Статьи и схемы
Урок 7. Основы составления электрических схем
Электроника в живых примерах для чайников
Сегодня мы рассмотрим один из этапов проектирования электрических устройств — составление электрических схем. Однако рассматривать их мы будем очень поверхностно, поскольку многое из того, что необходимо для проектирования, нам еще неизвестно, а минимальные знания уже необходимы. Тем не менее, эти начальные знания помогут нам в дальнейшем при чтении и составлении электрических схем. Тема довольно скучная, но правила есть правила и их необходимо соблюдать. Итак… Что же такое электрическая схема? Как их составлять и как их читать? Начнем с того, какие же вообще схемы существуют. Для того, чтобы унифицировать составление технической документации а схемы есть ни что иное, как часть этой документации в нашей стране, Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 29 августа г. Этим документом определены следующие виды схем:. Нас в первую очередь будет интересовать самый первый пункт — электрические схемы, которые составляются для электрических устройств. Однако ГОСТ определено так же несколько типов схем в зависимости от основного назначения:. Сегодня мы рассмотрим электрические принципиальные схемы и основные правила их составления. Остальные виды схем имеет смысл рассматривать после того, как будут изучены электрические компоненты, и обучение подойдет к этапу проектирования сложных устройств и систем, тогда другие виды схем будут иметь смысл. Что же такое электрическая принципиальная схема и зачем она нужна? Такие схемы, например, поставлялись в документации к старым советским телевизорам. Это были огромные листы бумаги формата А2 или даже А1, на которых указывались абсолютно все составляющие телевизора. Наличие такой схемы существенно облегчало процесс ремонта. Сейчас такие схемы практически не поставляются с электронными приборами, потому как продавец надеется, что пользователю проще будет выкинуть прибор, чем его ремонтировать. Такой вот маркетинговый ход! Но это уже тема для отдельного разговора. Итак, принципиальная схема устройства необходима, во-первых, для того, чтобы иметь представление о том, какие элементы входят в состав устройства, во-вторых, как эти элементы соединены между собой и, в-третьих, какие характеристики имеют эти элементы. Так же, согласно ГОСТ 2. Приведем пример такой схемы: Однако перед нами встаёт небольшая проблема: Рассмотрение электронных компонентов мы начнём через урок и постепенно узнаем основные характеристики каждого из них. И обязательно изучим принцип работы этого устройства с таким страшным названием по его принципиальной схеме. Сейчас же мы изучим основные правила рисования принципиальных электрических схем. Вообще правил много, но в основном они направлены на увеличение наглядности и понятности схемы, поэтому со временем запомнятся. Знакомиться с ними будем по мере необходимости, чтобы сразу не забивать голову лишней, пока не нужной информацией. Начнём с того, что каждый электрический компонент на электрической схеме обозначается соответствующим условным графическим обозначением УГО. УГО элементов мы будем рассматривать параллельно с самими элементами, либо вы можете сразу посмотреть их в ГОСТ 2. Порядковые номера элементам устройствам следует присваивать, начиная с единицы, в пределах группы элементов устройств , которым на схеме присвоено одинаковое буквенное позиционное обозначение, например, R1, R2, R3 и т. Не допускается пропуск одного или нескольких порядковых номеров на схеме. Порядковые номера должны быть присвоены в соответствии с последовательностью расположения элементов или устройств на схеме сверху вниз в направлении слева направо. При необходимости допускается изменять последовательность присвоения порядковых номеров в зависимости от размещения элементов в изделии, направления прохождения сигналов или функциональной последовательности процесса. Позиционные обозначения проставляют на схеме рядом с условными графическими обозначениями элементов и или устройств с правой стороны или над ними. Кроме того, не допускается пересечение позиционного обозначения линиями связи, УГО элемента или любыми другими надписями и линиями. Линии связи должны состоять из горизонтальных и вертикальных отрезков и иметь наименьшее количество изломов и взаимных пересечений. В отдельных случаях допускается применять наклонные отрезки линий связи, длину которых следует по возможности ограничивать. Толщина линий связи зависит от формата схемы и размеров графических обозначений и выбирается из диапазона 0. Рекомендуемая толщина линий связи — 0. В пределах схемы все линии связи должны быть изображены одинаковой толщины. Допускается использование нескольких не более трех различных по толщине линий связи для выделения функциональных групп в пределах изделия. При указании около условных графических обозначений номиналов элементов резисторов, конденсаторов допускается применять упрощенный способ обозначения единиц измерения: Расстояние между линиями связи, между линей связи и УГО элемента, а так же краем листа должно быть не менее 5мм. Для начала этих восьми правил вполне достаточно, чтобы научиться правильно составлять простые электрические принципиальные схемы. Давайте исходя из описанных выше правил попробуем составить простейшую принципиальную схему, состоящую из трех элементов: Но сначала приведем УГО этих элементов: А теперь последовательно включим эти элементы, собрав электрическую цепь: Контакт SA1 называется нормально разомкнутым контактом, потому что в изначальном положении он разомкнут и ток через него не течет. При замыкании SA1 например, это может быть выключатель, которым мы все зажигаем дома свет лампа HL1 загорится, подпитываясь энергией батареи GB1, и гореть она будет до тех пор, пока не разомкнется ключ SA1, либо не кончится заряд аккумулятора. Данная схема абсолютно точно и наглядно показывает последовательность соединения элементов и тип этих элементов, что исключает ошибки при сборке устройства на практике. На сегодня пожалуй всё, еще один ужасно скучный урок на этом закончен. Работа и мощность тока Содержание Урок 8. Основы составления электрических схем. Основы составления электрических схем Электроника для начинающих. Введение в электронику Урок 3. Три друга, один треугольник и много законов Урок 5. Источники питания электрических схем. Добавить комментарий Отменить ответ Комментарий.
Говорите, что всю жизнь мечтали познакомиться с электроникой поближе, но не знали с чего начать? Тогда вы оказались в нужное время в нужном месте! В последующих глазах будут освещены фундаментальные основы электроники и физики электронов: Однако не стоит беспокоиться - вам не придется умирать от скуки над научнмми трудами по теоретической физике: Кроме того, здесь же вы познакомитесь с простыми рекомендациями по безопасности. Электроника - забавная вещь, но только к том случае, если вы не обожжетесь, не поджаритесь на электрическом стуле и не заедете себе в глаз взбесившимся резистором. Когда вы включаете поутру кофеварку, вы используете электричество. Когда вы щелкаете кнопкой на телевизоре, чтобы просмотреть повторный показ сериала Секс и город, - опять же, вы снова так или иначе задействуете электричество. Поскольку вы используете электричество и электронные устройства постоянно, вам, наконец, становится любопытно попробовать собрать какую-то безделушку самому или самой. Но перед тем, как вы сможете окунуться в мир проводов и батарей, не помешает узнать, откуда взялся корень электро- в словах электричество и электроника. В этой главе вы узнаете все о том, как электроны служат для образования электричества, и как обуздать это электричество в целях освоения основ электроники. Вы также познакомитесь с инструментами и компонентами, с которыми позже будете забавляться в главах 14 и Как и множество вещей в нашей жизни, электричество сложнее, чем может показаться на первый взгляд. Должно одновременно совпасть множество условий, чтобы между вашей рукой и железной ручкой двери проскочила искра, или появилась энергия, чтобы можно было включить новейший суперкомпьютер. Для понимания того, как работает электричество, будет полезно разбить столь общий вопрос на частные. Электрон представляет собой один из основополагающих "кирпичиков", составляющих природу. Электроны "приятельствуют" с другими такими "кирпичиками" - протонами. Как первые, так и вторые очень малы, и содержатся в Мельчайшая частичка пыли одержит миллионы миллионов электронов и протонов, так что можете представить, сколько же их содержится в каком-нибудь борце сумо. Электроны и протоны имеют равные, но противоположные по знаку электрические заряды: Противоположные заряды всегда притягиваются друг к другу. Вы можете продемонстрировать самому себе подобное притяжение, сблизив пару магнитов. Если ближайшие концы магнитов представляют собой разные полюса, то они моментально встретятся и приклеятся друг к другу. Если же концы будут с одним и тем же по знаку полюсом, то они отшатнутся друг от друга, как политики после горячих телевизионных дебатов. Таким образом, поскольку электроны и протоны имеют разные знаки, они притягиваются друг к другу. Это притяжение действует, как клей, на уровне микромира, скрепляя собой всю материю Вселенной. Хотя протоны относительно статичны, об электронах подобного не скажешь - они весьма ветрены и не собираются сидеть на одном месте. Они могут - и чаще всего так и делают - перемещаться между объектами. Например, пройтись в сухую погоду по ковру и остановиться на стальной дверной ручке; электроны, бегущие между этой ручкой и вашей ладонью, вызывают искру, которую вы сможете увидеть лишь иногда, но, определенно, почувствуете всегда. Молния тоже состоит из цепочки движущихся электронов - на этот раз они перемещаются между тучами и землей. Все это примеры неприрученной, дикой электрической энергии. Как перебегают электроны из одного места в другое? Ответ на этот вопрос приоткроет еще одну частицу электрической мозаики. Чтобы перемещаться, электроны используют так называемые проводники. Таким образом, электричество представляет собой не что иное, как направленное движение электронов в проводнике. В качестве проводников может выступать множество материалов, но одни из них предпочтительнее других. Электроны передвигаются значительно легче по металлам, чем по пластику. Вообще, хотя в пластмассе они и будут перемещаться вокруг своих приятелей протонов, им куда приятнее сидеть дома, чем куда-то бежать. Но в металле электроны вольны двигаться, куда захотят. Можно провести аналогию между свободными электронами в металле и камешками, брошенными на лед. Электроны скользят сквозь металл, как по льду. А вот пластик - изолятор -больше напоминает песок: Так какие же материалы представляют собой хорошие проводники, а какие - хорошие изоляторы? Обычно в качестве проводников используют медь и алюминий чаще - медь. А в качестве изоляторов, как правило, выступают пластмасса и стекло. Мерой способности электронов перемещаться по материалу служит сопротивление. Медный провод большого диаметра имеет меньшее сопротивление потоку электронов, чем провод из той же меди, но меньшего диаметра. Вам стоит как следует уяснить для себя смысл сопротивления, потому что каждый проект, связанный с электроникой, включает в себя резисторы. Резисторами называют элементы с определенным сопротивлением, которое помогает контролировать поток электронов в проводниках. В предыдущих разделах пояснялось, как электроны двигаются и почему в проводниках они передвигаются более свободно. Но для того, чтобы они перемещались от одного места к другому, нужно какое-то воздействие. Эта сила, действующая между зарядами с разными знаками, называется электродвижущей силой, или напряжением. Отрицательные электроны двигаются к положительному заряду посредством проводника. Помните, как Бенджамин Франклин запускал в шторм воздушного змея? Электрическая искра, пробежавшая по змею, помогла ученому сообразить, как двигается электрический ток. В этом случае электроны прошли по мокрому от дождя шнуру, который служил проводником. Если попробовать проделать тот же фокус с искрой, но при сухом шнуре, то у вас не получится ничего даже близко похожего. Напряжение представляет собой разность электрических потенциалов между отрицательно заряженными тучами и землей, которая и гонит электроны вниз по шнуру. Ни за что не пробуйте повторить эксперимент Франклина сами! Запуская воздушных змеев в грозу, вы играете с молнией, которая может в мгновение ока превратить вас в кусочек тоста. Вы могли обратить внимание на то. Хотя они, как и электроны, представляют собой элементарные заряженные частицы, только с положительным зарядом, мы фокусируем свое внимание на электронах прежде всего потому, что они значительно более подвижны, чем протоны. В большинстве случаев именно электроны передвигаются по проводнику, и именно их отрицательный заряд представляет собой электричество. Однако в некоторых случаях, например, в батареях, положительные заряды также перемещаются по проводнику. Однако, поскольку для выполнения задач, с которыми вы столкнетесь в этой книге да и в большинстве любительских проектов тоже , вам необязательно владеть теорией в столь полном объёме, мы оставим более сложные выкладки Эйнштейну и займемся поближе одними электронами. Первые исследователи полагали, что электрический ток представляет собой движение положительных зарядов, поэтому они описали явление тока как поток положительно заряженных частиц к отрицательному потенциалу. Только значительно позднее эксперименты доказали само существование электронов и определили, что это они двигаются от отрицательного к положительному потенциалу. Однако традиция осталась в силе, и с тех пор движение электрического тока на всех схемах показывается стрелками в противоположном реальному потоку электронов направлении. Поэтому обычный ток представляет собой условное движение заряженных частиц от положительного к отрицательному потенциалу и этим противоположен току реальному. Предположим, у вас есть отрезок провода проводник , и вы хотите присоединить его к положительному выводу батареи, а другой его конец - к ее отрицательному выводу. В этом случае электроны потекут от отрицательного потенциала к положительному. Этот поток электронов и является электрическим током. То есть соединение в одно целое электронов, проводника и напряжения позволяет получить электрический ток в той форме, которую можно так или иначе использовать. Для того чтобы помочь вам описать то, как тип проводника и величина напряжения влияют на электрический ток, мы сочли удобным провести аналогию с тем, как давление воды и диаметр трубы влияют на поток воды по этой самой, трубе. Это явление аналогично увеличению напряжения, которое приводит к усилению электрического тока в связи с тем, что большее количество электронов принимает участие в направленном движении. Этот эффект можно сравнить с использованием провода большего диаметра, который позволяет электронам течь без препятствий при одном и том же напряжении, опять же приводя к большему электрическому току. Итак, мы уже знаем, что электричество появляется тогда, когда напряжение в проводнике