:

Следующим шагом будет подготовка соединительных проводов (перемычек), их еще называют джамперами. Это такие провода, которые будут объединять отдельные радиодетали между собой на макетной плате.

Конечно же, какое-то количество джамперов входит в комплект вместе с макетной платой. Но если их у вас нет, то не беда, их можно сделать самим.

Для этого нам понадобится: компьютерный кабель, так называемая витая пара, ножницы или острый нож.

Для начала необходимо снять изоляцию с кабеля. Внутри кабеля мы видим скрученные между собой тонкие провода. Следующим шагом будет нарезка проводов необходимой длинны. И последнее что необходимо – это зачистить с обоих концов изоляцию примерно на 1 см.

Теперь мы на макетной плате соберем нашу первую схему. Возьмем резистор 22кОм с цветными полосками (красный-красный-оранжевый-золотой). А какое реальное сопротивление данного резистора? Давайте проверим это мультиметром!

• красный провод подключите к разъему » Ω «
• мы ожидаем получить значение около 22кОм, поэтому установите регулятор на значение 200к в секции Ω и, если это необходимо, включите прибор (некоторые модели включаются при повороте диска), который до измерения должен показать 0;
• металлическими наконечниками щупов мультиметра коснитесь ножек резистора;
• смотрим значение – у нас сопротивление составляет 22,1кОм;
• выключаем мультиметр.

Как и в случае с батарейкой, значение, измеренное мультиметром, отличается от номинального значения тестируемого элемента (резистора). Напомним, что золотая полоска на резисторе (значение цветных полосок смотрите в этой ) означает допуск 5%, то есть 22кОм x 5% = 1,1кОм

Поэтому диапазон отклонения сопротивления для нашего резистора может быть в пределах от 20,9кОм до 23,1кОм.

Теперь соединим на макетной плате кассету с батарейками и резистор так, как показано на картинке ниже:

В электронике чтобы изобразить связи между отдельными элементами используют принципиальные схемы. В нашем случае схема будет выглядеть следующим образом:

Символ обозначенный как B1 — это наши батарейки, обеспечивающие общее напряжение: 4 х 1,5В = 6В. наш резистор на 22кОм обозначен символом R1.
В соответствии с :

I = U / R
I = 6В / 22кОм
I = 6В / 22000 Ом
I = 0,000273 А
I = 273мкА

Теоретически, ток в схеме должен составлять 273мкА. Вспомним, что сопротивление резистора может отличаться в пределах 5% (у нас это 22,1кОм). Напряжение, поступающее от батареек, также может отличаться от номинальных 6 вольт, и оно будет зависеть от степени разряда этих батареек.

Давайте посмотрим, какое реальное напряжения идет от 4 батареек по 1,5 В.

• черный провод подключите к разъему „COM”;
• красный провод подключите к разъему „V”
• мы ожидаем получить значение около 6В, поэтому установите регулятор на значение «20» в секции DCV или V-, если это необходимо, включите прибор, который должен изначально показать 0;
• металлическими наконечниками щупов мультиметра прикоснитесь проводов выходящих из кассеты батареек;
• смотрим результат – у нас напряжение составляет 6,5 В;
• выключаем мультиметр.

Подставим полученные значения в формулу, вытекающую из закона Ома:

I = U / R
I = 6,5 В / 22,1кОм
I = 6,5 В / 22100 Ом
I = 0,000294 А
I = 294мкА

Для подтверждения достоверности наших расчетов, нам не остается ничего другого, кроме как измерить фактический ток мультиметром.

• черный провод подсоедините к разъему „COM”;
• красный провод подключите к разъему „mA”;
• мы ожидаем получить значение 294 мкА, поэтому устанавливаем регулятор на значение 2000µ в секции A-, если это необходимо, включите прибор, который должен изначально показать 0;
• для измерения тока, необходимо мультиметр подключить в разрыв цепи. Металлическими наконечниками щупов мультиметра касаемся, ножки джемпера соединяющий положительный полюс батареи и ножки резистора;
• считываем значение – у нас сила тока составляет 294 мкA;
• выключаем мультиметр.

И под конец данного урока приведем схему, отражающую различия подключения мультиметра при измерении напряжения и силы тока:

Когда в цепи необходимо подавить переменные токи определенного частотного спектра, но при этом эффективно пропустить токи с частотами, находящимися выше или ниже этого спектра, может пригодиться пассивный LC-фильтр на реактивных элементах - фильтр нижних частот ФНЧ (если необходимо эффективно пропустить колебания с частотой ниже заданной) или фильтр верхних частот ФВЧ (при необходимости эффективно пропустить колебания с частотой выше заданной). Принцип построения данных фильтров основывается на свойствах индуктивностей и емкостей...

