Начинающим радиолюбителям, не очень хорошо разбирающимся в электронике, будет сложно воплотить в жизнь описанные на сайте схемы и различные устройства. Они не возьмутся за их изготовление из за множества простых вопросов и препятствий, возникающих на их пути.
Поэтому, ниже приведены основные сведения, которые помогут сделать первый шаг в загадочный мир радиоэлектроники.
Плата электронного устройства
Простейшая плата электронного устройства представляет собой пластину из изоляционного материала (стеклотекстолит, гетинакс…), на одной стороне которой располагаются активные и пассивные компоненты, а на другой — полоски медной фольги с контактными площадками (дорожки), играющие роль соединительных проводников.
Выводы компонентов пропущены через отверстия в плате и припаяны оловянно-свинцовым припоем к контактным площадкам. Теперь перейдем к детальному рассмотрению различных компонентов, перечень которых для каждого конкретного устройства дается после его описания.
ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА
Топология печатной платы, как правило, приводится в масштабе 1:1. На ней воспроизводится рисунок всех соединений между различными компонентами или внешними элементами устройства. На рисунках она показана со стороны металлизации печати. В качестве материала платы рекомендуется использовать фольгированный стеклотекстолит. Он обладает высокой прочностью, с ним удобно работать. Подойдет и гетинакс, хотя он часто крошится, особенно при сверлении недостаточно острым сверлом.
Существует несколько методов создания рисунка (или, как его часто называют, «печати») на металлизированной стороне платы.
Самую качественную печать можно изготовить методом фотолитографии. Для этого на плату со стороны медной фольги предварительно наносят слой специального фоточувствительного материала, называемого фоторезистом. Затем через маску с изображением рисунка печати производят облучение ультрафиолетовым (УФ) излучением. После обработки в специальных реактивах на поверхности платы остаются только те участки фоторезиста, которые не попали под действие УФ излучения. После закрепления фоторезиста — специальной термообработки — он приобретает требуемую механическую и химическую устойчивость. Если затем обработать плату в растворе хлорного железа, то не покрытая фоторезистом часть медной фольги будет стравлена. Заключительная операция состоит в удалении закрепленного фоторезиста с помощью органического растворителя.
Даже краткое описание этого процесса дает представление, насколько он сложен, не говоря уже о том, что требует специального оборудования (УФ излучатель, центрифуга для нанесения фоторезиста, печь с регулятором температуры) и различных химикатов. Безусловно, в домашних условиях такой метод абсолютно неприемлем.
К счастью, радиолюбители придумали множество вполне доступных способов изготовления печатных плат. Так, для того чтобы защитить дорожки фольги, можно использовать химически стойкий лак, нанесенный с помощью стеклянного рейсфедера или стержня пишущей ручки, из которого удален шарик, полоски скотча или изоляционной ленты. На одной и той же плате можно комбинировать эти способы в зависимости от требуемой точности воспроизведения отдельных ее участков.
Однако, прежде чем вы приступите к созданию рисунка соединительных дорожек, настоятельно рекомендуем просверлить все предусмотренные конструкцией отверстия под выводы компонентов и штырьковые соединения. Если отодвинуть эту операцию на следующий этап, вероятность повредить дорожки металлизации увеличится.
СВЕРЛЕНИЕ ОТВЕРСТИЙ
Сначала следует произвести разметку отверстий точно по чертежу. Опытные радиолюбители используют для этого миллиметровую бумагу, на которой помечают центры будущих отверстий. Приклеив лист на плату с помощью силикатного или казеинового клея, вы получаете простой, но достаточно точный шаблон. Сверла для стеклотекстолита должны быть хорошо заточены, в противном случае возможен уход сверла от центра разметки при сверлении.
Удобней всего производить эту операцию на сверлильном станке. Однако не следует огорчаться, если у вас нет такой возможности. С помощью ручной или электрической дрели, работающей от сети или от аккумуляторной батареи, можно добиться нужной точности сверления. Целесообразно сначала просверлить все отверстия тонким сверлом диаметром 0,8-1,3 мм, а затем рассверлить те из них, диаметр которых должен быть больше (например, крепежные отверстия).
ТРАВЛЕНИЕ ПЛАТЫ
Методы защиты соединительных дорожек на плате могут быть совершенно различными. Для стравливания лишних участков медной фольги обычно используют медный купорос, хлорное железо и другие реактивы. Травление платы удобно производить в пластмассовой ванночке (например, для проявления фотографий). Можно также использовать старое фарфоровое блюдце или стеклянную банку.
Раствор хлорного железа
Раствор хлорного железа рабочей концентрации обладает довольно высокой вязкостью, поэтому рекомендуется покачивать емкость, чтобы обеспечить постоянное обновление активного вещества у поверхности платы. Необходимо контролировать процесс травления. Если во втором случае вы можете испортить лист фотобумаги, то в первом — рискуете аннулировать результаты собственного труда, вложенного в изготовление защитного рисунка на плате. Дело в том, что в результате подтравливания боковых поверхностей дорожек толщина их постепенно уменьшается и, если оставить плату в растворе на длительное время, самые тонкие из них могут полностью исчезнуть.