создает электрический ток. Однако где же берется нужная энергия, когда вы соединяете отрезком провода, выключатель и электрическую лампочку? Существует множество различных источников электричества- от старых добрых фокусов типа "пройтись-по-ковру-и-дотронуться-до-дверной-ручки" и до современных солнечных батарей, но, чтобы упростить изучение данного вопроса, мы рассмотрим только три их типа, которые вы в подавляющем большинстве случаев и будете применять на практике: Для генерации положительного напряжения на одном выводе электрической батареи и отрицательного - на другом используется процесс электрохимических реакций. В батарее заряд создается помещением двух разных металлов в определенный тип химического вещества. Поскольку перед вами отнюдь не учебник по химии, мы не будем углубляться в особенности работы батарей - просто поверьте, что именно такая структура служит для получения напряжения. Батареи имеют два вывода выводами называются металлические площадки на концах батареи, к которым подключаются провода. Не сомневаемся, что вы часто используете батареи для питания электричеством переносных устройств, например фонарика. В фонаре от лампочки отходит два проводка, которые подключены к соответствующим выводам батареи. Что же происходит дальше? Благодаря тому, что электроны двигаются только в одном направлении, от отрицательного вывода батареи к положительному, электрический ток, генерируемый батареей, называется постоянным током на схемах часто обозначается DC - direct current. Он является противоположностью переменному току, который мы рассмотрим в следующем разделе, где речь пойдет об электрических розетках. Проводки, идущие от лампочки, должны быть подключены к обоим выводам батареи. Это позволяет электронам двигаться от одного из них к другому, проходя через лампочку. Если не создать электронам подобную петлю из проводников, то они не смогут течь вообще. Когда вы включаете лампу в электрическую розетку на стене, вы используете то электричество, которое выработала электростанция. Последняя может быть расположена на дамбе на реке или получать энергию от другого источника - например, атомной электростанции. Чаще всего, однако, используют процесс сжигания угля или природного газа. Направление, в котором текут электроны, меняется раз в секунду, то есть они совершают однонаправленное движение 50 раз в секунду. Такое изменение потока электронов называется переменным током АС- alternative current. Изменение направления тока с возвращением к первоначальному направлению представляет собой цикл, или период. Количество таких периодов переменного тока в секунду называется частотой и измеряется в специальных единицах - герцах Гц. В странах Европы используется частота, равная 50 Гц, а в Северной Америке - 60 Гц, то есть электроны меняют направление своего движения раз в секунду. Электричество, вырабатываемое гидроэлектростанцией, получается при вращении водой турбины с намотанным проводом внутри гигантского магнита. Одним из свойств взаимодействия проводников и магнитов является тот факт, что в присутствии магнита при движении проводника, в последнем возникает наведенный поток электронов. Сначала эти электроны двигаются в одном направлении, а потом, когда петля проводника поворачивается на градусов, магнит заставляет электроны идти в обратном направлении. Подобное вращение и создает электрический ток. Включить вилку в электрическую розетку весьма просто, но в большинстве случаев для ваших проектов понадобится постоянный, а не переменный ток. Если вы хотите пользоваться розетками, то вам нужно будет преобразовывать ток из переменного в постоянный. Это легко сделать, если имеется источник питания. Источником питания является, к примеру, зарядное устройство для вашего мобильного телефона: Безопасность, безопасность и еще раз безопасность! Важно уяснить и решить для себя в каждом конкретном случае - действительно ли вы хотите получать ток из настенной розетки? Использование батарей похоже на игры с милым домашним котенком, а питание от электричества в розетках - на приручение голодного льва. В первом случае вам грозят разве что поцарапанные руки, во втором же вы рискуете попасть на обед целиком. Если вам действительно столь необходимо подключиться к розетке, убедитесь, что понимаете, что делаете. Более подробные советы по безопасности приведены в главе 2. Электрические батареи являются источниками напряжения, которое создает электрический ток. В генераторах гидроэлектростанции возникающий ток создает напряжение. Что же появляется раньше? Этот вопрос напоминает другой известный философский спор - что появилось раньше: Напряжение, ток и проводники возможны только одноименно. Если к проводнику будет приложено напряжение, возникнет ток. Если этот ток течет по проводнику, значит на концах последнего появляется напряжение. Какая разница, какой ток использовать: Переменный ток дешевле получать и пересылать по линиям передачи, чем постоянный. Именно поэтому бытовое электричество обычно работает от переменного тока: Однако для проектов,предлагаемых в курсе электроника для чайника, значительно удобнее применять постоянный ток как и во многих других случаях в электронике. Переменный ток несколько сложнее контролировать, поскольку неизвестно, в каком направлении он течет в каждый конкретный момент. Эта разница похожа из сложности ГАИ во время регулирования двухсторонней трассы сшестиполосным движением по сравнению с переулком с односторонним движением. Из этих соображений в нашей книге в большинстве схем будет использоваться именно постоянный ток. Солнечные батареи Они представляют собой полупроводниковые приборы. Как и обычные батареи, солнечные имеют проводки, подключенные к их противоположным выводам. Свет, попадающий на солнечную батарею, заставляет протекать в ней электрический ток. Такая реакция на освещение является неотъемлемым свойством некоторых веществ и подробнее обсуждается во врезке "Причуды полупроводников". Курса электроника для чайника. После этого полученный ток течет через провода к устройству: Пользуясь калькулятором на солнечных батарейках, вы можете продемонстрировать окружающим, что работа устройства целиком зависит от количества света, попадающего на солнечные элементы. Включите калькулятор и наберите на клавиатуре несколько цифр лучше что-нибудь побольше - на весь дисплей - например, сумму подоходного налога за прошлый год. Теперь закройте пальцем окошко солнечных батарей оно обычно выглядит как прямоугольничек, закрытый прозрачным пластиком. После того как вы перекроете доступ свету, цифры на дисплее начнут блекнуть. Снимите палец с окошка, и они станут контрастными вновь. Следовательно, устройства, питающиеся от солнечных элементов, нуждаются в хорошей освещенности. Электрические компоненты являются обязательной частью всех ваших электронных проектов. Вроде бы достаточно просто? Естественно, вы должны использовать какие-то средства для того, чтобы контролировать поток электричества, например как у реостата, который регулирует яркость освещения в комнате. Электричество просто-напросто запитывает энергией потребителей, таких как, скажем, акустические колонки. Другие же компоненты, которые называются сенсорами, служат для детектирования чего-либо например света или тепла и последующей генерации тока для ответной реакции, например включения сигнализации. В этом разделе вы познакомитесь только с основными электрическими компонентами; главы же 4 и 5 содержат намного более обширный материал. Электрические компоненты, или, как их еще называют, радиоэлементы, могут служить для того, чтобы контролировать электричество. Например, ключ соединяет электрическую лампочку с источником тока. Для того, чтобы разъединить их и, таким образом, выключить лампочку, нужно просто переместить ключ, создав разрыв цепи. Можно упомянуть и другие элементы, служащие для контроля электричества: Намного больше информации вы сможете найти в главе 4. Интегральные микросхемы ИМС, или просто - ИС представляют собой компоненты, содержащие целую группу миниатюрных компонентов резисторов, транзисторов, диодов, о которых вы прочтете в главе 4 в одном корпусе, который ненамного больше по размерам, чем один обычный радиоэлемент. Благодаря тому, что каждая ИС включает множество других компонентов, она одна может делать ту же работу, что и сразу несколько индивидуальных элементов. Транзисторы, диоды, светоизлучающие диоды СИД , интегральные схемы и другие электронные устройства состоят из полупроводников, а не проводников. Полупроводником называется материал, такой как кремний, свойства которого имеют общие черты как с проводниками, так и с изоляторами. Кремний - довольно важная штука в электронике. Фактически его именем даже назнали целую долину в Калифорнии. В свободном состоянии кремний проводит ток очень слабо, но при добавлении других веществ, например боpa и фосфора, становится проводником. Если добавляется фосфор, то кремний принимает форму полупроводника так называемого "n"-типа, если же используется бор, то он становится полупроводником "р"-типа. Полупроводник "n"-типа имеет больше электронов, чем обычный полупроводник, а полупроводник "р"-типа, соответственно, меньше. Когда области полупроводника, содержащие бор и фосфор, располагаются в кремнии рядом друг с другом, получается так называемый "рn"-переход. В таком переходе ток течет только в одном направлении. Диоды - элементы, которые служат для преобразований переменного тока в постоянный с помощью течения тока, проходящего в одним напранлении, - как раз и представляют собой сегмент, состоящий из "pn"-перехода. Под воздействием света "pn"-переход генерирует электрический ток; это свойство используется в солнечных батареях. С другой стороны, если пропустить через переход электрический ток, то выделится свет, так работают светоизлучающие диоды СИД. В транзисторах используются переходы с тремя прилегающими областями с добавленными примесями. К примеру, одна с фосфором, вторая с бором, третья снова с фосфором, то есть получается структура типа "npn". Ток в любом случае подастся на среднюю область так называемая база. В большинстве электронных проектов вы будете работать с компонентами, сделанными из полупроводников, такими как транзисторы, диоды и интегральные схемы. Именно полупроводниковая технология позволила значительно уменьшить размеры электронных устройств и создать, в частности, карманные компьютеры и радиоприемники. Примером интегральной схемы может служить аудиоусилитель. Такой усилитель можно использовать, чтобы увеличить мощность аудиосигнала. Например, если у вас есть микрофон, его выходной сигнал проходит через аудиоусилитель и становится достаточно мощным для того, чтобы быть услышанным из акустических колонок. Есть еще один тип ИС, широко использующийся в электронных проектах: Это такой тип электронной ИС, который может быть запрограммирован для управления сложными устройствами, например, роботами. Мы дойдем до обсуждения микроконтроллеров в главе Некоторые электрические компоненты генерируют ток, если подвергнуть их воздействию света или звука. Полученный ток можно использовать совместно с некоторыми компонентами, упомянутыми выше, для того, чтобы контролировать электричес включать или выключать различные устройства, например электрические лампы или громкоговорители. Детекторы движения, сенсоры освещенности, микрофоны и датчики температуры - все генерируют электрический сигнал в ответ на какое-либо воздействие соответственно движение, свет, звук и температуру. Эти сигналы могут затем использоваться для включения или выключения других устройств. Высокий уровень сигнала может, скажем, включать что-то, а низкий - выключать. К примеру, когда к вашей двери подходит очередной рекламный агент, детектор движения может включать свет хотя лучше - пожарную сигнализацию. Электричество может подпитывать компоненты, чтобы они генерировали свет, тепло, звук, совершали движения и так далее. К примеру, электрический ток, подаваемый на двигатель постоянного тока, заставляет крутиться вал последнего, а заодно и детали, механически связанные с валом. Вы можете запитать электричеством акустические колонки, электрические лампы, светодиоды, двигатели. В главах 4 и 5 будет рассказано об этих и других типах электрических компонентов. Если нужно использовать электричество, чтобы заработало какое-либо устройство, например, магнитофон, то это значит, что вы окунулись в мир электроники. Несомненно, вам не терпится создать собственную электронную поделку. В этом разделе будут описаны основы того, как взаимодействуют между собой электроника и ее устройства. Возьмем батарейки, резистор, светодиод и кусочки проводов и соберем их вместе - и вот перед вами простая электронная схема. Вот что представляет собой схема: Части схемы также называемые компонентами размещены на так называемой макетной плате и соединены между собой при помощи проводов. Принцип работы макетной платы, вкратце, таков: Если вы останетесь удовлетворены результатом своей работы, то затем сможете перенести схему на печатную плату об особенностях построения схем на макетных платах см. Такое подключение позволяет току вытекать из батареи, проходить через светодиод и другие компоненты в данном случае - резистор и возвращаться в батарею, замыкая, таким образом, цепь с током. Схему можно довести до логического конца, присоединив ее к металлическому шасси, например к металлическому корпусу магнитофона. Такое соединение называется заземлением или, просто, землей и используется в качестве опорной точки для всех напряжений схемы. Заземление может как присоединяться к настоящей земле, так и быть отделено от нее, но в любом случае его потенциал служит точкой, от которой отсчитываются величины всех напряжений схемы. Более подробно вопросы заземления будут обсуждаться в главе 6. Реальную схему можно представить в виде схемы принципиальной. Принципиальная схема представляет собой чертеж, на котором показано, как соединены между собой компоненты. Посмотрите на принципиальную схему, изображенную на рис. Вы можете обратиться к главе 6, чтобы изучить множество других схем. Если вы уже жаждете построить простую схему, чтобы проверить свои знания на практике, обратитесь к главе К примеру, вы можете собрать с помощью макетной платы схему, которая генерирует сигнал тревоги, когда в комнате включается свет. Конструирование подобных вещиц - приятный способ познакомиться поближе с электроникой. Однако не стоит сразу прыгать в омут схемотехники, если вы совсем зеленый новичок - для начала прочтите еще несколько глав этой книги, особенно главу 2, в которой речь пойдет о безопасности. После того как вы соберете парочку учебных проектов, представленных в главе 11, и как следует набьете руку, вы сможете перейти к главе 15, где вам предстоит серьезная работа - вплоть до сборки робота. Эти проекты занимают куда больше времени, но и результат оправдывает себя на все сто. После того как вы поднатореете на проектах из этой книги, вы сможете самостоятельно двигаться дальше. Одним из мест, где всегда можно черпать идеи, является, конечно, Интернет. Мы порекомендуем вам, прежде всего, два сайта: Одной из самых замечательных вещей в электронном