В одной из предыдущих статей мы рассмотрели общий принцип работы активных корректоров коэффициента мощности (ККМ или PFC). Однако ни одна схема корректора не заработает без контроллера, задача которого - правильно организовать управление полевым транзистором в общей схеме. В качестве яркого примера универсального PFC-контроллера для реализации ККМ можно привести популярную микросхему L6561, которая выпускается в SO-8 и DIP-8 корпусах, и предназначается для построения сетевых блоков коррекции коэффициента мощности номиналом до 400 Вт...

Коэффициент мощности и фактор наличия гармоник сетевой частоты являются важными показателями качества электроэнергии, особенно для электронного оборудования, которое этой электроэнергией питается. Для поставщика переменного тока желательно, чтобы коэффициент мощности потребителей был приближен к единице, а для электронных приборов важно чтобы гармонических искажений было бы как можно меньше. В таких условиях и электронные компоненты устройств проживут дольше, и нагрузке будет более комфортно работать. В реальности же имеет место проблема, которая состоит в том...

В данной статье будет приведен порядок расчета и подбора компонентов, необходимых при проектировании силовой части понижающего импульсного преобразователя постоянного тока без гальванической развязки, топологии buck-converter. Преобразователи данной топологии хорошо подходят для понижения постоянного напряжения в пределах 50 вольт по входу и при мощностях нагрузки не более 100 Вт. Все что касается выбора контроллера и схемы драйвера, а также типа полевого транзистора, оставим за рамками данной статьи, однако подробно разберем схему и особенности рабочих режимов...

Варистором называется полупроводниковый компонент, способный нелинейно изменять свое активное сопротивление в зависимости от величины приложенного к нему напряжения. По сути это - резистор с такой вольт-амперной характеристикой, линейный участок которой ограничен узким диапазоном, к которому приходит сопротивление варистора при приложении к нему напряжения выше определенного порогового. В этот момент сопротивление элемента скачкообразно изменяется на несколько порядков - уменьшается от изначальных десятков МОм до единиц Ом...

Оптрон - оптоэлектронный прибор, главными функциональными частями которого выступают источник света и фотоприемник, гальванически не связанные друг с другом, но расположенные внутри общего герметичного корпуса. Принцип действия оптрона базируется на том, что подаваемый на него электрический сигнал вызывает свечение на передающей стороне, и уже в форме света сигнал принимается фотоприемником, инициируя электрический сигнал на приемной стороне. То есть сигнал передается и принимается посредством оптической связи...

Одной из популярнейших топологий импульсных преобразователей напряжения является двухтактный преобразователь или push-pull (в дословном переводе - тяни-толкай). В отличие от однотактного обратноходового преобразователя (flyback), энергия в сердечнике пуш-пула не запасается, потому что в данном случае это - сердечник трансформатора, а не сердечник дросселя, он служит здесь проводником для переменного магнитного потока, создаваемого по очереди двумя половинами первичной обмотки. Это именно импульсный трансформатор с фиксированным...

Начинающим радиолюбителям, не очень хорошо разбирающимся в электронике, будет сложно воплотить в жизнь описанные на сайте схемы и различные устройства. Они не возьмутся за их изготовление из за множества простых вопросов и препятствий, возникающих на их пути.

Поэтому, ниже приведены основные сведения, которые помогут сделать первый шаг в загадочный мир радиоэлектроники.

Плата электронного устройства

Простейшая плата электронного устройства представляет собой пластину из изоляционного материала (стеклотекстолит, гетинакс…), на одной стороне которой располагаются активные и пассивные компоненты, а на другой — полоски медной фольги с контактными площадками (дорожки), играющие роль соединительных проводников.

Выводы компонентов пропущены через отверстия в плате и припаяны оловянно-свинцовым припоем к контактным площадкам. Теперь перейдем к детальному рассмотре­нию различных компонентов, перечень которых для каждого конкретного устройства дается после его описания.

ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА

Топология печатной платы, как правило, приводится в масштабе 1:1. На ней воспроизводится рисунок всех соединений между различны­ми компонентами или внешними элементами устройства. На рисунках она показана со стороны металлизации печати. В качестве материала платы рекомендуется использовать фольгированный стеклотекстолит. Он обладает высокой прочностью, с ним удобно работать. Подойдет и гетинакс, хотя он часто крошится, особенно при сверлении недоста­точно острым сверлом.

Существует несколько методов создания рисунка (или, как его ча­сто называют, «печати») на металлизированной стороне платы.