Внимание! Пятна на одежде от хлорного железа вывести практически невозможно.
Операция травления заканчивается тщательной промывкой платы в водопроводной воде. Пленка, защищавшая дорожки при травлении, легко удаляется с помощью растворителя или наждачной бумаги. Медные дорожки будут меньше окисляться в процессе эксплуатации, а припайка выводов компонентов будет происходить быстрее и качественней, если их предварительно обезжирить ацетоном или чистым бензином и затем облудить припоем.
ПАССИВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ
К этой категории относятся обычные резисторы всех номиналов и размеров, а также переменные и подстроечные резисторы, сопротивление на выводах которых можно регулировать. Сюда попадают также конденсаторы, трансформаторы и катушки индуктивности.
Резисторы (сопротивления)
На принципиальных схемах, то есть схемах, изображающих структуру соединения компонентов, резисторы принято обозначать латинской буквой «R». Справа от нее пишется порядковый номер резистора, позволяющий найти его на принципиальной и монтажной схемах, а также в таблице, где указаны его параметры — номинальное значение сопротивления, мощность и др.
Единицей измерения сопротивления в международной системе СИ является ом, а его условным обозначением — Q (омега). Производные от ома единицы получаются добавлением букв, обозначающих принятые в этой системе множители.
Так, 1 МОм = 1 ООО кОм = 1 ООО ООО Ом. Маркировка резисторов может быть цветовая, а также символьная, то есть такая, когда номинал, мощность и группа допуска обозначены с помощью буквенно-цифрового кода.
Так, например, резистор R с четырьмя цветными полосками имеет номинал 390 кОм. Первое оранжевое кольцо на его корпусе соответствует цифре 3, второе белое — цифре 9, а третье желтое обозначает множитель — 10 000. Следовательно, номинал сопротивления R5 равен 39 X 10 000 = 390 000 Ом = 390 кОм. Четвертое кольцо определяет группу допуска (например, бронзовая маркировка соответствует отклонению от номинала в пределах ±5%).
Полярность установки резисторов на плате не имеет значения. Существует стандартный ряд номиналов резисторов. Например, в группе допуска ±10% между номиналами 10 и 100 Ом можно встретить только следующие значения: 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68 и 82 Ом.
Конденсаторы
Конденсаторы часто называют емкостями, что довольно удачно характеризует их как «резервуары» для накопления электрических зарядов. Единицей измерения емкости в системе СИ является фарада (Ф). На практике такие значения емкости встречаются очень редко.
К примеру, рассчитанная электрическая емкость Земного шара не достигает одной фарады. Поэтому в электронике используют производные от фарады единицы: микрофарады (мкФ), нанофарады (нФ) и пикофарады (пФ): 1 Ф = 1000 мФ = 1 000 000 мкФ =10^9 нФ = 10^12 пФ.
В зависимости от назначения применяют различные типы конденсаторов, названия которых произошли от вида диэлектрического материала, разделяющего положительные и отрицательные заряды. Конденсаторы бывают керамическими, бумажными, пленочными и т.д.
Керамические конденсаторы имеют номинальные значения электрической емкости в диапазоне от нескольких пикофарад до нескольких нанофарад. Емкость пленочных конденсаторов обычно находится в пределах 1-1000 нФ. Номинал конденсатора в основном приводится в буквенно-цифровом обозначении, например 102 — это 1000 пф, 103 — 10 000 пф или 10 нф и т.п.
Если для вышеперечисленных конденсаторов полярность включения значения не имеет, то для так называемых «электролитических» конденсаторов правильное направление напряжения является непременным условием их работы, а в некоторых случаях и безопасности окружающих. Неправильное включение электролитического конденсатора чревато его быстрым разогревом, ведущим к вскипанию содержащегося в нем электролита. Корпус конденсатора не выдерживает внутреннего давления и разрывается!
Полярность включения электролитических конденсаторов, как правило, обозначается на корпусе. При вполне приемлемых размерах электролитические конденсаторы обычно имеют номинал от 0,47 до 10 000 мкФ и выше, что определяется конкретной конструкцией.
Любое техническое решение — это компромисс, при котором высокие показатели по одному из параметров достигаются за счет снижения других. В случае электрических конденсаторов, чтобы добиться высоких значений емкости, пришлось пожертвовать точностью и долговечностью. Срок таких конденсаторов в несколько раз меньше, чем у их керамических и пленочных собратьев.
Наконец, следует обратить внимание на то, что величина рабочего напряжения, указанная на корпусе любого типа конденсатора, должна быть не меньше приведенной в схеме.
Трансформаторы
Электронные устройства, работающие от другого напряжения сети переменного тока, требуют применения трансформаторов напряжения. Трансформатор представляет собой сердечник замкнутой конструкции, изготовленный из специальной стали, на котором смонтирована одна (или более) катушка с изолированным медным (реже — алюминиевым) проводом, уложенным в виде нескольких обмоток, имеющих различное количество витков.