конструировании является то, что вам волей-неволей приходится иметь дело с какими-то новыми инструментами и электронными компонентами, чтобы посмотреть, что же из них можно собрать. Вы будете использовать одни инструменты, чтобы соединять компоненты схем, и другие, чтобы контролировать их работу. Наверняка вам будет приятно услышать, что для начала нужно не так уж много инструментов. Для того чтобы приступить к сборке проектов, приведенных в главе 14, вам понадобятся кусачки, утконосые плоскогубцы, щипцы для зачистки проводов и пара отверток. Если же вы разрабатываете уже конечный вариант схемы, то можете добавить к этому списку паяльник для соединения элементов между собой. Выбор паяльника мы обсудим в главе 8. В процессе работы, несомненно, вам потребуются и другие инструменты, которые было бы неплохо иметь под рукой. Возможно, вам пригодится магнит, чтобы вытаскивать винты и прочую мелочь из всяких труднодоступных щелей, куда они непременно попадут. Смотрите главу 3, где подробно описана комплектация рабочего места радиолюбителя. При построении схемы и, тем более, при проверке ее работоспособности совершенно необходимо проводить измерения, чтобы понять- действительно ли схема работает, как запланировано, все ли собрано верно. Среди этих инструментов прежде всего следует обратить внимание на мультиметр, осциллограф и логический пробник. Все они подробно описаны в главах 9 и А пока мы уделим всего минуту, чтобы подсказать, как нужно использовать мультиметр: Скажем, вы собрали схему и впервые включили ее. Что же делать, если вдруг она не работает? С помощью мультиметра вы легко найдете часть схемы, которая вызвала проблему. Этим универсальным прибором вы можете измерять напряжение, сопротивление и ток в различных точках схемы. К примеру, если в одной части схемы напряжение оказалось равным 5 Вольт, а в другой неожиданно упало до 0 Вольт, то логично будет предположить, что проблема заключается где-то в участке схемы между этими двумя точками. Вы также можете проверить но только после отключения схемы от источника питания! Перед тем как проверять схему на функционирование, не забудьте прочесть главу 2 по безопасности при работе с электричеством, иначе вы можете легко навредить себе или вашему будущему устройству. Для того чтобы понять результаты полученных измерений, сперва необходимо знать единицы измерения электрических параметров и меры их величин. В следующем разделе мы с вами пройдем элементарные основы курса метрологии. Единицы измерения служат для количественного определения какой-либо физической величины. К примеру, покупая яблоки, вы измеряете их вес в килограммах. Аналогично мультиметр измеряет сопротивление элементов в омах, напряжение - в вольтах, а ток - в амперах. При измерении веса яблок очень даже можно столкнуться с малым количеством яблока или его кусочка , а можно измерять и центнерами, не так ли? Диапазон измерения физических величин в электронике еще шире. В одной схеме вы можете иметь сопротивление в миллионы ом, тогда как в другой протекающий ток будет меньше одной тысячной ампера. Говоря о подобных величинах - как громадных, так и предельно малых, - приходится иметь дело со специальной терминологией. Чтобы показывать очень большие и очень малые числа, в электронике применяют специальные префиксы, или приставки, и экспоненциальное представление. Как же правильно прочитать число, записанное как 10 6 или 10 -6? Экспоненциальное представление представляет собой наиболее удобный способ указания того, сколько нулей нужно добавить к числу в десятичной системе счисления, то есть основанной на степени числа Например, верхний индекс "6" в записи 10 6 означает, что точка, разделяющая целую и дробную части числа, должна находиться на шесть разрядов правее, а в записи 10 -6 - что эту точку нужно сдвинуть на шесть разрядов левее. Таким образом, в числе 1 х 10 6 разделитель разрядов сдвигается на шесть мест вправо, и мы получаем в результате число 1 1 миллион. В числе же 1 х 10 -6 разделитель разрядов сдвигается на столько же мест влево, и результатом является 0,, или одна миллионная. В предыдущих абзацах вы увидели как для обозначения физических величин и единиц их измерения используются аббревиатуры. В этом разделе мы научимся объединять их и использовать очень краткую запись. Например, ток 5 миллиампер можно записать в виде 5 мА, а частоту 3 мегагерца - как 3 МГц. Кроме того, так же, как при измерении яблок удобнее всего пользоваться килограммами, а при строительстве загородного офиса большой компании вес стальных конструкций определенно будут измерять не иначе как в тоннах, в электронике тоже существуют такие физические величины, для измерения которых пользуются большими числами, и такие, которые измеряются малыми. Это значит, что чаще всего вам придется иметь дело с одним и тем же набором приставок для каждой физической величины. Ниже приведены такие комбинации величин и единиц их измерения. Хотя ранее в этой главе мы уже рассматривали такие понятия, как сопротивление, напряжение и ток, есть еще некоторые термины, которые могут оказаться для вас внове. Емкость представляет собой способность накапливать заряд под воздействием электрического поля. Такой накопленный заряд может повышать или понижать напряжение более плавно, чем в отсутствие емкости. Для применения данного свойства на практике используется такой компонент, как конденсатор. На рисунке ниже показаны формы двух сигналов: Частотой переменного тока называется мера повторяемости сигнала. Например, напряжение в настенной розетке совершает один полный цикл изменения 50 раз в секунду. Говорят, что сигнал имеет частоту 50 Гц, если он со-вершает 50 циклов в секунду. Индуктивность - это способность запасать энергию в магнитном поле; эта накопленная энергия препятствует изменению тока точно так же, как энергия, накопленная конденсатором, препятствует резким изменениям напряжения. Для использования данного свойства на практике в электронике применяются катушки индуктивности, или дроссели. Мощность служит мерой количества работы, которую электрический ток совершает при протекании через элементы схемы. К примеру, если приложить к электрической лампе напряжение, подведя ток при помощи проводов, то на нагрев этих проводов будет затрлчивться какая-то работа. В данном случае мощность можно вычислить, перемножив приложенное к лампе напряжение на ток, протекающий по проводам. Используя информацию, приведенную в табл. Ниже дано несколько примеров: В аббревиатурах префиксов, которые представляют числа, превышающие 1, такие как М для приставки Мега , используют прописные буквы. Аббревиатуры приставок, которые меньше 1, пишутся со строчной буквы - как, например, в слове милли. Единственным исключением из этого правила является приставка к для обозначения префикса кило-, которая также записывается с маленькой буквы. Иногда все же для обозначения тысяч используют и прописную литеру К - а именно при записи килоом; если вы увидите запись вида 3,3 К, то это будет значить 3,3 килоома. Вы должны научиться преобразовывать любое число к экспоненциальному виду, чтобы затем нормально проводить расчеты. Убедиться в этом вы сможете уже в следующем разделе. Итак, давайте предположим, что вы собрали свою первую схему. Вы знаете величину тока, которую компонент схемы может выдержать, не выходя из строя, и напряжение, выдаваемое источником питания. Следовательно, вам нужно рассчитать сопротивление, которое не позволит току в цепи превысить пороговое значение. В начале х годов Георг Ом опубликовал уравнение, названное впоследствии законом Ома, которое позволяет выполнить такой расчет. Помните ли вы из школы основы алгебры? Давайте еще раз вспомним вместе: Закон Ома основывается именно на таком уравнении; члены уравнения можно переставлять как угодно, но зная любые два, всегда можно вычислить третий. Например, можно сказать, что ток является частным от деления напряжения на сопротивление:. Наконец, можно рассчитать сопротивление при известных токе и напряжении, переставив члены того же уравнения:. Итак, пока вроде бы все ясно. Теперь давайте попробуем проверить наши знания на практике: Перед установкой лампочки в фонарик вы измерили сопротивление схемы мультиметром и нашли, что оно равно 9 Ом. Вот формула для расчета электрического тока по закону Ома:. Ну, а что, если вы обнаружили, что лампочка светит чересчур уж ярко? Яркость можно изменить, уменьшив ток, то есть просто добавив в схему резистор. Изначально мы имели сопротивление схемы 9 Ом; добавив 5-омный резистор в схему, мы повысим ее сопротивление до 14 Ом. В этом случае ток будет равен:. В результате мы получили ток, записанный как доля 1 А. После окончания расчета будет удобнее вновь использовать префикс, чтобы дать ответ в более лаконичном виде: Подводя итоги, можно сказать: Это уравнение можно использовать для расчета мощности, потребляемой сиреной из предыдущего примера:. Что, вы действительно так боитесь алгебры? Мария Ивановна завалила вас на экзамене двадцать лет назад? Ну что ж, тогда вы, видимо, с облегчением узнаете, что в Интернете существует множество уже готовых калькуляторов для вычисления по закону Ома. Погфобуйте выйти на тот же www. Ну, и не забудьте заглянуть в главу 17, где приведены 10 основных формул электроники. Вы, вероятно, знаете, что когда в году Бенджамин Франклин запустил во время грозы воздушного змея, он открыл некоторые свойства электричества. Фактически он догадывался об этих свойствах и раньше - Франклин просто хотел в такой форме проверить теорию о проводниках. Хотя эксперимент и удался, его можно назвать как угодно, только не безопасным. Франклин едва остался жив, а если бы ему повезло чуть меньше, то чей бы портрет мы созерцали сейчас на сто долларовой банкноте? Работая с электричеством, вы должны испытывать некое уважение к его мощи. В этой главе мы рассмотрим правила, позволяющие вам обезопасить как себя, так и ваши электронные поделки. Это, пожалуй, единственная глава во всей книге, которую вы обязаны изучить "от корки до корки", даже если вы уже не новичок в электронике. В электронике шестое чувство - совсем не способность видеть духов чьих-то давно почивших родственников. В данном аспекте шестое чувство - это здравый смысл, то есть то, что помогает вам остаться в живых в повседневной жизни. Это тот самый внутренний голос, который предостерегает вас от втыкания пальцев в патрон лампы, предварительно не отключив ее от сети. Ни одна книга в мире не научит здравому смыслу. Мы рождаемся с ним и подсознательно возделываем этот дикий цветок в своем саду. Однако есть пара вещей, на которые только намекни, и будет понятно с полуслова, где речь идет о здравом смысле. Для начала запишем следующее. Семь раз промерьте, один - отрежьте. Представьте, что паяльник постоянно хочет ужалить вас, когда оказывается слишком близко. Ваши родные могут подумать, что это у вас от работы легкое помутнение рассудка, но зато вы никогда не обожжетесь и не получите электрический разряд в руку. Далеко не все в электронике так очевидно, как кажется на первый взгляд. Если вы уже собрались рискнуть с вероятностью 50 на 50 что-то сделать, не отключаясь от сети, то сначала подумайте - а что же будет, если вы не угадаете. Никогда не ослабляйте контроль над безопасностью. Не стоит портить все удовольствие от любимого увлечения или, может, даже вашего жизненного призвания простым несоблюдением техники безопасности. Вне сомнений, наиболее грозным аспектом работы с электричеством является опасность быть ударенным током. Поражение электрическим током представляет собой реакцию человеческого организма на воздействие электричества. Чаще всего реакция заключается в резком сокращении мышц в том числе и сердца и чрезвычайно сильного разогрева в месте контакта кожного покрова с электрической цепью. Нагрев приводит к ожогам, вплоть до смерти или физической травмы. И даже слабые токи могут нарушить сердцебиение. Степень поражения током зависит от множества факторов, включая ваш возраст, состояние здоровья, величин напряжения и тока. Если вам за пятьдесят, и у вас слабое здоровье, вы вряд ли перенесете удар током так же спокойно, как если бы вы были двадцатипятилетним олимпийским атлетом. Однако не имеет значения, сколько вам и как вы здоровы, напряжение и ток могут оказаться слишком большими, поэтому всегда важно отдавать себе отчет, насколько сильно вы можете пострадать. Чтобы полностью понимать опасность поражения электрическим током, нужно знать основы того, из чего складывается электричество. В главе 1 утверждалось, что оно состоит из двух частей: Ток и напряжение всегда действуют вместе, и их величина самым непосредственным образом влияет на последствия поражения электричеством. Давайте еще раз рассмотрим аналогию с водой, протекающей по трубе. Пусть вода- это ток. Увеличение диаметра трубы позволяет пройти через последнюю большему количеству воды, что соответствует увеличению тока в проводе большего сечения. Представьте себя под потоком воды, обрушивающимся с плотины Днепрогэса! Увеличение напора воды в трубе соответствует увеличению напряжения, а вы, должно быть, знаете, что даже небольшие количества воды под сильным давлением могут иметь разрушительную силу. То же утверждение справедливо и к электричеству. И даже малые напряжения при сильном токе могут убить человека. Если последнее утверждение оказалось для вас новостью, возможно вам следует вернуться к главе 1, где приведены подробности. Бытовые электрические сети США и Канады имеют напряжение В, а Европы и СНГ - В. Такие высокие величины напряжения запросто могут часто так и происходит убить человека. Следует соблюдать максимальную предосторожность, работая с сетью. Пока вы не станете профессионалом в электронике, на первых порах лучше будет избегать схем, питающихся от домашних электрических сетей. Многим цепям вполне достаточно энергии от обычных батареек или преобразователей напряжения на малогабаритных трансформаторах. При таких токах и напряжениях до тех пор, пока вы не сделаете что-то действительно глупое - например, полижете контакты 9-вольтовой батареи да-да - вас основательно стукнет током! Основная опасность электрических домашних сетей заключается в воздействии тока на сердечную мышцу. Высокий ток переменного напряжения может вызвать сокращения этой мышцы и серьезные ожоги. Многие инциденты с электричеством происходят тогда, когда рядом никого нет, кто бы мог помочь жертве. Наиболее часто встречающаяся форма повреждений, вызванных высоким постоянным током, - ожоги. Помните, что, хотя в этом случае напряжение не приходит прямо с электростанции, оно не становится менее опасным. К примеру, не стоит полагать, что, хотя обычная батарея имеет напряжение всего лишь 9 В, она совершенно безобидна. Если закоротить контакты батарейки проводком или при помощи медной монетки, батарея может перегреться - и даже взорваться! При взрыве осколки батарейки могут разлететься с большой скоростью и поранить руки или лицо. Большинство случаев поражения электрическим током происходит вследствие собственной неосторожности. Вы должны соображать, что делаете, и тогда риск поражения значительно снизится. Конечно, совсем избежать встречи с ними