Са­мую качественную печать можно изготовить методом фотолитогра­фии. Для этого на плату со стороны медной фольги предварительно наносят слой специального фоточувствительного материала, называ­емого фоторезистом. Затем через маску с изображением рисунка печа­ти производят облучение ультрафиолетовым (УФ) излучением. После обработки в специальных реактивах на поверхности платы остаются только те участки фоторезиста, которые не попали под действие УФ излучения. После закрепления фоторезиста — специальной термооб­работки — он приобретает требуемую механическую и химическую устойчивость. Если затем обработать плату в растворе хлорного же­леза, то не покрытая фоторезистом часть медной фольги будет страв­лена. Заключительная операция состоит в удалении закрепленного фоторезиста с помощью органического растворителя.

Даже краткое описание этого процесса дает представление, насколь­ко он сложен, не говоря уже о том, что требует специального оборудо­вания (УФ излучатель, центрифуга для нанесения фоторезиста, печь с регулятором температуры) и различных химикатов. Безусловно, в домашних условиях такой метод абсолютно неприемлем.

К счастью, радиолюбители придумали множество вполне доступных способов изготовления печатных плат. Так, для того чтобы защитить дорожки фольги, можно использовать химически стойкий лак, нанесенный с помощью стеклянного рейсфедера или стержня пишущей ручки, из которого удален шарик, полоски скотча или изоляционной ленты. На одной и той же плате можно комбинировать эти способы в зависимости от требуемой точности воспроизведения отдельных ее участков.

Одна­ко, прежде чем вы приступите к созданию рисунка соединительных дорожек, настоятельно рекомендуем просверлить все предусмотрен­ные конструкцией отверстия под выводы компонентов и штырьковые соединения. Если отодвинуть эту операцию на следующий этап, вероятность повредить дорожки металлизации увеличится.

СВЕРЛЕНИЕ ОТВЕРСТИЙ

Сначала следует произвести разметку отверстий точно по чертежу. Опытные радиолюбители используют для этого миллиметровую бума­гу, на которой помечают центры будущих отверстий. Приклеив лист на плату с помощью силикатного или казеинового клея, вы получаете простой, но достаточно точный шаблон. Сверла для стеклотекстоли­та должны быть хорошо заточены, в противном случае возможен уход сверла от центра разметки при сверлении.

Удобней всего производить эту операцию на сверлильном станке. Однако не следует огорчаться, если у вас нет такой возможности. С помощью ручной или электри­ческой дрели, работающей от сети или от аккумуляторной батареи, можно добиться нужной точности сверления. Целесообразно сначала просверлить все отверстия тонким сверлом диаметром 0,8-1,3 мм, а затем рассверлить те из них, диаметр которых должен быть больше (например, крепежные отверстия).

ТРАВЛЕНИЕ ПЛАТЫ

Методы защиты соединительных дорожек на плате могут быть совершенно различными. Для стравливания лишних участков медной фольги обычно используют медный купорос, хлорное железо и другие реактивы. Трав­ление платы удобно производить в пластмассовой ванночке (например, для проявления фотографий). Можно также использовать старое фарфо­ровое блюдце или стеклянную банку.

Раствор хлорного железа

Раствор хлорного железа рабочей концентрации обладает доволь­но высокой вязкостью, поэтому рекомендуется покачивать емкость, чтобы обеспечить постоянное обновление активного вещества у по­верхности платы. Необходимо контролировать процесс травления. Если во втором случае вы можете испортить лист фотобумаги, то в первом — рискуете анну­лировать результаты собственного труда, вложенного в изготовление защитного рисунка на плате. Дело в том, что в результате подтравливания боковых поверхностей дорожек толщина их постепенно умень­шается и, если оставить плату в растворе на длительное время, самые тонкие из них могут полностью исчезнуть.

Внимание! Пятна на одежде от хлорного железа вывести практи­чески невозможно.

Операция травления заканчивается тщательной промывкой платы в водопроводной воде. Пленка, защищавшая дорожки при травлении, легко удаляется с помощью растворителя или наждачной бумаги. Мед­ные дорожки будут меньше окисляться в процессе эксплуатации, а припайка выводов компонентов будет происходить быстрее и каче­ственней, если их предварительно обезжирить ацетоном или чистым бензином и затем облудить припоем.

ПАССИВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

К этой категории относятся обычные резисторы всех номиналов и размеров, а также переменные и подстроечные резисторы, сопротив­ление на выводах которых можно регулировать. Сюда попадают также конденсаторы, трансформаторы и катушки индуктивности.