Конструкция трансформаторов может быть совершенно различной:
Мощность трансформатора, выраженная в вольт-амперах (ВА), определяет его нагрузочную способность, то есть ту номинальную мощность, которую он может отдавать в нагрузку, не перегреваясь. Расположение выводов первичной и вторичной обмоток исключает возможность неправильной установки на плате.
АКТИВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ
В данном случае речь идет о полупроводниковых приборах, без которых существование современной электроники было бы немыслимо.
Для всех компонентов этого класса полярность подключения выводов к схеме имеет принципиальное значение.
Второе немаловажное условие — при пайке выводов активных компонентов перегрев абсолютно недопустим!
Полупроводниковые диоды
На принципиальной схеме устройства полупроводниковые диоды принято обозначать буквами «VD». Изображение диода на схеме напоминает стрелку, направленную от его анода к катоду. Это направление, как правило, совпадает с направлением тока через диод в открытом состоянии.
Исключением является полупроводниковый диодный стабилизатор напряжения — стабилитрон . Он обычно включается в обратной полярности по отношению к напряжению питания. Его функция состоит в ограничении напряжения на определенном уровне, называемом пороговым напряжением стабилитрона.
Особым типом полупроводникового прибора является светодиод. Он способен преобразовывать электрическую энергию в электромагнитное излучение в Видимом или инфракрасном (ИК) диапазоне. Цвет свечения зависит от используемого полупроводникового материала.
Встречаются самые разнообразные по форме и размерам светодиоды: диаметром 3, 5 и 10 мм, круглые, плоские, треугольные, двухцветные, мигающие, красные, зеленые, желтые, оранжевые и даже синие 🙂 . Перед установкой светодиода необходимо проверить маркировку катода и анода. Последовательно со светодиодом обязательно включают резистор, ограничивающий ток прибора. Для разных типов светодиодов рабочее значение тока может быть в пределах от 10 до 50 мА.
Биполярные транзисторы
Биполярный транзистор — «старожил» в семействе полупроводниковых приборов. Тем не менее он продолжает исправно служить людям наряду с интегральными микросхемами, изрядно потеснившими его за последние годы в современных электронных устройствах. Транзистор имеет три вывода: базу, эмиттер и коллектор. Биполярные транзисторы бывают двух типов проводимости: п-р-п (обратной) или p-n-р (прямой).
Пайка выводов транзистора производится строго поочередно, кратковременными касаниями места контакта паяльником. При этом нужно делать паузы между касаниями, чтобы дать выводам остыть. Во избежание излишнего перегрева корпуса не рекомендуется укорачивать выводы транзистора.
Транзисторы различают также по номинальной мощности. Есть транзисторы в металлическом корпусе, соединенном с коллектором. Металлический корпус служит для отвода тепла, выделяющегося на коллекторе при прохождении больших токов.
Существуют так называемые «составные» транзисторы. Такая схема соединения применяется, когда нужно получить большой коэффициент усиления по току.
Интегральные схемы
Интегральная микросхема — это миниатюрное электронное устройство, содержащее множество полупроводниковых приборов и других компонентов, заключенных в единый корпус с выводами для внешнего соединения. В зависимости от функционального назначения количество выводов может быть любое.
В приложениях приводятся схемы расположения выводов интегральных схем, используемых в предлагаемых устройствах. Общая рекомендация по монтажу интегральных схем заключается в том, что желательно монтировать микросхемы на специальных панелях, предварительно припаянных к плате. В этом случае вы исключаете возможность перегрева достаточно дорогого и «капризного» компонента, каким является полупроводниковая микросхема.
Установка интегральных схем производится по окончании всех операций припаивания. Следите за тем, чтобы положение ключа на панели совпадало с ключом печатной платы!
ПАЙКА ОЛОВЯННО-СВИНЦОВЫМ ПРИПОЕМ (ПОС)
Припаивание компонентов оловом обеспечивает их механическое крепление и электрический контакт. Для этого потребуется электрический паяльник мощностью 25-40 Вт, желательно оснащенный терморегулятором. Паяльник должен иметь длинное тонкое жало, которое следует периодически очищать при помощи влажной губки.
Оловянно-свинцовый припой (40% олова и 60% свинца) часто продается в виде тонкой проволоки с каналом, заполненным флюсом на бескислородной основе. Температура плавления припоя составляет 180-190 °С. При этом образуются пары, содержащие некоторое количество свинца. Поэтому во время пайки старайтесь не вдыхать пары флюса. Работайте в хорошо проветриваемом помещении с постоянным притоком свежего воздуха.
Подборка простых и интересных схем для начинающих радиолюбителей. Основной акцент предлагаемых конструкций сделан именно на простоту и понимание работы основ электроники. Кроме того рассмотрены различные методы по проверки основных радиоэлектронных компонентов таких как диоды, транзисторы и оптопары, рассмотрена и работа последних.
В этой статье в простой и удобной форме вы овладеете навыками использования мультиметра. Узнаете о способах проверки основных радиокомпонентов из которых будем собирать наши первые электронные самоделки. Вы узнаете как прозвонить мультиметром собранную схему, проверить на работоспособность диод, транзистор и конденсатор.