невозможно. Если, например, ваша схема требует питания от розетки с последующим преобразованием переменного тока в постоянный с низким напряжением, то подумайте об использовании уже готового преобразователя с трансформатором, вставляемого в розетку. Так будет значительно безопаснее, чем преобразовывать ток самому. Такая предосторожность сведет к минимуму опасность поражения током, если вдруг где-то оторвется оголенный провод. Не стоит успокаиваться, если вы просто обмотали изолентой провод под переменным током внутри корпуса вашего устройства. Он может каким-то образом обнажиться или высунуться. Лучше применить хомуты или скобы, чтобы надежно закрепить провод в корпусе. Хомут представляет собой пластмассовую или металлическую ленту, которая зажимается вокруг провода и препятствует вытягиванию последнего из корпуса. Такие нехитрые приспособления можно купить практически в любом магазине электротоваров. Для заземления металлического корпуса необходимо пользоваться трехвыводной розеткой и дополнительным "земляным" проводом. Удостоверьтесь, что зеленый провод обычно таким цветом обозначают провод с потенциалом земли, а земля есть исходная точка для отсчета величин всех напряжений схемы надежно закреплен на корпусе вашего изделия. Пластик изолирует вас от случайно оголившихся проводов или находящихся под напряжением частей схемы. В изделиях, которые не имеют полного заземления, следует применять только изолированные блоки питания, как это делается, к примеру, в компактных преобразователях напряжения маленьких блоках питания, питающихся от сети и выдающих низкие напряжения на тот или иной вид разъема; вы можете использовать такой для зарядки вашего мобильного телефона. Когда вы вставляете преобразователь в розетку, с его выхода поступает практически безопасное низкое напряжение. Будьте серьезны и фокусируйте внимание в тот момент, когда работаете с электричеством. Но вы будете удивлены, если узнаете, что иногда делают невнимательные люди. И помните, что, наливая чай в чашку, вы не можете быть уверены, что, не разбрызгаете воду вокруг. Лучше оставьте свой напиток или чашечку с кофе на полке в стороне от вашего рабочего места. Если возможно, работайте вместе с другими людьми. Пусть кто-нибудь всегда будет рядом, когда вы работ аете с электрической сетью переменного тока. Если недалеко будет человек, который сможет набрать 03 в то время, когда вы лежите на полу без сознания, вы будете ему потом очень благодарны. Не сомневаемся, вы - самый осторожный и предусмотрительный человек на земле, и вас никогда и ни за что не ударит током, но на всякий случай и вы достаньте где-нибудь правила оказания первой помощи. А вдруг кто-нибудь ну, разумеется, не вы! Вы можете найти последовательность действий даже в Интернете, введя в строку поиска ключевые слова "оказание первой помощи". Такие же правила легко разыскать и в школе, и в отделе техники безопасности на заводе или в лаборатории. Помощь пострадавшему от удара электрическим током может заключаться в сердечно-дыхательном стимулировании. Однако убедитесь, что вы когда-либо испытывали эту технику, прежде чем применить ее на ком-нибудь, иначе очень легко навредить больше, чем помочь. Информацию о стимулировании сердечной деятельности и дыхания можно найти на сайте. Существует еще один тип электрической энергии, повседневно встречающийся и опасный как для людей, так и для электроники; он называется статическим электричеством. Электричество называется статическим , поскольку представляет собой форму тока, который накапливается на каком-либо изоляторе, как в ловушке, и остается там даже после того, как вы отключили источник питания. Обычные же токи - как переменные, так и постоянные - в отсутствие питания исчезают. Древние египтяне открыли явление статического электричества, когда они проводили по кошачьей шерсти гладкими кусочками янтаря. После подобной процедуры янтарь и кошачья шерсть притягивались друг к другу какой-то неведомой силой. Точно так же два клубка кошачьей шерсти, которые были натерты янтарем, отталкивались друг от друга. Хотя египтяне и не понимали этой мистической силы, они знали о ней четыре тысячи лет назад, и доказательством тому были их вечно исцарапанные руки. Для прямых наследников египетских фараонов - мы настоятельно не рекомендуем идти тренироваться на кошках. Статическое электричество накапливается до тех пор, пока оно не получает возможности рассеяться или как-то вырваться на свободу. В большинстве случаев со временем накопленный заряд рассасывается самостоятельно, но иногда он может "выстрелить" сразу. Молния- одна из наиболее распространенных форм мгновенно высвобождающейся энергии статического электричества. Разработчики стараются сделать так, чтобы электронные компоненты могли выдержать статическое электричество. Так, например, большинство обычных конденсаторов элементов, накапливающих в электрическом поле энергию хранят очень малые заряды в течение очень малых периодов времени, но иногда применяются и такие чаще всего в блоках питания , которые могут хранить небезопасный для жизни заряд в течение часов. Осторожно работайте с крупными конденсаторами, которые могут накапливать значительный заряд, чтобы не получить удар током. Бенджамин Франклин, впрочем, как и другие ученые того времени, знал о статическом электричестве весьма немного. Несмотря на это, одним из его многих изобретений является первый мотор, работающий целиком от статического электричества. Хотя сегодня этот двигатель представляет собой не более, чем любопытный с научной точки зрения факт, он доказывает еще раз, что статическое электричество - это такая же полноценная форма электричества, как переменный и постоянный токи. Представьте себе двигатель без батареи. А Бенджамину Франклину приходилось представлять себе такие неправдоподобные вещи каждый день, потому что первые батареи были изобретены только после его смерти. Честь их изобретения принадлежит Алессандро Вольта год , вот почему его именем названа единица измерения электродвижущей силы силы притяжения между положительными и отрицательными зарядами. И хотя старина Франклин не застал батареи, именно он первый придумал термин "статика", описывающий физические явления в его аппарате, который накапливал статическое электричество на заряженных стеклянных пластинах. Вы и сами наверняка сталкивались со статическим электричеством, пересекая комнату, пол в которой был укрыт густым ковром. Когда вы идете по такому ковру, ваши ноги трутся о его мех, и тело накапливает заряд. Случись вам коснуться металлического предмета, например дверной ручки или металлической раковины, и накопленный заряд моментально разрядится, в результате чего вас слегка стукнет током. Электростатический разряд происходит при очень высоком напряжении и чрезвычайно низких токах. Даже простое расчесывание волос в сухой день может привести к накоплению статического заряда с напряжением в десятки тысяч вольт, но ток его освобождения будет столь мал, что вы вряд ли даже почувствуете покалывание. Именно низкие значения тока не дают статическому заряду нанести вам вред, когда происходит мгновенный разряд. Однако многие компоненты, которые используются в электронном оборудовании, - от простых транзисторов до сложных интегральных микросхем - весьма чувствительны даже к небольшим статическим напряжениям. А уж больших значений напряжений транзисторы и ИС боятся независимо от величин токов. Среди таких чувствительных компонентов следует упомянуть КМОП-транзисторы и микросхемы и большинство компьютерных микропроцессоров. Остальные электронные компоненты также чувствительны к сверхвысоким уровням электростатических напряжений, но с опасными для них уровнями мы редко сталкиваемся в повседневной жизни. Больше о КМОП-технологии, транзисторах и других радиоэлементах вы сможете прочитать в главе 4. И все же не все электронные компоненты чувствительны к статике; однако ради их же безопасности желательно всегда соблюдать правила работы в антистатической среде. О самих же компонентах более подробно написано в главах 4 и 5. Советы по предотвращению накопления статического электричества. Можно с уверенностью заявить, что в большинстве электронных проектов, которые вы когда-либо захотите сделать, будет содержаться как минимум несколько радиоэлементов, уязвимых воздействию электростатического разряда. Однако вы всегда можете предпринять простые шаги, чтобы воспрепятствовать опасности электростатики. Такой коврик должен значительно уменьшить или вообще исключить возможность накопления электростатического заряда на столе и вашем теле в процессе работы с электронными устройствами. Антистатические коврики представляют собой покрытия, которые могут подходить для пола или стола. Настольные коврики выглядят как пористые поверхности, но на самом деле представляют собой проводящую пену. Вы можете и даже должны проверить ее проводимость, коснувшись выводами мультиметра инструмента, узнать о котором во всех подробностях вы сможете в главе 9 разных сторон коврика с его противоположных по длине концов; показания при этом измеряются в омах. В результате вы должны получить какую-то конечную величину сопротивления, но никак не разорванную цепь цепь, сопротивление которой равно бесконечности; см. В качестве дальнейшей меры, препятствующей уменьшению опасности появления статического заряда, при работе с электронными устройствами можно использовать антистатический наручный браслет. Такой браслет, подобный тому, что изображен на рис. Вообще, это средство - самое надежное против электростатики, и при этом самое дешевое. Большинство таких браслетов стоят не более 5 долларов, и с лихвой окупают каждую потраченную копейку. Чтобы использовать браслет, нужно просто закатать рукав рубашки, снять все украшения, часы и другие металлические вещи, а затем обмотать браслет вокруг запястья и затянуть. Провод с защелкой на конце нужно присоединить к какому-либо предмету с потенциалом земли, как это поясняется в краткой инструкции, идущей в комплекте с браслетом. Правильный выбор одежды может заметно повлиять на скорость накопления статического заряда на вашем теле. Старайтесь всегда, когда это возможно, носить одежду из натуральных тканей, таких как хлопок или шерсть. Избегайте ношения тканей из полиэстера и ацетата, потому что как раз такие материалы обладают способностью хранить статическое электричество. Лабораторный халат будет не только очень внушительно выглядеть на вас как будто вы обладаете парой ученых степеней , но и значительно уменьшит риск электростатического разряда. Халаты продаются по весьма умеренным ценам во многих специализированных магазинах, да и в магазине радиотоваров или ближайшем хозяйственном также имеет смысл поискать спецовку или передник. Инструменты, которые вы используете, работая с радиоэлементами, также могут накапливать электростатический заряд. Фактически даже значительный заряд. Если ваш паяльник работает от домашней электросети, заземление будет служить наилучшей защитой от разряда статики. Здесь будет даже двойная польза: В самых дешевых паяльниках используется только двухжильный провод, то есть соединение с землей отсутствует как таковое. Присоединить землю к такому инструменту безопасным и надежным способом практически невозможно, поэтому будет лучше, если вы потратите еще немного денег и купите новый, более серьезный паяльник. Если вы заземлили себя с помощью антистатического браслета, то вам уже не требуется заземлять все металлические инструменты, такие как отвертки, кусачки и т. Ведь теперь все статическое электричество, накопленное этими инструментами, стечет через браслет на землю. Подавляющее большинство любительских электронных поделок работают от простых батареек. Это достаточно просто, но иногда для схемы требуется больше тока или более высокие значения напряжений, чем может дать батарея. Вместо того, чтобы самостоятельно собирать источник питания, который бы преобразовывал переменный ток из домашней электросети в переменный, намного безопаснее использовать заводской настенный компактный преобразователь рис. Такой преобразователь имеет внутри трансформатор и все остальные необходимые для преобразования детали, и до тех пор, пока вы не полезете его разбирать, можете считать себя в безопасности. Вы можете купить преобразователь напряжений как сам по себе, так и в качестве довеска к какому-либудь электронному устройству. Новый преобразователь можно достать практически в любом магазине для радиолюбителей. И, наконец, можно приобрести уже бывший в употреблении прибор. Однако проще всего хорошенько поискать и найти дома преобразователь напряжения от радио- или мобильного телефона либо что-нибудь в этом роде. Просто проверьте значения выдаваемых тока и напряжения, которые обычно пишут прямо на корпусе преобразователя, и решите, подходит ли он к вашей схеме. Иногда все же приходится работать со схемами, которые требуют потребления тока непосредственно от розетки В. В таком случае вам уже не удастся ограничиться относительно безопасными батарейками, и не получится спрятаться за преобразователем напряжения. При работе с такими схемами всегда проявляйте предельную осторожность. И даже будучи супервнимательным, вы можете еще уменьшить риск при работе с переменным током от домашней электросети, следуя таким простым правилам. Простой кусок пластика отлично оградит вас от опасности поражения электрическим током. Не используйте предохранители со слишком высокими значениями предельного тока и уж точно никогда не используйте "жучки". Это поможет вам уберечься от случайного касания элементов, находящихся под напряжением. Второй рукой вы будете пользоваться рабочими инструментами. Таким образом, вы точно избежите ситуации, когда одной рукой вы можете коснуться оголенного провода, а второй - земли. Подобная неосторожность приведет к тому, что ток потечет от одной руки к другой, прямо через ваше сердце. Пусть в те моменты, когда вы разбираетесь со схемами переменного тока, рядом будет кто-то, кто сможет оказать вам помощь, случись что. Наилучший вариант - когда кто-нибудь, кто хоть немного разбирается в схемотехнике, проверит свежим глазом вашу схему до того, как вы впервые подадите на нее питание. Во время тестирования схем, работающих от источника переменного тока, в первую очередь отключите питание. И не просто выключите его кнопкой на корпусе, а выдерните шнур из розетки. Чтобы понять, что в действительности означает эта цифра, достаточно сказать, что ту же температуру можно получить в духовке, выставленной на максимальную температуру. Можете себе представить ощущения, если вы вдруг дотронетесь до наконечника паяльника. В большинстве электронных схем вполне достаточно совсем небольшого паяльника, вместо того чтобы сразу браться за автоген, напоминающий оружие Терминатора. В главе 8 процесс пайки будет рассмотрен более детально, пока же мы ограничимся перечислением мер безопасности, которые нужно постоянно держать в голове. Никогда не кладите разогретый паяльник прямо на стол или рабочую поверхность. В противном случае вы рискуете устроить пожар или обжечь руки. Иначе горячий паяльник можно легко выдернуть из крепления и уронить на пол. А может, даже на колени! Убедитесь, что