Резисторы (сопротивления)

На принципиальных схемах, то есть схемах, изображающих структу­ру соединения компонентов, резисторы принято обозначать латинс­кой буквой «R». Справа от нее пишется порядковый номер резисто­ра, позволяющий найти его на принципиальной и монтажной схемах, а также в таблице, где указаны его параметры — номинальное значе­ние сопротивления, мощность и др.

Единицей измерения сопротив­ления в международной системе СИ является ом, а его условным обозначением — Q (омега). Производные от ома единицы получаются добавлением букв, обозначающих принятые в этой системе множите­ли.

Так, 1 МОм = 1 ООО кОм = 1 ООО ООО Ом. Маркировка резисторов может быть цветовая, а также символьная, то есть такая, когда номинал, мощность и группа допус­ка обозначены с помощью буквенно-цифрового кода.

Так, например, резистор R с четырьмя цветными полосками имеет номинал 390 кОм. Первое оранжевое кольцо на его корпусе соответствует цифре 3, второе белое — цифре 9, а третье желтое обозначает множитель — 10 000. Следовательно, но­минал сопротивления R5 равен 39 X 10 000 = 390 000 Ом = 390 кОм. Четвертое кольцо определяет группу допуска (например, бронзовая маркировка соответствует отклонению от номинала в пределах ±5%).

Полярность установки резисторов на плате не имеет значения. Суще­ствует стандартный ряд номиналов резисторов. Например, в группе допуска ±10% между номиналами 10 и 100 Ом можно встретить толь­ко следующие значения: 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68 и 82 Ом.

Конденсаторы

Конденсаторы часто называют емкостями, что довольно удачно ха­рактеризует их как «резервуары» для накопления электрических за­рядов. Единицей измерения емкости в системе СИ является фарада (Ф). На практике такие значения емкости встречаются очень редко.

К примеру, рассчитанная электрическая емкость Земного шара не до­стигает одной фарады. Поэтому в электронике используют произ­водные от фарады единицы: микрофарады (мкФ), нанофарады (нФ) и пикофарады (пФ): 1 Ф = 1000 мФ = 1 000 000 мкФ =10^9 нФ = 10^12 пФ.

В зависимости от назначения применяют различные типы конден­саторов, названия которых произошли от вида диэлектрического мате­риала, разделяющего положительные и отрицательные заряды. Кон­денсаторы бывают керамическими, бумажными, пленочными и т.д.

Керамические конденсаторы имеют номинальные значения элект­рической емкости в диапазоне от нескольких пикофарад до нескольких нанофарад. Емкость пленочных конденсаторов обычно находится в пределах 1-1000 нФ. Номинал конденсатора в основном приводится в буквенно-цифровом обозначении, например 102 — это 1000 пф, 103 — 10 000 пф или 10 нф и т.п.

Если для вышеперечисленных конденсаторов полярность включе­ния значения не имеет, то для так называемых «электролитических» конденсаторов правильное направление напряжения является непре­менным условием их работы, а в некоторых случаях и безопасности окружающих. Неправильное включение электролитического конден­сатора чревато его быстрым разогревом, ведущим к вскипанию содер­жащегося в нем электролита. Корпус конденсато­ра не выдерживает внутреннего давления и разрывается!

Полярность включения электролитических конденсаторов, как правило, обознача­ется на корпусе. При вполне приемлемых размерах электролитичес­кие конденсаторы обычно имеют номинал от 0,47 до 10 000 мкФ и выше, что определяется конкретной конструкцией.

Любое техническое решение — это компромисс, при котором высо­кие показатели по одному из параметров достигаются за счет сниже­ния других. В случае электрических конденсаторов, чтобы добиться высоких значений емкости, пришлось пожертвовать точностью и дол­говечностью. Срок таких конденсаторов в несколько раз меньше, чем у их керамических и пленочных собратьев.

Наконец, следует обратить внимание на то, что величина рабочего напряжения, указанная на корпусе любого типа конденсатора, должна быть не меньше приведенной в схеме.

Трансформаторы

Электронные устройства, работающие от другого напряжения сети переменного тока, требу­ют применения трансформаторов напряжения. Трансформатор пред­ставляет собой сердечник замкнутой конструкции, изготовленный из специальной стали, на котором смонтирована одна (или более) ка­тушка с изолированным медным (реже — алюминиевым) проводом, уложенным в виде нескольких обмоток, имеющих различное количе­ство витков.