В это статье начинающие радиолюбители смогут познакомится с принятым в мировой радиолюбительской практике условно-графическим обозначением различиных типов радиодеталей в принципиальных схемах
Простые схемы начинающих Ардуинщиков |
Цикл статей и обучающих схем с радиолюбительскими экспериментами на плате Arduino для начинающих. Ардуино - радиолюбительская игрушка-конструктор, из которой без паяльника, травления печатных плат и тому подобного любой начинающий в электронике может собрать полноценное работающее устройство, подходящее для профессионального прототипирования так и для любительских опытов при изучении электроники. А кроме того Arduino полезная электронная штучка в умном домашнем хозяйстве.
Как устроен и работает полупроводниковый прибор называемый транзистором, почему он так часто встречается в радиаппаратуре и почему без него почти никогда нельзя обойтись.
Индикатор намагниченности
- Обычный школьный компас чутко реагирует на магнитное поле. Достаточно, скажем, пронести перед его стрелкой намагниченный конец отвертки и стрелка отклонится. Но, к сожалению, после этого стрелка будет некоторое время по инерции раскачиваться. Поэтому пользоваться таким простейшим прибором определения намагниченности предметов неудобно. Необходимость же в таком измерительном устройстве возникает нередко. Собранный из нескольких деталей индикатор оказывается совершенно неинерционным и сравнительно чувствительным, чтобы, к примеру, определить намагниченность лезвия бритвы или часовой отвертки. Кроме того, подобный прибор пригодится в школе во время демонстрации явления индукции и самоиндукции
Индикатор переменного электромагнитного поля
Вокруг проводника с током образуется магнитное поле. Если включить, скажем, настольную лампу, то такое поле будет вокруг проводов, подводящих к лампе сетевое напряжение. Причем поле будет переменным, изменяющимся с частотой сети 50 Гц. Правда, напряженность поля невелика, и обнаружить его можно лишь чувствительным индикатором
Искатель скрытой проводки
. Переменное электромагнитное поле можно обнаружить с помощью электронных устройств, познакомимся с более чувствительным индикатором, способным уловить слабое поле сетевых проводов, по которым течет переменный ток. Речь пойдет об искателе скрытой проводки в вашей квартире. Такой индикатор предупредит о повреждении сетевых проводов при сверлении отверстий в стене
Индикатор потребляемой мощности
«Показания» предыдущих индикаторов зависят от напряженности магнитного. либо электрического (как в последнем индикаторе) поля, создаваемого протекающим по проводам током. Чем больше ток, тем сильнее поле. А ведь ток - не что иное, как характеристика мощности, потребляемой нагрузкой от сети переменного тока. Поэтому нетрудно догадаться, что индикатор, к примеру с индуктивным датчиком, можно приспособить в схемах контроля и измерения потребляемой мощности. Кроме того, такая схема индикатора, установленная вблизи входной двери, будет сигнализировать перед уходом из квартиры об оставленных включенными приборах. Лучшее место установки датчика - у ввода проводов в квартиру, вблизи разветвительной коробки. Потому здесь протекает общий ток всех потребителей, включенных в любую розетку квартиры. Правда, переменное напряжение на выводах катушки датчика будет небольшим, и понадобится усилитель
Световой сигнализатор телефонных звонков Если в комнате громко работает телевизор телефонный звонок можно и не услышать. Вот здесь и нужен световой сигнализатор, который включит схему индикатора, как только будет телефонный звонок.
Основой схемы автомата-сигнализатора служит датчик, реагирующий на телефонные звонки, выполненный на катушке индуктивности. Она расположена рядом с телефонным аппаратом, поэтому ее витки находятся в магнитном поле электромагнита звонка вызова. Сигнал вызова индуцирует в катушке датчика переменную ЭДС.
«Бесшумный» звук схема начинающих Иногда хочется послушать радиоприемник, посмотреть телевизор, не мешая окружающим? Конечно, включить в дополнительные гнезда наушники - скажете вы. Все верно, однако подобная система связи неудобна - соединительный провод наушников не позволяет удаляться на значительное расстояние, а тем более ходить по комнате. Всего этого можно избежать, если воспользоваться «беспроводной» схемой связи, состоящей из передатчика и приемника.
Электронная «мина» Воспользовавшись принципом индуктивной связи, можно собрать своими руками интересную схему используемую в организации соревнований по поиску «мин»- замаскированных в земле или в помещении миниатюрных передатчиков, работающих на звуковой частоте.
Каждая такая «мина» представляет собой схему мультивибратора, работающего на частоте примерно 1000 Гц. В эмиттерную цепь транзистора схемы мультивибратора включен усилитель мощности с катушкой индуктивности в качестве нагрузки. Вокруг нее образуется электромагнитное поле звуковой частоты
Прерывистая сирена Начнем с самой простой конструкции, имитирующей звук сирены. Встречаются сирены однотональные, издающие звук одной тональности, прерывистые, когда звук плавно нарастает и спадает, а затем прерывается либо становится однотональным, и двухтональные, в которых тональность звука периодически изменяется скачком.