ваше рабочее место оборудовано хорошей вентиляцией, препятствующей скоплению вредных паров. Не горбьтесь над столом во время паяния, потому что пары могут распространиться прямо вам в лицо. Если вы не можете четко рассмотреть место соединения пайкой, лучше использовать увеличительное стекло, чем подносить плату близко к лицу. В качестве альтернативы обычным припоям вы можете использовать бессвинцовый проволочный припой, специально разработанный для пайки электроники. Кстати, никогда не используйте серебряный и кислотный припой для работы с электроникой - они могут серьезно испортить вашу схему. Вы рискуете повредить или схему, или паяльник, а то и получить удар током. Пусть лучше летит, а если с ним что-то случится - купите новый. По неписаным законам Мерфи вы непременно схватите его за горячий конец. Поверьте - испытывать на себе температуру разогретого паяльника не стоит даже ради получения бесценного опыта. Итак, может показаться, что авторы действуют в стиле чересчур заботливых мамочек, советующих укутаться потеплее перед выходом на улицу, но в интересах практической безопасности при работе с электроникой мы еще раз настоятельно рекомендуем носить правильную одежду и защитные приспособления. Вот несколько дельных рекомендаций. Это поможет вам избежать попадания в глаза посторонних предметов и даже паров олова. В конце концов, вы ведь не хотите, чтобы вам в глаз выстрелил осколок откусываемого провода?! Вообще - следует закатать рукава, заправить рубашку и снять галстук, если вы всегда надеваете последний, идя работать. Согласно директиве Европейского союза "По ограничению применения некоторых вредных веществ в электронном оборудовании" с 1 июля года все производство электроники обязано перейти на бессвинцовую пайку. При этом припои или радиокомпоненты, содержащие свинец, могут использоваться только в случае, если предприятие берет на себя обязательство по переработке изделия после окончания срока его эксплуатации. Большинство крупных производителей уже достаточно давно предлагает как припои без РЬ, так и микросхемы и элементы, предназначенные для пайки такими припоями. Снимайте металлические украшения, работая с опасными напряжениями. Если вас вдруг ударит током, то в месте соприкосновения металла с кожей могут остаться ожоги. Еще можно как-то понять кольцо на пальце, но стоит хорошенько подумать, прежде чем работать с золотой цепью толщиной с мизинец на шее. Часть II Ряд 5, стеллаж с инструментами: Наступило нремл узнать, какие элементарные "кирпичики" вам нужно собрать для того, чтобы построить свою первую электронную схему. В главах этой части речь пойдёт о закупке в магазине необходимых инструментов, некоторых советах по хранению разного рода электронного хлама и, наконец, об оборудовании вашего рабочего места. Затем вы подробно узнаете о дюжине различных электронных компонентов - резисторах, конденсаторах и транзисторах, - которые им придется применять практически во всех схемах. Вы найдете для себя ответы на такие вопросы, как "Что они делают? А теперь забудьте про все эти резисторы и токи с напряжениями. Вам, вероятно, не терпится с головой окунуться в действительно интересную практическую сторону электроники: Каждое хобби можно охарактеризовать его собственным инструментарием и используемыми материалами. Электроника не является исключением из этого ряда. Вам, несомненно, понравится играться рабочими инструментами - от скромной отвертки до высокоскоростной дрели - особенно, если вы преуспеете в их правильном подборе. Вы можете уже иметь дома некоторые или даже все инструменты. Если так, то вы находитесь во всеоружии и опережаете график. Соберите их, сложите в один ящик и Однако, если вы не знаете, с чего начать, и не имеете нужных вещей - не расстраивайтесь. Вам вряд ли понадобятся все до единого инструменты, описанные в этой главе, а собирать их можно по ходу того, как они вам будут нужны. И, кстати, глава отнюдь не претендует на право быть всеобъемлющей. Например, здесь мы не будем подробно обсуждать инструменты для пайки или тестовое оборудование. Больше о всевозможных паяльниках и припоях вы сможете узнать в главе 8, а об аппаратуре для тестирования схем - мультиметрах, логических пробниках и осциллографах - в главах 9 и Наконец, почитать о некоторых специальных инструментах, предназначенных для изготовления печатных плат, можно в главе Ручные инструменты - это главный отряд в армии вашей мастерской. С их помощью вы будете закручивать винты, отрезать провода, сгибать неподатливый металл и выполнять многие другие практические задачи. В следующих разделах будут описаны основные ручные инструменты и задачи, для которых они понадобятся. Вы обязательно должны знать, что это такое, если только вас не взрастила стая волков в диких джунглях. Мы используем отвертки для скрепления вещей и наоборот - для разнимания деталей, скрепленных резьбовыми соединениями. Отвертки бывают множества видов и размеров. В электронике вам обычно будут нужны небольшие; например, такие, которые можно найти в так называемом "наборе часовщика", исключительно удобном для работы с миниатюрными предметами, повсеместно встречающимися в электронике. Винты имеют широкую гамму головок: Соответственно, в каждом конкретном случае вам нужны отвертки, подходящие под нужную головку. Кроме всего прочего, убедитесь, что вы выбрали отвертку нужного диаметра. Это особенно важно при закручивании винтов с крестообразными головками. Каждый вид отверток имеет несколько размеров, а использование неправильного размера может запросто привести к порче головки винта. Так что мы рекомендуем купить сразу набор отверток - таким образом вы наверняка будете иметь нужный размер в любом случае. С чего бы это как вы думаете винты бывают разных видов? На самом деле, точно этого не знает никто, но, вероятнее всего, здесь что-то непостижимым образом связано с загадочными кругами, которые оставляют пришельцы из космоса на полях бедных британских фермеров. Ладно, шутки в сторону! Каждый вид головки имеет свои собственные преимущества, что может оказаться полезным для его практического применения в том или ином случае. Вот список их преимуществ и недостатков. В большинстве случаев люди, работающие отвёртками, предпочитают обычные головки с плоской канавкой посередине, потому что такие винты можно закручивать при помощи широкого спектра отвёрток с разными размерами лезвий. Однако следует помнить, что все равно правильно закручивать винты только с помощью отвёртки соотвествующего размера. Крестообразные винты легче использовать при полуавтоматическом или автоматическом. Отвертка благодаря большей степени симметрии быстрее попадает в вырез на плеске и имеет нужный контакт. Такие свойства делают крестообразный шлиц практически незаменимым при конвейерной сборке, и вы, скорее есего, встретите крестообразные винты в купленных вами, готовых электронных изделиях. Головки с шестигранным шлицем и шлицами другой формы хорошо обеспечивает надежный, нескользящий контакт отвёртки с винтом. Такие головки могут пригодиться, если хочется потуже затянуть винт как, например, в высокоскоростном станке, где детали постоянно двигаются относительно друг друга, или в автомобиле. Подходит для закручивания отверткой с плоским лезвием. По распространенности прочно занимает второе место после винтов с плоским шлицем. Для того чтобы закрутить такой винт, необходимо использовать шестигранную отвертку или набор Г-образных шестигранных ключей они еще называются ключами Аллена или торцовыми ключами. Неважно, что именно вы найдете, вы должны твердо помнить: Обычно производители используют большинство таких винтов для каких-то специфических проектов и распространяют их только среди дистрибьюторов, так что вы вряд ли будете часто сталкиваться с ними в работе. Иногда они имеют собственные названия: Впрочем, не стоит заботиться о покупке таких винтов, если только они не будут позарез нужны. Как и для шестигранного шлица, необходимо использовать ту и только ту отвертку, которая подходит к данной конкретной головке по форме и размеру. При работе с винтами малых диаметров очень полезным оказывается иметь отвертку с намагниченным наконечником. В таком случае можно подобрать отверткой винтик, насадить его на наконечник и правильно направить в отверстие все это время он будет держаться на кончике отвертки благодаря магниту. Ловкость рук и никакого мошенничества! Если же у вас уже есть хорошие отвертки, но они не имеют намагниченных наконечников, можно купить в магазине намагничивающее устройство и самостоятельно как намагничивать, так и размагничивать отвертки и другие инструменты. Не все винты делают из металлов. Есть и такие резьбовые соединения, винты в которых сделаны из пластика, так что в этом случае намагничивание мало чем поможет. Впрочем, и не все металлические винты поддаются магниту: А вот совет для тех, кто до сих пор использует ненамагниченные отвертки и затрудняется попасть винтом в нужное отверстие. Купите в любом хозяйственном магазине небольшой пакетик с обычной оконной замазкой, нанесите маленький ее кусочек на кончик отвертки и прикрепите к нему тот самый винт. Такое соединение достаточно прочно для того, чтобы можно было вставить винт в отверстие и начать закручивать. Инструменты по обрезке и зачистке проводов являются обязательными в списке радиолюбителя. Как видно из названия, областью их использования является откусывание проводов и зачистка их от изоляции. Соединение кусачек и инструмента по зачистке в "лице" можно видеть на рис. Такие инструменты легко найти в любом магазине радиотоваров или даже хозяйственном магазине в соответствующем отделе. При использовании специального инструмента для зачистки проводав вы легко можете правильно выбрать диаметр последнего см. Вы также сможете удалять с провода только изоляцию, не повреждая и не обрезая сам проводник. Для измерения толщины провода в странах Северной Америки используется специальная единица- так наэлпемнй "калибр" gauge , или AWG American Wire Gauge - калибр согласно американскому стандарту на диаметр проводов. Чем меньше калибр, тем больше провод. Наименьший провод, искользуемый в электронике, имеет 30 калибр и применяется для пайки на печатных платах подробно об этом см главу Для зачистки такого тонкого провода крайне рекомендуется использовать только специальный инструмент. Для обычного монтажа радиодеталей используются провода с диаметрами от 20 до В большинстве схем, предлагаемых в данной книге, вы также будете пользоваться им. Для особых работ, таких, как обмотка электродвигателей, лучше использовать провода с диаметрами единиц. Для понимания данной системы единиц скажем следующее: Больше о проводах и их калибоах можно будет прочесть в главе 5. Многие радиолюбители предпочитают покупать инструменты для откусывания и зачистки проводов отдельно, ведь какой-то один из этих инструментов затупится быстрее, чем другой в зависимости от вида работ и типа используемых проводов. К тому же, отдельные инструменты стоят дешевле комбинированных, и в случае замены их в будущем по одному, вы. Для зачистки проводов можно пользоваться и обычными кусачками, которые изображены на рис. С их помощью можно откусить провод непосредственно у поверхности печатной платы. Такой инструмент позволяет комфортно работать с проводами с 30 по 16 калибр, но более толстый провод может повредить или затупить режущие кромки. Для таких применений используют косые острогубцы или плоскогубцы. В нашей стране и странах Европы распространена обычная метрическая система, то есть все диаметры измеряются в миллиметрах. Хватать и гнуть провода, а также удерживать детали во время сборки схемы помогут плоскогубцы. Для тонкой работы следует использовать пятидюймовые утконосые плоскогубцы или острогубцы , такие как используют ювелиры и часовщики. Инструмент большего размера можно использовать для выполнения общих работ. Следует контролировать, чтобы используемые плоскогубцы также были правильного размера. Применение инструмента меньших, чем нужно, размеров, может серьезно повредить его, а больших размеров - повредить компонент. Увеличительные стекла с 4- или 8-кратным увеличением позволяют приближать и детально исследовать картину вашей работы. Вообще, лупа исключительно удобна при поиске замыканий из припоя, соединений холодной пайкой, непропаев более подробно паяние и связанная с ним терминология будет раскрыта в главе 8. Коэффициент увеличения лупы 4 или 8 означает, что она увеличивает изображение в 4 или 8 раз. Существуют линзы и с другими коэффициентами, но имеющие меньше 4 могут оказаться слишком слабыми, а имеющие больше 8 - слишком. Взгляните на увеличительное стекло, изображенное на рис. Оно прикреплено к регулируемому зажиму из разряда используемых для крепежа небольших деталей. Подобная конструкция ее еще иногда называют "третья рука" может оказаться весьма удобной при паянии или другой работе, когда приходится работать с небольшими деталями, а обе руки заняты. Есть еще один способ пользоваться увеличительными линзами - носить их на голове. Звучит сомнительно, на это действительно так. Само устройство крепится на голове, как обруч, а позицию увеличительного стекла при этом можно отрегулировать, чтобы оно находилось перед глазами. Если стекло уже не понадобится, то его легко отстегнуть. За долгие месяцы и годы увлечения электроникой вы, несомненно, скопите горы разного хлама. Конечно, вам будет хотеться помнить о том, что где лежит, и в этом поможет чемоданчик с отделениями. Такие чемоданы имеют множество ящичков и отделений для хранения гаек, винтов, резисторов, конденсаторов и другой полезной мелочи, Нужно просто выбрать такой чемодан, количество и размер ящиков в котором полностью удовлетворяет поставленным требованиям. Лучше всего выбирать такой, у которого присутствуют как большие, так и малые отделения: Можно порекомендовать делать на каждом отделении пометку о том, что там лежит. Такие пометки можно делать как от руки, так и с помощью специальной машинки типа Brother P-Touch для печати клеящихся этикеток. Для отделений, в которых хранится несколько разных типов деталей, удобно использовать специальные разделители и делать метки для каждой секции отдельно. Не следует писать прямо на ящичках маркером или чем-нибудь еще таким же перманентным. В первую очередь стоит подумать о гибкости в подходе - на тот случай, если вдруг захочется изменить содержимое ящика. Время от времени бывают необходимы обычные слесарные инструменты, особенно если вы будете конструировать и собирать электронные безделушки например, понадобятся пила по металлу или дрель, если вы делаете моторизованную модель приведения на Хеллоуин. Однако не стоит беспокоиться о том, чтобы нестись сломя голову в ближайший строительный магазин за покупкой всех инструментов, которые там продаются. В зависимости от устройства, которое было решено сконструировать, будут нужны те или иные инструменты, другие же могут задействоваться только изредка. Да и все, чего у вас нет, в конце концов нетрудно одолжить. Только будьте добры возвратить то, что взяли, после того, как попользуетесь! Ниже приведено несколько общих рекомендаций относительно того, что стоит иметь радиолюбителю или