Конструкция трансформаторов может быть совершенно различ­ной:

Мощность трансформа­тора, выраженная в вольт-амперах (ВА), определяет его нагрузочную способность, то есть ту номинальную мощность, которую он может от­давать в нагрузку, не перегреваясь. Расположение выводов первичной и вторичной обмоток исключает возможность неправильной установ­ки на плате.

АКТИВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

В данном случае речь идет о полупроводниковых приборах, без кото­рых существование современной электроники было бы немыслимо.

Для всех компонентов этого класса полярность подключения выво­дов к схеме имеет принципиальное значение.

Второе немаловажное условие — при пайке выводов активных компонентов перегрев абсо­лютно недопустим!

Полупроводниковые диоды

На принципиальной схеме устройства полупроводниковые диоды при­нято обозначать буквами «VD». Изображение диода на схеме напо­минает стрелку, направленную от его анода к катоду. Это направление, как правило, совпадает с направлением тока через диод в открытом со­стоянии.

Исключением является полупроводниковый диодный стаби­лизатор напряжения — стабилитрон . Он обычно включается в обрат­ной полярности по отношению к напряжению питания. Его функция состоит в ограничении напряжения на определенном уровне, называ­емом пороговым напряжением стабилитрона.

Особым типом полупроводникового прибора является светодиод. Он способен преобразовывать электрическую энергию в электромаг­нитное излучение в Видимом или инфракрасном (ИК) диапазоне. Цвет свечения зависит от используемого полупроводникового материала.

Встречаются самые разнообразные по форме и размерам светодиоды: диаметром 3, 5 и 10 мм, круглые, плоские, треугольные, двухцветные, мигающие, красные, зеленые, желтые, оранжевые и даже синие 🙂 . Пе­ред установкой светодиода необходимо проверить маркировку като­да и анода. Последовательно со светодиодом обязательно включают резистор, ограничивающий ток прибора. Для разных типов светодиодов рабочее значение тока может быть в пределах от 10 до 50 мА.

Биполярные транзисторы

Биполярный транзистор — «старожил» в семействе полупроводниковых приборов. Тем не менее он продолжает исправно служить людям наряду с интегральными микросхемами, изрядно потеснившими его за последние годы в современных электронных устройствах. Транзистор имеет три вывода: базу, эмиттер и коллектор. Биполярные транзисторы бывают двух типов проводимости: п-р-п (обратной) или p-n-р (прямой).

Пайка выводов транзи­стора производится строго поочередно, кратковременными касания­ми места контакта паяльником. При этом нужно делать паузы между касаниями, чтобы дать выводам остыть. Во избежание излишнего пе­регрева корпуса не рекомендуется укорачивать выводы транзистора.

Транзисторы различают также по номинальной мощности. Есть транзисторы в металлическом корпусе, соединенном с коллектором. Металличес­кий корпус служит для отвода тепла, выделяющегося на коллекторе при прохождении больших токов.

Существуют так называемые «составные» транзисторы. Такая схема соединения применяется, когда нужно получить большой ко­эффициент усиления по току.

Интегральные схемы

Интегральная микросхема — это миниатюрное электронное устрой­ство, содержащее множество полупроводниковых приборов и других компонентов, заключенных в единый корпус с выводами для внешне­го соединения. В зависимости от функционального назначения коли­чество выводов может быть любое.

В приложениях приводятся схемы расположения выводов интегральных схем, используемых в предлагаемых устройствах. Общая рекомендация по монтажу интег­ральных схем заключается в том, что желательно монтировать мик­росхемы на специальных панелях, предварительно припаянных к пла­те. В этом случае вы исключаете возможность перегрева достаточно дорогого и «капризного» компонента, каким является полупроводни­ковая микросхема.

Установка интегральных схем производится по окончании всех операций припаивания. Следите за тем, чтобы поло­жение ключа на панели совпадало с ключом печатной платы!

ПАЙКА ОЛОВЯННО-СВИНЦОВЫМ ПРИПОЕМ (ПОС)

Припаивание компонентов оловом обеспечивает их механическое крепление и электрический контакт. Для этого потребуется электрический паяльник мощностью 25-40 Вт, желательно оснащенный терморе­гулятором. Паяльник должен иметь длинное тонкое жало, которое следует периодически очищать при помощи влажной губки.

Оловянно-свинцовый припой (40% олова и 60% свинца) часто продается в виде тонкой проволоки с каналом, заполненным флюсом на бескислородной основе. Температура плавления припоя составляет 180-190 °С. При этом образуются пары, содержащие некоторое коли­чество свинца. Поэтому во время пайки старайтесь не вдыхать пары флюса. Работайте в хорошо проветриваемом помещении с постоянным притоком свежего воздуха.