Схема прерывистой электронной сирены собрана на транзисторах VT 1 и VT 2 по схеме несимметричного мультивибратора. Простота схемы генератора объясняется использованием транзисторов разной структуры, что позволило обойтись без многих деталей, необходимых в схеме постройки мультивибратора на транзисторах одинаковой структуры.
Двухтональная сирена. Взглянув на схему этого имитатора, нетрудно заметить уже знакомый узел - генератор, собранный на транзисторах VT 3 и VT 4. По такой схеме был собран предыдущий имитатор. Только в данном случае мультивибратор работает не в ждущем, а в обычном режиме. Для этого на базу первого транзистора (VT 3) подано напряжение смещения с делителя R 6 R 7. Заметьте, что транзисторы VT 3 и VT 4 поменялись местами по сравнению с предыдущей схемой из-за изменения полярности напряжения питания.
Двигатель внутреннего сгорания. Так можно сказать про следующий имитатор послушав его звучание. И действительно, издаваемые динамической головкой звуки напоминают выхлопы, характерные во время работы двигателя автомобиля, трактора или тепловоза.
Под звуки капели Кап... кап... кап... - доносятся звуки с улицы, когда идет дождь, весной падают с крыши капли тающего снега. Эти звуки на многих людей действуют успокаивающе, а по отзывам некоторых, даже помогают засыпать. Ну что ж, возможно, вам понадобится такой имитатор. На постройку схемы уйдет лишь с десяток деталей
Имитатор звука подскакивающего шарика Хотите послушать, подскакивающий стальной шарик от шарикоподшипника на стальной и чугунной плите? Тогда соберите имитатор по этой схеме начинающих электронщиков.
Морской прибой... в комнате Подключив небольшую приставку к усилителю радиоприемника, магнитофона или телевизора, вы сможете получить звуки, напоминающие шум морского прибоя. Схема такой приставки-имитатора состоит из нескольких узлов, но главный из них - генератор шума
Костер... без пламени Почти в каждом пионерском лагере устраивают пионерский костер. Правда, не всегда удается собрать столько дров, чтобы пламя было высоким, а костер громко потрескивал.
А если дров поблизости вообще нет? Или вы хотите соорудить незабываемый пионерский костер в школе? В этом случае поможет предлагаемый электронный имитатор, создающий характерный звук потрескивания горящего костра. Останется лишь изобразить«пламя» из красных лоскутов ткани, развеваемых скрытым на полу вентилятором.
Как поет канарейка? Эта схема начинающего радиолюбителя сравнительно простого имитатора звуков канарейки. Это уже известная вам схема мультивибратор, но несимметричный ее вариант (сравните емкости конденсаторов С1 и СЗ частотозадающих цепей - 50 мкФ и 0,005 мкФ!). Кроме того, между базами транзисторов установлена цепочка связи из конденсатора С2 и резистора R3. Элементы мультивибратора подобраны так, что он генерирует сигналы, которые, поступая на головной телефон BF 1, преобразуются им в звуковые колебания, похожие на трели канарейки
Трели соловья На разные голоса Использовав часть предыдущей конструкции, можно собрать новый имитатор - трелей соловья. В нем всего один транзистор, на котором выполнен блокинг-генератор с двумя цепями положительной обратной связи. Одна из них, состоящая из дросселя и конденсатора, определяет тональность звука, а вторая, составленная из резисторов и конденсатора, - период повторения трелей.
Как стрекочет сверчок? Имитатор стрекота сверчка отличная схема начинающего электронщика состоит из мультивибратора и RC -генератора. Схема мультивибратора собрана на транзисторах. Отрицательные импульсы мультивибратора (когда закрывается один из транзисторов) поступают через диод VD1 на конденсатор С4, являющийся «аккумулятором» напряжения смещения транзистора генератора.
Кто сказал «мяу»? Этот звук донесся из небольшой шкатулки, внутри которой разместился электронный имитатор. Схема его немного напоминает схему предыдущего имитатора, не считая усилительной части - здесь применена аналоговая интегральная микросхема.
Звуколокатор Эта простая игрушка - всего лишь демонстрация «работы» звука. Названа она так потому, как и настоящий локатор излучает сигнал, а затем принимает его уже отраженным от каких-либо препятствий. Как только до какого-нибудь препятствия останется определенное расстояние, принятый звуковой сигнал возрастет до уровня, при котором сработает автоматика и выключит электродвигатель
Автомат «Тише» Шум мешает любым занятиям - это ясно каждому. Но порою мы слишком поздно спохватываемся, когда в классе или другом помещении, где идет работа, уже давно громкость нашего разговора или спора превышает допустимую. Надо бы говорить тише, а мы увлеклись и не замечаем, что мешаем окружающим.
Если же установить в помещении автомат, следящий за громкостью звука, то при достижении определенного, заранее заданного, уровня громкости автомат сработает и зажжет настенное табло «Тише» либо подаст звуковой сигнал.