хотя бы знать, что это есть у соседа, который одолжит инструмент. Самый что ни на есть обычный столярный молоток - как раз то, что нужно. Он также пригодится при изгибах листового металла в случаях, когда вы решили сделать Робота Робби или какой-нибудь другой агрегат в стильном металлическом корпусе. Особенно если с ней в комплекте идет набор полотен. Крупнозубые полотна режут дерево и поливинилхлоридные трубы, а полотна с мелкими зубцами отлично справляются с металлом. Этот инструмент состоит из семи- или десятисантиметровой плоской поверхности, куда вставляется доска, и двух зажимов, образующих канал. Доска кладется на плоскость, а в канал вставляется полотно ножовки; таким образом, при распиле оно уже не съедет в сторону, и разрез будет сделан точно под таким углом, который планировалось получить. Не стоит скупиться на хорошее стусло, крепящееся к верстаку. Например, не следует тратить деньги на деревянное - долго оно не протянет. Лучше приобрести алюминиевое или хотя бы пластиковое, да и стоит такое ненамного дороже. Такой инструмент может оказаться полезным дополнением к вашей мастерской. Пример данного инструмента показан на рис. Лучше купить целый набор, так как тогда они окажутся дешевле в пересчете на штуку, да и никогда точно не знаешь, какой размер понадобится в следующую минуту. Вряд ли понадобится что-то более прихотливое или длинное. Просто купите набор небольших напильников в магазине. Принцип и качество их работы ничем не отличается от собратьев большего размера, а в электронных поделках они несравненно удобнее. При работе с металлом и пластиком предпочтительнее включать дрель на малые обороты. Для выполнения простых, но деликатных работ даже лучше использовать ручную дрель. Чем больше патрон, тем больше диаметр сверл, с которыми может работать дрель. Убедитесь, что они достаточно остры и меняйте их или затачивайте по мере того, как они будут тупиться. Лучше купить сразу набор, а рекомендуемые диаметры для работы с электроникой: Какие-то усовершенствованные тиски вряд ли понадобятся - будет достаточно и небольших, которые крепятся на краю верстака. А не просто держите на стеллаже в своей мастерской. Итак, основные инструменты, которые понадобятся для работы с электроникой, были описаны в предыдущем разделе этой главы. Теперь, когда вы все это имеете, возникает вопрос, где хранить инструменты, чтобы они не путались под ногами в то время, когда не нужны, и одновременно были под рукой, когда понадобятся. Если у вас дома уже есть специальное место, оборудованное под мастерскую, можно повесить некоторые инструменты на стенку именно там. Позаботьтесь о специальном уходе за теми из них, которые используются чаще других: Остальные же можно укромно припрятать в небольшой ящик для инструментов, который будет стоять здесь же, возле рабочего места. Самый простой ящик реально купить за каких-то 10 долларов, а можно даже сэкономить, взяв старый дедушкин пластиковый ящик для рыбацких снастей пластик вполне сойдет, ведь инструменты для работы с электронными устройствами в своем большинстве небольшие и легкие. Такой ящик имеет множество небольших отделений, в них удобно хранить винты и прочую мелочь, остающуюся после сборки схем и безделушек, а в большом отделении отлично поместятся остальные инструменты: Инструменты, которые не нужны каждый день но могут пригодиться. Существует еще немало инструментов, которые помогут более эффективно использовать ваше время, проведенное в мастерской. Их нельзя отнести к категории обязательных, но если они уже пылятся в гараже, то почему бы однажды не найти им применение и в электронике? Этот небольшой станок поможет проделывать всевозможные отверстия гораздо аккуратнее, чем с использованием автоматической дрели. Вы получите полный контроль над углом и глубиной каждого отверстия, ведь для того, чтобы держать обрабатываемую деталь, всегда лучше использовать тиски, а не голые руки. Станок может оказаться особенно удобным, если было принято решение самостоятельно сделать печатную плату относительно технологии их изготовления см. Если обеспечить себя небольшим сверлом, то можно легко и непринужденно проделывать отверстия для посадки выводных радиоэлементов практически в любой плате. Вероятно, все домашние умельцы знакомы с размерами сверл, указанными в миллиметрах: Диаметры сверл выбираются из стандартного ряда, который имеет шаг 0,1 мм. В большинстве случаев такой точности более чем достаточно, и, как правило, остается только уточнить, есть ли такое сверло в магазине или даже дома в ящике с инструментами. Использование станка или циркулярной пилы чрезвычайно заманчиво при необходимости распилить заготовку из дерева или пластика большой длины. Для того чтобы обеспечить прямой разрез, нужно использовать направляющую линейку и зажимы. Если нет уверенности в том, как эта направляющая выглядит или как точно ее использовать, рекомендуем сперва ознакомиться с руководством, прилагаемым к станку. Помните - безопасность прежде всего. Если вы пилите пластик, то потрудитесь поменять диск на мелкозубый, иначе при использовании обычного диска для распила дерева вы рискуете раздробить вашу заготовку. Бор-машинка, или мини-дрель, изображенная на рис. Усовершенствованные, фирменные бор-машинки, как правило, имеют регулируемый контроль оборотов. Для выполнения любой работы при помощи бор-машинки точно так же необходимо выбирать правильный тип и размер сверла. К примеру, не следует шлифовать металл или пластик рашпилем, предназначенным для дерева, потому что опилки материала очень быстро забьют собой шлифующие бороздки на поверхности рашпиля. Правильно выбрать сверло, подходящее к материалу, с которым вы имеете дело, поможет инструкция, прилагаемая к такой минидрели. Факт, проверенный жизненным опытом: Платы, компоненты, да и все остальное тоже должны сиять чистотой, иначе они не будут работать как надо или работать вообще. Особенно высокие требования к чистоте следует предъявлять во время пайки на печатной плате. Грязь на последней приводит к появлению плохо пропаянных соединений, а они, в свою очередь, - к тому, что схема или не будет работать вообще, или работать лишь иногда. Сейчас мы расскажем о некоторых вещах и методах, которые помогут вам содержать свое рабочее место в чистоте и порядке. Возможно, вы уже имеете под рукой все необходимые чистящие средства, подходящие для работ с электроникой, поэтому мы только быстренько пройдемся по дому, чтобы проверить, всем ли вы запаслись. Вот список, которым можно смело руководствоваться. Не рекомендуется применять бытовые распылители с чистящим средством, потому что некоторые из них могут накапливать статическое электричество и, таким образом, повредить схему. Баллон с ним нередко можно найти в хозяйственном магазине. Однако из-за водной основы таких средств запрещается использовать их для очистки схем, тем более находящихся под напряжением, так как вы непременно что-то замкнете. Они продаются как в виде спреев, так и в бутылках со щеточками. Некоторые электрические детали, особенно двигатели, обязательно должны быть покрыты машинным маслом или другой смазкой для нормального функционирования. Не переусердствуйте и не смойте ее с тех деталей, для работы которых смазка необходима. Если уж так приспичило очистить деталь, нуждающуюся в смазке, потрудитесь нанести после окончания работ свежую. В тех электронных устройствах, где используются механические детали, может понадобиться начальная смазка и периодическое ее повторение. В качестве примера можно вспомнить хотя бы шагающего робота. Подвижные соединения в его ногах требуют густой смазки машинным маслом или чем-то еще в том же роде для того, чтобы шарниры могли двигаться плавно. Какой именно вид смазки следует использовать, зависит от применяемой задачи. Не стоит применять масла с антикоррозионными ингредиентами, потому что последние могут прореагировать с пластиком других деталей и расплавить их. Лучше всего купить и светлое машинное масло, и синтетическую смазку в одном из магазинов электроники или бытовой химии, швейной продукции и даже музыкальном. Если помните, Железный Дровосек из Волшебника Изумрудного города сильно нуждался в большой банке машинного масла, чтобы постоянно содержать себя в порядке. Однако в большинстве электронных проектов даже для длительного поддержания их функционирования нужно совсем чуть-чуть смазки. Отличной альтернативой машинному маслу в бутылях и железных банках может служить жидкая смазка в шприцах. Как видно из наименования, такая смазка продается в гибких цилиндрических баллончиках, по форме напоминающих медицинский шприц. Его "игла" представляет собой узкий носик, который идеально подходит для работы в труднодоступных местах. Такие шприцы продаются в магазинах электротоваров и в некоторых фото- и музыкальных магазинах. Некоторые механические компоненты не требуют наличия смазки и даже могут повредиться, если нанести на них масло. Существуют самосмазывающиеся пластики, которые теряют свои свойства, если окажутся подвергнуты воздействию масел на основе нефтепродуктов. Так что не спешите наносить смазку до тех пор, пока не будете на сто процентов уверены в том, что данный узел или деталь требует ее наличия. Лучше всего, особенно если устанавливается на место какой-то механический узел видеомагнитофона или CD-плейера, обратиться к инструкции производителя. Наконец, несмотря на определенные удобства в использовании распыляющихся синтетических смазок как например, WD , не стоит применять их в электронных устройствах. Вот два главных фактора, препятствующих этому. Спрей может попасть на многие близлежащие детали, которые совсем не должны быть покрыты смазкой. Хорошо сбрызнув устройство, вы рискуете получить осадок на тех элементах, которые в процессе работы должны обеспечивать электрический контакт друг с другом. Соответственно, если распыление приведет к нарушению контактов, схема не заработает. Работая с электроникой, можно использовать еще море других удобных средств для очистки, обслуживания и конструирования ваших поделок. Список таких полезных вещей включает следующее. Советуем избегать дешевых кисточек, щетина которых со временем выпадает. Лучше купить сразу пару кистей - одну тонкую и одну толстую, чтобы можно было выполнять любой тип работ по очистке. Еще можно использовать зубные щетки только сначата неплохо бы их промыть от остатков пасты и хорошенько просушить. Такую кисточку можно приобрести в фотоотделе крупного магазина. Очистители обычно продаются в виде спреев, но можно их распылять сначала на кисточку, а затем ей уже и удалять грязь с контактов. Можно приобрести упаковку подобных салфеток в любой аптеке. Марля всегда очень чистая фактически она должна быть стерильной и не оставляет после себя тканевой пыли или ниток. Она весьма удобна для деликатной очистки радиодеталей. Хранящиеся в нем штучки для индивидуального ухода помогут вам соскоблить въевшуюся в печатную плату грязь и очистить электрические контакты. Однако следует соблюдать осторожность, вытирая грязь с поверхности печатной платы, поскольку несложно и "натереть" статический заряд. Во избежание подобных неприятностей убедитесь, что используете натуральный ластик розового цвета, а не изготовленный из полимера. Полимерные резинки могут оставить на плате грязь, которую потом значительно трудней вывести, чем ту, ради который вы брали эту резинку в руки. Она заполнит трещины и сколы, тем самым облагородив внешний вид ваших электронных поделок. Конструкторские работы во многих электронных проектах предусматривают использование клеящих веществ того или иного рода. К примеру, чтобы закрепить небольшую печатную плату внутри небольшого пластмассового корпуса, приходится сделать пару мазков клея. В зависимости от типа задачи, можно использовать как обычный бытовой клей, так и эпоксидный или цианакрилатный, а то и двухстороннюю клеящую ленту или термопистолет с расплавленным силиконовым клеем. Ниже приведен список наиболее удачных решений. Он выпускается промышленностью в небольших банках и сохнет от 10 до 30 минут однако полное время высыхания составляет до 24 часов. Этот клей идеально подходит для склейки дерева и других пористых материапов. Непосредственно перед применением вы должны смешать равные части содержимого тюбиков и нанести получившуюся смесь на склеиваемые детали. Большинство эпоксидных клеев сохнет от 5 до 30 минут, но полное затвердение и в этом случае занимает до 12 часов. Место склейки эпоксидным клеем получается очень крепким и успешно противостоит жидкости. Однако используйте его очень осторожно, потому что с той же легкостью можно склеить и пальцы. При склейке гладких и идеально прилегающих поверхностей отлично подходит обычный цианакрилатный клей; если же поверхности не особенно плотно прилегают друг к другу, можно попробовать более вязкий, заполняющий впадины цианакрилат. Такая лента идеа k ьно работает для крепления печатных плат в корпусе или надежной стяжки свободно болтающихся деталей. Лента удобна тем, что можно отрезать кусок практически любой формы и размера, который требуется, а если нужно заполнить широкую щель, то нетрудно наклеить ленту в несколько слоев. Перед поклейкой следует убедиться, что склеиваемые поверхности сухие и тщательно вытерты от пыли и грязи. Чтобы нанести такой клей на место склейки, достаточно всунуть силиконовую палочку в термопистолет, включить его в сеть и подождать, пока он разогреется. Время высыхания клея составляет всего около 2 минут. Сам силикон водостоек и в расплавленном состоянии заполняет все щели и неровности, то есть служит герметиком. Правильный выбор места, где вы планируете оборудовать свою лабораторию, так же важен, как и грамотная разработка самих электронных проектов и ассортимент рабочих инструментов. Так же, как и в операциях с недвижимостью, для радиолюбительской лаборатории справедлив принцип приоритетного места расположения. Удачно заняв угол в доме или квартире, вы не только самоорганизуетесь, но и получите еще большее удовольствие от экспериментов с электроникой. Нет ничего хуже, чем работа на заваленном рабочем месте при скудном освещении в помещении с затхлым воздухом. Идеальное рабочее пространство не должно изменить свои очертания, если вы оставите его на несколько часов или даже дней. Также было бы отлично, если бы оно оставалось труднодоступным или вообще недоступным для ваших детей. Любопытные дети и электроника несовместимы практически ни в одной пропорции! Итак, вы уже придумали, где дома вы сможете найти прибежище и обустроить место для работы с электроникой? Если еще нет, то последующие разделы помогут вам решить этот вопрос окончательно. Перед началом практических работ по электронике хорошо подумайте над тем, где именно в вашем доме вы собираетесь работать долгими вечерами. Идеальным местом для оборудования вашей мастерской является гараж, поскольку там можно паять, пилить и строгать, не опасаясь за свой новый ковер. Вам не потребуется так уж много места - всего примерно 1 на 1,5 метра. Рабочее пространство можно устроить где-то сбоку и парковать машину как и раньше, если только там сбоку у вас уже не стоят велосипеды, газонокосилка, старые игрушки и черт знает что еще. В городской