«Дрессированная змея» Акустический автомат, реагирующий на звуковой сигнал, может срабатывать не только при определенной громкости звука, но и при соответствующей частоте. Таким избирательным свойством обладает предлагаемая ниже схема игрушки.
Одно, 2-х, 3-х, и 4-х канальный акустический выключатель А теперь поговорим об схемах автоматов, которые по звуковым сигналам способны включать и отключать нагрузку. Скажем, при одном сравнительно громком сигнале (хлопок в ладоши) автомат включает нагрузку в сеть, при другом выключает. Перерывы между хлопками могут быть сколь угодно большими, и все это время нагрузка будет либо включена, либо выключена. Подобный автомат и получил название акустический выключатель.
Если автомат управляет только одной нагрузкой, его можно считать одноканальным, например схема одноканального акустического выключателя
Схема простого электромузыкального инструмента . Любой генератор звуковой частоты вырабатывает электрические колебания, которые, будучи поданными на усилитель ЗЧ, преобразуются его динамической головкой в звук. Тональность последнего зависит от частоты колебаний генератора. Когда в схеме генератора использован набор резисторов разных сопротивлений и их включают в частотозадающую схему обратной связи, получится простой электромузыкальный инструмент, на котором можно исполнять несложные мелодии.
Схема Терменвокс для начинающих Это первый инструмент, положивший начало новому направлению в радиоэлектронике - электронной музыке (сокращенно электромузыке). Разработал его в 1921 г. молодой петроградский физик Лев Термен. По имени изобретателя и был назван необычный электромузыкальный инструмент. Необычен же он тем, что не имеет клавиатуры, струн или труб, с помощью которых получают звуки нужной тональности. Игра на терменвоксе напоминает выступление фокусника-иллюзиониста - самые разнообразные мелодии звучат из динамической головки при едва заметных манипуляциях одной и двумя руками вблизи металлического прутка-антенны, торчащего на корпусе инструмента.
Электронный барабан схема начинающего электронщика Барабан - один из популярных, но в то же время громоздких музыкальных инструментов. Уменьшить его габариты и сделать более удобным в транспортировке - желание едва ли не каждого ансамбля. Если воспользоваться услугами электроники и собрать приставку к мощному усилителю (а он сегодня - неотъемлемая часть аппаратуры ансамбля), можно получить имитацию звучания барабана.
Если с помощью микрофона, усилителя и осциллографа «просмотреть» звук барабана, то удастся обнаружить следующее. Сигнал на экране осциллографа промелькнет в виде всплеска, напоминающего падающую каплю воды. Правда, падать она будет справа налево. Это значит, что левая часть «капли» имеет крутой фронт, обусловленный ударом по барабану, а затем следует затухающий спад - он определяется резонансными свойствами барабана. Внутри же «капля» заполнена колебаниями почти синусоидальной формы частотой 100...400 Гц - это зависит от размеров и конструктивных особенностей данного инструмента.
Приставки к электрогитаре Популярность электрогитары сегодня во многом объясняется возможностью подключать к ней электронные приставки, позволяющие получать самые разнообразные звуковые эффекты. Среди музыкантов-электрогитаристов можно услышать незнакомые для непосвященных слова «вау», «бустер», «дистошн», «тремоло» и другие. Все это - названия эффектов, получаемых во время исполнения мелодий на электрогитаре.
О некоторых приставках с подобным эффектом и пойдет рассказ. Все они рассчитаны на работу как с промышленными звукоснимателями, устанавливаемыми на обычную гитару, так и с самодельными, изготовленными по описаниям в популярной радиолюбительской литературе.
«Бустер»-приставка. Если ударить медиатором по одной из струн гитары и посмотреть на осциллографе форму электрических колебаний, снимаемых с выводов звукоснимателя, то она напомнит импульс с заполнением. Фронт «импульса» более крутой по сравнению со спадом, а «заполнение» - не что иное, как почти синусоидальные колебания, промодулированные по амплитуде. Это значит, что громкость звука при ударе по струне нарастает быстрее, чем спадает. Время нарастания звука музыканты называют атакой.
Динамика исполнения на гитаре возрастет, если ускорить атаку, т. е. увеличить скорость нарастания звука. Получающийся при этом эффект звучания получил название «бустер». Схема приставки для получения такого эффекта рассмотрена в этой статье. Она рассчитана на работу с бас-гитарой, которой обычно отводится важная роль в вокально-инструментальных ансамблях. Выполняя ритмический рисунок музыкальной композиции, бас-гитара нередко становится и солирующим инструментом.
Цветомузыкальная приставка-индикатор Если встроить схему такой приставки в радиоприемник, то в такт с музыкой будет освещаться разноцветными огнями шкала настройки либо вспыхивать три цветовых сигнала на лицевой панели - приставка станет цветовым индикатором настройки. Как и в подавляющем большинстве цветомузыкальных приставок и установок, в предлагаемом устройстве применено частотное разделение сигналов звуковой частоты, воспроизводимых радиоприемником, по трем каналам.