квартире или доме можно использовать комнату, но только если она удовлетворяет хотя бы основным требованиям к мастерской и лаборатории. Если в комнате уже лежит ковер, то неплохо бы прикрыть его каким-нибудь защитным покрытием, чтобы воспрепятствовать накоплению статического электричества - например, использовать антистатический коврик. Более подробно о мерах антистатической безопасности вы могли прочесть в главе 2. Кроме снижения риска статического разряда, использование специального покрытия позволит вам сразу убить и второго зайца: После этого покрытие станет как новенькое, а что касается выбивалки, то она и подавно останется в идеальном состоянии еще много лет. Вообще-то спальня, кладовка или общая комната тоже могут оказаться приемлемыми для использования в роли мастерской, но лучше, если уж на то пошло, расчистить себе угол, в котором, кроме ваших инструментов, ничего не будет. Случается так, что приходится оставлять электронный проект на ночь или даже на неопределенное время, и хочется потом найти свою работу в том же виде, в каком ее отложили. Если же ваше рабочее место находится в жилом пространстве дома, то желательно крайне желательно после окончания работы прятать его. Во время работы вы могли порядком насорить, особенно в середине процесса отладки проекта. В таком случае небольшая складная ширма поможет отлично скрыть ваше рабочее пространство, особенно если оно занимает угол в жилой комнате. Если ваше рабочее место доступно другим членам семьи, то проследите, чтобы интегральные схемы и острые предметы не падали на пол - наступив на них, ваши близкие вряд ли испытают приятные ощущения! Еще лучше вообще ограничить доступ к рабочему месту тем, кто не знаком с правилами безопасности при обращении с электричеством и электроникой. Обычно наибольшее любопытство ко всем интересным штучкам проявляют дети, поэтому, если ониу вас есть, лучше держать схемы, инструменты и все остальные запасы где-нибудь на высокой полке или за закрытой дверью, вне пределов детской досягаемости. Если же вас не удивляет идея работать в спальне или кладовке, то в один прекрасный день вам может взбрести в голову мысль расположить мастерскую в туалете. Тогда просто плотно закройте дверь, и никто не догадается, что на самом деле вы строите межгалактический космический корабль со встроенной кофеваркой. Не столь уж важно, где именно вы организовали свою мастерскую - давайте лучше рассмотрим климатические условия на вашем рабочем месте. Если там, где вы работаете, холодно, жарко или сыро - откажитесь от этого места. В целях изоляции можно применять стекловолокно, рулоны которого стоят относительно недорого, а установка требует только наличия инструмента для крепления скоб. Правда, стекловолокно может быть опасным, если вдыхать его пыль - потому упрямо соблюдайте все рекомендации, изложенные в инструкции по ее монтажу. При самостоятельном оборудовании вашего рабочего места стекловолоконной изоляцией надевайте перчатки, очки и респиратор. Если рабочее помещение находится ниже уровня грунтовых вод, то на полу может скапливаться вода. Из соображений безопасности при работе с электричеством следует избегать мест, где пол мокрый или даже чуть влажный. Этот шаг воспрепятствует попаданию влаги с улицы на ваш рабочий проект. Вы также не столкнетесь с травой, песком или всякими букашками на печатных платах. Особенно неприятно, когда под кучей печатных плат начинают вить паутину ядовитые пауки - и такое случается! Вам не потребуется очень большой и усовершенствованный верстак. Его размер лучше всего подобрать, исходя из типов задач, которые планируется решать с его помощью, но для большинства из них можно смело посоветовать поверхность метр на полметра. А может быть, у вас уже имеется небольшой письменный или чертежный стол, который можно приспособить и под верстак. Выпилите под нее ножки длиной примерно 75 см из брусьев толщиной не менее 5 см и прикрепите их, используя поперечные брусья. Все материалы можно легко приобрести в любом хозяйственном магазине. Из соображений экономии можно взять и полое дверное полотно, но сплошное прослужит намного дольше и не будет прогибаться под большим весом. Кроме того, столешницу можно сделать и полностью самому, используя хорошую толстую фанеру или ДСП. Соорудите верстак, поставив полотно на пару пильных козел. Преимущества такой конструкции состоит в том, что, когда вы не работаете, верстак может постоять разобранным за дверью. Такое покрытие действует как смягчающая подушка при падении печатных плат, ящиков и инструментов. Если и вы решите использовать кусок ковра, то возьмите новый, чистый кусок и обрежьте его до нужных размеров. Чем короче ворс, тем лучше вы не будете терять в нем мелкие радиоэлементы. Неплохо приобрести коврик, предварительно обработанный антистатиком или, еще лучше, содержащий антистатические металлические нити. Сомнительный совет, поскольку паять или пилить на коврике настоятельно не рекомендуется. Помните - работая над проектом, вы будете проводить за рабочим местом целые часы. Вы вполне можете сэкономить, купив небольшой или недорогой стол, но если вы до сих пор не имеете удобного стула, поставьте его на первое место в вашем списке необходимых приобретений. Убедитесь, что высота стула установлена подходящей для вашего верстака. Неудобное сидячее положение может легко привести к болям в спине и повышенной усталости. Рассказы бывалых радиолюбителей пестрят упоминаниями о том, как из всякого подручного хлама собирались великолепные схемы. Этот самый хлам использовался в роли радиодеталей, которые являются основными рабочими элементами схемы. Хотя соединить между собой кусками провода можно даже просто батарейку и электрическую лампочку, и эта схема также будет называться электронным устройством, все же под настоящими приборами чаще понимают те, в которых используется целый арсенал резисторов, конденсаторов, диодов, транзисторов и интегральных схем. Все перечисленные выше радиоэлементы представляют собой "кирпичики", из которых строится любая радиолюбительская поделка. Ассортимент радиодеталей и способы их взаимных соединений однозначно определяют принцип функционирования электронной схемы. Будучи связанными в одной последовательности, несколько резисторов, конденсаторов и транзисторов составляют простую электронную сирену; соединив же их по-другому, не так уж сложно сделать мигающий дорожный знак для вашей любимой железной дороги на радиоуправлении. В этой главе вы сможете прочесть информацию об электронных радиодеталях, наиболее широко встречающихся в схемах: Поскольку для того, чтобы стать профессионалом в электронике, нужно уметь с легкостью узнавать радиоэлементы по внешнему виду, вам предстоит выучить их отличительные свойства. Как вы помните, электрический ток представляет собой не что иное, как направленное движение электронов по проводнику. Чем больше электронов принимают участие в этом движении, тем сильнее будет ток. Резисторы - элементы, обладающие сопротивлением, - были названы так за свою способность сопротивляться току resisto - "сопротивляться" в переводе с латинского , протекающему через них. Можно сказать, что резисторы представляют собой элементы, тормозящие электроны. Контролируя ток, протекающий через резистор, можно заставить схему функционировать по-разному. Резисторы, как правило, представляют собой самые первые "кирпичики" электронных схем, поэтому вы встретитесь с ними в абсолютном большинстве проектов. Вот несколько функций, которые могут выполнять эти элементы. Как ребенок, дорвавшийся до сладостей, светодиоды, если не ограничить их искусственно, попробуют поглотить ток практически любой величины, но если дать им слишком много току - они просто сгорят. Для ограничения тока, протекающего через СИД, очень удобно использовать резистор. Это легко выполнить, имея под рукой резисторы. Соединив два резистора последовательно, как показано на рис. Полагая, например, что оба резистора имеют одинаковые сопротивления, можно сделать вывод, что раз они тормозят электроны в равной мере, напряжение в точке их соединения будет равно половине приложенного ко всему узлу напряжения. Если же поставить резистор на входе транзистора, то можно изменить нужным образом его коэффициент усиления. Ладно, - надеемся, идея уже понятна. Если же поставить резисторы на входах чувствительных транзисторов или интегральных микросхем, то тем самым входной ток ограничится до нужных значений. Хотя такое включение и не является стопроцентной гарантией от перегрузок токов, оно сэкономит вам немало нервов и денег, особенно если подумать, сколько времени ушло бы на поиск и устранение неисправности в схеме. Раз уж мы договорились, что резисторы служат своеобразными тормозами для электронов, то теперь следует понять, насколько же сильно нужно вдавить педаль в пол, чтобы получить требуемый поток электронов. Причем такой контроль может включать в себя и изменение сопротивления резистора "на ходу". Даже аматоры радиоэлектроники знают, что сопротивление измеряется в омах, и на схемах часто обозначается прописной греческой буквой омега: Чем выше значение сопротивления в омах, тем больше резистор тормозит ток, протекающий через него. Чтобы понять, как можно изменить сопротивление проводника, полезно будет узнать, что существует два основных типа резисторов: Вот чем они отличаются. Значение сопротивления можно расшифровать по цветовой маркировке на корпусе резистора. Зашифрованный код начинается ближе к одному из краев резистора и может состоять из четырех, пяти и иногда шести полосок разного цвета. Порядок полосок и разрядов, обозначаемых ими, приведены на рис. Обычно максимальное значение сопротивления потенциометра обозначается на его корпусе. Более подробно о них можно будет прочесть в разделе "Подкручивая потенциометр". Не все резисторы имеют цветовую маркировку. Иногда значение сопротивления может быть отпечатано прямо на корпусе. Это делают для так называемых точных резисторов: Более подробно о них вы сможете узнать буквально через пару абзацев. Как мы уже выяснили на предыдущих страницах, абсолютное большинство выводных резисторов имеет цветовую маркировку, однозначно определяющую их сопротивление в омах. Цветовой код представляет собой стандарт, принятый во всем мире и используемый вот уже на протяжении десятилетий. Однако, хотя цвета полосок и отвечают требованиям этого стандарта, самих полосок может быть четыре или пять в зависимости от точности номинала данного элемента. Резисторы стандартной точности имеют на боку всего четыре полоски. Допуск номинала таких резисторов составляет не менее 2 процентов обозначенного на нем номинала. То есть номинальное и реальное значения сопротивлений стандартного резистора могут отличаться не более чем на 2 процента. В 99 процентах радиолюбительских проектов такой точности оказывается вполне достаточно. Однако есть еще и высокоточные резисторы; они имеют 5 полосок, и их допуск сопротивления - не более 1 процента от номинала. Более подробно о таких резисторах вы сможете прочитать в разделе, который называется "Пару слов о высокоточных резисторах" ниже в этой же главе. Ну, а теперь пришло время узнать, что собой представляют полоски на резисторах стандартной точности. Предположим, что некий резистор имеет четыре полоски: Две первые полоски обозначают два первых разряда значения сопротивления резистора. Третья же показывает множитель, и в данном случае она имеет красный цвет, то есть множитель равняется Умножив 47 на , получаем значение сопротивления данного резистора Ом или, выразив сопротивление через килоомы, 4,7 кОм. Обратите внимание на то, что некоторые цвета используются для обозначения только строго определенных полосок, обозначающих допуски, поэтому числовое значение для них не указывается. Не всегда на высокоточных резисторах пишется номинал сопротивления. Зато всегда - на резисторах, предназначенных для поверхностного монтажа, - так называемых SMD-резисторах от англ. Surface Mount Device - устройство поверхностного монтажа. SMD-элементы представляют собой миниатюрные радиоэлементы, предназначенные для машинной пайки и использования в компактных электронных приборах и устройствах. Последняя полоска на резисторе обозначает его допуск. Понятие допуска служит для учёта неизбежных вариаций номинала при изготовлении резисторов. Несмотря на то что нарезисторе может стоять цветовая маркировка, говорящая о том, что его сопротивление равняется, скажем, Ом, реальное значение может быть немного больше или немного меньше. В большинстве случаев небольшая разность реальных и указанных сопротивлений не влияет существенно на работу схемы. Кроме того, зная допуски используемых резисторов, можно заранее решить, подходит ли резистор с такой точностью для вашей схемы. Значения допусков приведены в последней колонке табл. Давайте вернемся еще раз к нашему старому знакомому - резистору с желтой, фиолетовой, красной и серебряной полосками - из предыдущего примера. Глядя на последнюю колонку табл. Таким образом, сопротивление нашего резистора номиналом 4,7 кОм может иметь любое значение в интервале от до Ом. На большинстве высокоточных резисторов стоит маркировка, состоящая из пяти цветных полосок. Высокоточные резисторы используются в тех схемах, где нужны точно заданные значения сопротивлений. К примеру, резисторы, которые используются в схемах таймеров или источников опорного напряжения, должны иметь как можно более точные сопротивления. Вот что обозначают цветные полоски на высокоточных резисторах. При разработке большинства схем приемлемая точность сопротивлений обычно оговаривается специально либо сразу для всех резисторов, либо для каких-то конкретных из них. Обычно такую информацию размещают в виде сноски в нижней части принципиальной схемы. Если же таковая отсутствует, то это чаще всего означает, что можно без последствий использовать стандартные резисторы с точностью 5 или 10 процентов. Информация о допусках элементов также обязательно указывается в перечне элементов. Если вы не уверены в том, что правильно определили номинал резистора по его цветовой маркировке, то всегда можно проверить сопротивление с помощью мультиметра, как будет описано в главе 9. Движение электронов через проводник всегда вызывает нагрев последнего. Чем больше электронов движется по проводнику, тем сильнее он будет разогреваться. По этой простой причине резисторы также маркируют согласно мощности, которую они могут выдерживать. Мощность измеряется в ваттах - чем больше ватт будет выделяться на резисторе, тем больше он будет нагреваться. В принципе, электронные компоненты могут выдерживать довольно значительный нагрев сколько именно - зависит от размеров и типа конкретного радиоэлемента до того, как они превратятся в щепотку золы. Рейтинг мощности как раз и указывает, какая мощность может выделиться в данном резисторе без опасности выхода его из строя. Она рассчитывается по простой формуле:. Предположим, к примеру, что к резистору приложено напряжение 5 Вольт, и через него протекает ток 25 мА. Рассчитаем выделяемую на нем мощность, перемножив эти величины. В отличие от сопротивления, мощность резисторов редко указывается на корпусе в том или ином виде. Ее можно или просто прикинуть, исходя из размеров радиоэлемента или, если известно, где он был куплен, уточнить у производителя или продавца. В схемах со значительной токовой нагрузкой, таких как управление двигателями или лампами, как правило, используются более мощные резисторы, чем в слаботочных схемах. Высокомощные резисторы имеют различные формы; некоторые показаны на рис. Резисторы, имеющие допустимую мощность более 5 Вт, обычно покрыты эпоксидной смолой или другим влагонепроницаемым и огнеустойчивым покрытием и имеют форму параллелепипеда, а не цилиндра. Резисторы очень большой мощности могут даже иметь собственный теплоотвод, пластины которого служат для рассеяния избыточной мощности. Переменные резисторы, известные также под названием потенциометры на радиолюбительском жаргоне их еще часто называют просто "переменниками" позволяют подбирать любое значение сопротивления. Максимальный предел сопротивления обычно определяет диапазон возможных значений. Поскольку нижний предел, как правило, близок к нулю. Большинство потенциометров маркируются верхним значением: Таким образом, к примеру, с помощью потенциометра на 50 кОм можно установить любое сопротивление между 0 и Ом. Помните, однако, что сопротивление потенциометра - величина очень приближенная. Если на переменном резисторе отсутствует маркировка, то всегда можно измерить его сопротивление при помощи мультиметра подробнее об этом см. Практически все потенциометры имеют крутящийся лимб, которым и устанавливается требуемое сопротивление, хотя иногда встречаются и ползунки чаще на аудиоустройствах. Потенциометры с вращающимся диском достаточно удобны, чтобы их можно было смело рекомендовать для использования в радиолюбительской электронике. В таких потенциометрах диск вращается почти на градусов, хотя последнее зависит, скорее, от типа переменного резистора. На минимуме потенциометр имеет нулевое сопротивление, на максимуме - предельное. Регулятор громкости на вашем старом телевизоре или терморегулятор на грелке также представляют собой дисковые потенциометры, если вы не знали. Конденсаторы занимают второе после резисторов место по степени использования в электронных устройствах. Они представляют собой довольно интересные электронные штучки. В них хранятся электроны, притягиваясь к положительному полюсу. Если убрать приложенное к конденсатору напряжение, то электроны постепенно рассосутся. Благодаря протяженности во времени накопления и рассасывания электронов, конденсаторы могут работать в качестве элементов, сглаживающих перепады напряжения. В некоторых случаях цепочку из резистора и конденсатора можно успешно использовать в качестве таймера подробнее об этом читайте в главе 7. Именно благодаря конденсаторам становится возможной работа усилителей и тысяч других схем. Конденсаторы используются в большинстве электронных устройств для выполнения самых разных функций. Данное свойство конденсатора основывается на том, что он представляет собой сопротивление, обратно пропорционально зависимое от частоты. Чем выше частота проходящего сигнала, тем меньше сопротивление конденсатора и наоборот; для постоянного тока частота изменения сигнала равна 0, потому сопротивление приближается к бесконечности. Изменяя величину емкости конденсатора, можно изменить предельную частоту фильтра. Хотя может показаться, что конденсаторы должны являться весьма сложными элементами, особенно учитывая, сколько разных функций они выполняют, это далеко не так. Типичный конденсатор имеет внутри две металлические пластины, между которыми обязательно есть зазор, заполненный диэлектрическим материалом - как еще принято называть изолятор. Среди диэлектриков, разделяющих пластины конденсаторов, можно упомянуть пластик, слюду и специальную бумагу. Более подробно о диэлектриках речь пойдет ниже в этой же главе, в подразделе "Диэлектрик здесь, диэлектрик там". Вы, вероятно, уже поняли, что, точно так же, как политики имеют хитрые отговорки на все обвинения, электроника имеет меры измерения для всех на свете физических величин. Конденсаторы характеризуются емкостью, которая, в свою очередь, измеряется в фарадах. Чем больше емкость конденсатора, тем больше электронов он может накопить за один раз. Примечательно, что емкость в 1 Ф очень велика, поэтому большинство конденсаторов маркируются на микрофарады, или миллионные доли фарада. Нередко встречаются и еще меньшие емкости: Эти приставки принято сокращать с помощью аббревиатур: Очень часто за рубежом особенно на машинных чертежах греческую р заменяют латинской и: Рабочим напряжением называется максимальное напряжение на конденсаторе, которое он может выдержать без ущерба для себя. При больших напряжениях ток может просто "пробить" диэлектрик, как молния небо во время грозы. Если подать на конденсатор напряжение, большее, чем то, на которое он рассчитан, то между металлическими пластинами проскочит искра, которая бесповоротно повредит его, сделав, таким образом, элемент бесполезным закоротит его. Типичный конденсатор, предназначенный для работы в схемах постоянного тока, имеет рабочее напряжение от 16 до 50 В. Как правило, большие значения и не требуются, поскольку напряжения питания таких схем обычно лежат в пределах от 3,3 до 12 В. Только в схемах, в которых планируются большие величины напряжений, имеет смысл позаботиться о выборе более высоковольтных конденсаторов. Из соображений безопасности хорошо выбирать конденсаторы, рабочие напряжения которых минимум на процентов больше, чем максимально возможные в данной схеме. Предположим, что ваша подружка просит вас сделать ей банановый коктейль. Проблема в том, что у вас совсем нет бананов. Но есть огурцы, и потому вы импровизируете и преподносите ей огуречный коктейль собственной рецептуры. Далеко не равноценная замена, и вина в том совсем не бедных огурчиков, а целиком ваша. Аналогично разработчики радиосхем выбирают конденсаторы, исходя из материалов диэлектриков, которые их составляют. Те или иные материалы лучше подходят для разных областей использования: Если в схеме явно указано, что конденсатор такой-то должен быть такого-то типа, то необходимо потрудиться и найти требуемый. Изготоаление конденсаторов с емкостями порядка фарад стало возможным только совсем недавно. Старые методы изготовления не позволяли получить конденсатор с емкостью, например 1 мкФ, который был бы меньше, чем хлебница. Однако развитие технологий и создание новых материалов, таких как микроскопические углеродные гранулы, дало возможность производителям элементов изготавливать конденсаторы даже больших емкостей размерами не больше ладони. Существуют конденсаторы очень большой емкости - ионисторы. Память в компьютерах, радиоприемники с электронными часами и многие другие электронные устройства нуждаются в источниках заряда, питающих отдельные узлы в течение длительного времени, когда нет доступа к обычному источнику питания. Именно конденсаторы и выступают в роли таких заменителей батареек. Конденсаторы бывают совершенно различных форм рис. На рисунке не показаны SMD-конденсаторы безвыводные. Алюминиевые электролитические и бумажные конденсаторы изготавливаются обычно цилиндрической формы. Танталовые, керамические, слюдяные и полистиреновые - более шаровидной, поскольку чаще всего их погружают в емкость с жидкой эпоксидной смолой или пластиком, что и придает им округлые очертания. Однако не все конденсаторы особенно слюдяные или майларовые имеют формы, соответствующие какому-то определенному типу, поэтому не стоит судить об их характеристиках только по внешнему виду. Некоторые конденсаторы и правда имеют на боку маркировку, однозначно определяющую их емкость. Обычно так делают для больших алюминиевых электролитических конденсаторов - их размер позволяет печатать на корпусе как емкость, так и максимальное рабочее напряжение. Однако более мелкие конденсаторы, такие как слюдяные дисковые конденсаторы с емкостями 0,1 или 0,01 мкФ, имеют только маркировку из трех цифр, обозначающую емкость и допуск номинала. Большинство радиолюбителей не имеют проблем с расшифровкой системы обозначения емкостей. Но есть одно "но" это вредное "но" есть почти всегда. Эта система счисления основывается на пикофарадах, а не на микрофарадах. Впрочем, в остальном она совпадает с маркировкой на резисторах. Так, число , написанное на конденсаторе, обозначает, что после двух первых цифр, 10, следует дописать 3 нуля, что дает 10 пикофарад. Как правило, любое значение свыше пикофарад измеряется в микрофарадах. Чтобы преобразовать емкость из пикофарад в микрофарады, нужно просто сдвинуть десятичную точку на 6 разрядов влево. Таким образом, емкость конденсатора из предыдущего абзаца 10 пикофарад , записанная в микрофарадах, равняется 0,01 мкФ. В другой, несколько реже используемой системе маркировки, применяются как цифры, так и буквы, например: Расположение буквы R указывает позицию десятичной точки, разделяющей целую и дробную части, то есть запись 4R3 обозначает на самом деле 4,3. Единицы измерения в этой системе записи не указываются, так что данная маркировка может стоять и на конденсаторе 4,3 пФ, и на конденсаторе 4,3 мкФ. Емкость конденсатора можно измерить либо специальным прибором, либо простым мультиметром с емкостным входом. В большинстве мультиметров этот вход сделан таким образом, что конденсатор необходимо всунуть прямо в отверстия на приборе, чтобы исключить емкость проводов. Это позволяет получать более точные измерения. Более подробно о тестировании конденсаторов вы сможете узнать в главе 9. Большинство конденсаторов имеют весьма приблизительные параметры. Значения емкостей, отпечатанные на элементе, могут довольно значительно отличаться от реальных. Фактически они могут даже быть совсем разными. Эти проблемы связаны с технологиями изготовления конденсаторов, а совсем не с тем, что производители радиоэлементов нарочно хотят досадить радиолюбителям. К счастью, ошибки в точности емкости редко приводят к каким-либо негативным последствиям для большинства схем, однако следует помнить об этом, чтобы, если вдруг потребуется конденсатор высокой точности, знать, что покупать. Как и резисторы, конденсаторы специально маркируются согласно их допускам, и эта маркировка также указывает процент допуска. В большинстве случаев допуск от номинала указывает одна буква, найти которую можно напечатанную саму по себе либо после кода, обозначающего величину емкости, например так: Значения основных букв, показывающих норму допуска, даны в табл. Есть еще один нюанс: В том случае, если фирма-производитель указывает на корпусе конденсатора температурный коэффициент, он обозначается в виде трехзначного кода, например NP0 в данном случае такое обозначение говорит о том, что емкость изменяется на 0 процентов как в сторону отрицательных температур N - negative , так и в сторону положительных Р - positive. Конденсаторы с такой маркировкой очень устойчивы к перепадам температуры. То есть их емкость практически не меняется во всем диапазоне допустимых температур. Все большее число производителей радиоэлементов принимают на вооружение систему маркировки EIA Electronics Industries Association - Ассоциация электронной промышленности, которая объединяет производителей электронного оборудования с целью разработки единых электрических и функциональных спецификаций интерфейсного оборудования. Коды этой маркировки можно изучить в табл. Три символа, использующиеся при записи кода, указывают допуски емкости в зависимости от температуры окружающей среды и максимальное отклонение во всем температурном диапазоне. К примеру, пусть есть конденсатор с обозначением Y5P. S Верхний предел допустимых температур: Еще одна, уже последняя, вещь, которую необходимо знать о конденсаторах, заключается в том, что многие конденсаторы, особенно это касается танталовых и алюминиевых электролитических, имеют полярность. Очень часто отрицательный вывод еще и делают несколько короче положительного. Обратите внимание на то, что полярными являются только конденсаторы больших емкостей от 1 мкФ и выше , как правило, электролитические хотя и среди них можно найти неполярные - такие часто используются в стереосистемах. Конденсаторы меньших емкостей слюдяные, керамические, майларовые не являются полярными, и потому на них нет специальных пометок. Если конденсатор имеет полярность, то совершенно необходимо соблюдать ее при установке в схему. Всегда приятно, если все получается именно так, как вы задумали. Вот почему полезно иметь под рукой переменные конденсаторы, которые позволяют изменять емкость, как вам требуется. Наиболее распространенными типами переменных конденсаторов, с которыми сталкиваются радиолюбители, являются такие, диэлектриком в которых служит воздух. Эти конденсаторы часто можно встретить в радио с амплитудной модуляцией AM , где они применяются для настройки требуемой частоты. Переменные конденсаторы небольших емкостей довольно часто встречаются в радиоприемниках и передатчиках на кварцевых генераторах, где они служат для точной подстройки опорного сигнала. Значения емкостей таких конденсаторов обычно лежат в пределах от 5 до пФ. Диод представляет собой простейшую форму полупроводникового прибора. Полупроводники используются в электронных схемах для контроля потока электронов вы могли прочитать о них больше в главе 1. Диод имеет два вывода, каждый из которых обладает крайне большим сопротивлением для тока, текущего в одном направлении, и малым - для тока, протекающего в противоположном. Иными словами, диод служит своеобразным клапаном, пропускающим электроны лишь в одном направлении; в противоположном они пройти не могут. Диоды используются в массе различных схем, и их можно разделить на несколько типов. Вот список наиболее широко применяемых диодов. Ограничивает напряжение до определенного уровня. На таком диоде можно дешево и удобно построить регулятор напряжения для вашей схемы. Все полупроводники излучают кванты света, если через них протекает ток. Светодиоды излучают этот свет в видимом диапазоне спектра. В настоящее время можно найти светодиоды всех без исключения цветов радуги. Тиристор представляет собой своеобразный ключ, используемый для контроля переменного или постоянного тока. Такие элементы широко применяют в реостатах для регулирования освещения. Этот основной тип диода преобразовывает или выпрямляет переменный ток в постоянный. Примеры сигналов постоянного и переменного тока изображены на рис. Диоды очень часто называют выпрямителями, поскольку эту функция является основным их свойством. Этот компонент состоит из четырех диодов, соединенных в виде прямоугольника. Такая схема преобразовывает переменный ток в постоянный с максимальной эффективностью. За исключением зенеровских, диоды не имеют номиналов, как резисторы или конденсаторы. Диод просто выполняет свою функцию, контролируя направление потока электронов. Однако это не означает, что все диоды одинаковы. Они оцениваются по двум основным параметрам: Эти критерии определяют класс диода, который используется в той или иной схеме.
A monster like me перевод
Курск географическая широта
Как сделать загар в домашних условиях
Посуда из нержавеющей стали sabatier international каталог
На какую длину наращивают ногти