Приставка с малогабаритными лампами Предлагаемая схема приставки более серьезная конструкция, способная управлять разноцветным освещением небольшого экрана. Сигнал на вход приставки по-прежнему поступает с выводов динамической головки усилителя звуковой частоты радиоприемника или другого радиоустройства. Переменным резистором R1 устанавливают общую яркость экрана, особенно по каналу высших частот, собранному на транзисторе VT1. Яркость же свечения ламп других каналов можно устанавливать «своими» переменными резисторами - R2 и R3.
Приставка с автомобильными лампами Многие из вас после изготовления простой цветомузыкальной приставки захотят сделать конструкцию, обладающую большей яркостью свечения ламп, достаточной освещения экрана внушительных размеров. Задача выполнимая, если воспользоваться автомобильными лампами мощностью 4...6 Вт. С такими лампами работает схема с автомобильнми лампами
Приставка на тринисторах Увеличение числа ламп накаливания требует применения в выходных каскадах схемы транзисторов, рассчитанных на допустимую мощность в несколько десятков и даже сотен ватт. В широкую продажу подобные транзисторы не поступают, поэтому на помощь приходят тринисторы. В каждом канале достаточно использовать один тринистор - он обеспечит работу лампы (или ламп) накаливания мощностью от сотни до тысячи ватт! Маломощные нагрузки совершенно безопасны для тринистора, а для управления мощными его укрепляют на радиаторе, позволяющем отвести от корпуса тринистора излишнее тепло.
Четырехканальная цветомузыкальная приставка Эту схему начинающего можно считать более совершенной (но и более сложной) по сравнению с предыдущей. Т.к она содержит не три, а четыре цветовых канала и в каждом канале установлены мощные осветители. Кроме того, вместо пассивных фильтров используются активные, обладающие большей избирательностью и возможностью изменять полосу пропускания (а это нужно в случае более четкого разделения сигналов по частоте).
Подборка несложных схем юных электронщиков от популярного журнала моделист-конструктор из старых выпусков.
Название: Радиоэлектроника для начинающих.
Данной книгой автор намерен вовлечь в интереснейший мир радиоэлектроники новых юных поклонников этого творчества.
Подача материала производится от простого к сложному. Использован многолетний опыт преподавания в радиокружке.
Книга рассчитана на учащихся 5-11 классов, учащихся колледжей, техникумов, студентов ВУЗов, а также на начинающих радиолюбителей.
Книга «Радиоэлектроника для начинающих (и не только)» написана педагогом-практиком, по многолетнему опыту знающим как заинтересовать учащихся для появления у них интереса к радиоэлектронике.
Теоретический материал в книге излагается в доступной для начинающих радиолюбителей форме, для понимания физических процессов используются аналогии из механики и гидравлики, с которыми они часто встречаются в жизни.
Конструкции, рекомендуемые для самостоятельного изготовления, взяты из курса, который автор уже много лет ведет в радиокружке. Автор книги надеется, что авторы используемых в книге статей благосклонно отнесутся к такому подходу. Рекомендуемые конструкции подобраны таким образом, что каждый радиолюбитель может проверить свои знания на практике. Если в предлагаемой для изготовления конструкции радиолюбитель найдет незнакомые для себя элементы (транзисторы, микросхемы и т.д.), он может обратиться к соответствующей главе книги, где, как правило, может найти ответ на свой вопрос.
Введение
Глава 1. Электро- и радиотехнические материалы.
Пайка и основы электрического монтажа
1.1.Металлы
1.1.1.Правка листового материала
1.1.2.Изгибание листового металла
1.1.3.Изгибание листового дюралюминия
1.1.4.Резка металлов
1.1.5.Простые правила сверления
1.1.6.«Рубашка» для сверла
1.1.7.Вместо сверла - напильник
1.1.8.Опасности при сверлении
1.1.9.Резьба в отверстиях
1.1.10.Самодельные метчики для нарезки резьбы
1.1.11.Очистка загрязненных поверхностей
1.1.12. Уход за напильником
1.1.13.Надписи на металле
1.1.14.Совместимые и несовместимые пары металлов
1.2.Изоляционные материалы
1.2.1.Области применения
1.2.2.Работа с изоляционными материалами
1.3.Работа с древесиной
1.3.1.Покрытие эпоксидным клеем
1.3.2.Как освежить изделия и детали из светлой древесины
1.3.3.Ремонт трещин
1.4.Магнитные материалы
1.5.Провода
1.5.1.Обмоточные провода
1.5.1.1.Медные обмоточные провода
1.5.1.2.Высокочастотные обмоточные провода (литцендраты)
1.5.1.3.Обмоточные провода высокого сопротивления (манганин, константан, нихром)
1.5.2.Монтажные провода
1.6.Пайка и основы электрического монтажа
1.6.1. Устройство паяльника
1.6.2.Ремонт паяльника
1.6.3.Методика обучения пайке
1.6.4.Припои и флюсы
1.7.Полезные советы
1.7.1.Пайка алюминия
1.7.2.Пайка нихрома
1.7.3. Лужение провода в эмалевой изоляции
1.7.4.Вместо припоя - клей
1.7.5.Провод типа «литцендрат»
1.7.6. Лак для закраски паек
1.7.7. Зашита переводных надписей
Глава 2. Постоянный электрический ток
2.1.Электрическая цепь постоянного тока
2.2.Электрический ток и напряжение
2.3.Закон ома. сопротивление проводов
2.4.Последовательное и параллельное соединение резисторов
2.5.Измерение силы тока, напряжения и сопротивления
2.6.Мощность электрического тока
2.7. Для самостоятельного изготовления
2.7.1. Миллиавометр
2.8.Полезные советы
2.8.1. Измерение напряжений вольтметром с малым входным сопротивлением
2.8.2. Измерение постоянных напряжений миллиамперметром
2.8.3. Измерение силы тока низкоомным вольтметром
2.8.4. Измерение малых сопротивлений миллиамперметром
2.8.5. Измерение сопротивлений вольтметром
2.8.6.Два способа измерения сопротивления и тока полного отклонения микроамперметра с помощью двух постоянных резисторов
2.8.7. На что способна батарейка
2.9.Задачи
Глава 3. Переменный ток
3.1.Переменный ток синусоидальной формы, получение переменного тока, основные параметры
3.2.Электрическая цепь переменного тока. Элементы цепи
3.2.1. Конденсатор как накопитель электрической энергии
3.2.2. Конденсатор «не пропускает» постоянный ток
3.2.3.Сопротивление конденсатора переменному току зависит от его емкости и частоты тока
3.2.4. Сила тока опережает напряжение на емкости на угол п/2
3.2.5. Катушка индуктивности обладает индуктивным сопротивлением, которое также называется реактивным
3.2.6. Последовательное и параллельное соединение катушек индуктивности
3.2.7. Катушка индуктивности как накопитель магнитной энергии
3.2.8. Сила тока отстает от напряжения на катушке индуктивности на угол п/2
3.2.9. На активном сопротивлении (на резисторе) сила тока и напряжение совпадают по фазе
3.3. Интегрирующие и дифференцирующие цепи
3.4. Последовательный колебательный контур
3.5. Для самостоятельного изготовления
3.5.1.Цветомузыкальная приставка
3.5.2. Усилитель звуковой частоты «электронное ухо»
3.5.3. Электронная сирена с усилителем
3.5.4.Когда напряжение сети нестабильно
3.5.5. Тиристорный регулятор напряжения
3.5.6. Два варианта включения ламп дневного света
3.6. Полезные советы
3.6.1. Определение назначения обмоток сетевого трансформатора
3.6.2. Определение числа витков обмоток сетевого трансформатора
3.6.3. Нахождение обмотки с большим числом витков
3.6.4. Электродвигатель станет сильнее
3.6.5. Устройство для намагничивания магнитов
3.6.6. Как размагнитить инструмент
3.7.Задачи
Глава 4. Полупроводниковые приборы
4.1. Полупроводниковые диоды
4.2.1.Рекомендации по применению диодов
4.2.2.Стабилитроны -
4.3. Биполярные транзисторы
4.3.1. Общие сведения
4.3.2. Схемы включения транзисторов
4.3.3.Основные параметры транзисторов
4.3.4.Статические вах транзистора
4.3.5. Анализ усилительных каскадов
4.4.Полевые транзисторы
4.4.1. Основные параметры полевых транзисторов
4.4.2. Максимально допустимые параметры
4.4.3. Вольт-амперные характеристики ПТ
4.4.4. Рекомендации по применению ПТ
4.5. Тиристоры
4.4.1.Основные параметры тиристоров
4.6. Для самостоятельного изготовления
4.6.1. Испытатель тиристоров
4.6.2. Универсальный вольтметр
4.6.3. Индикатор радиоактивности
4.6.4. Пробник для проверки однопереходных транзисторов
4.7. Полезные советы. Простые эксперименты с диодами и стабилитронами
4.7.1. Как снять ВАХ диода? (рис. 4.39)
4.7.2. Регулятор мощности на одном диоде (рис. 4.40)
4.7.3. Управление люстрой по двум проводам (рис. 4.41)
4.7.4. Простейший генератор шума (рис. 4.42)
4.7.5. Получение прямоугольных импульсов из синусоидального напряжения (рис. 4.43)
4.7.6. Стабилитрон - ограничитель постоянного напряжения (рис. 4.44)
4.7.7. Как «растянуть» шкалу вольтметра (рис. 4.45)
4.7.8. Подключение кассетного магнитофона или приемника к автомобильной сети (рис. 4.46)
4.7.9. Транзистор - переменный резистор (рис. 4.47)
4.7.10. Транзистор в качестве стабилитрона (рис. 4.48)
4.7.11. Транзистор как выпрямительный диод (рис.4.49)
4.7.12. Устройство для термоиспытаний транзисторов (рис. 4.50)
4.7.13. Определение цоколевки транзистора (рис. 4.51)
4.7. Задачи
Глава 5. Питание радиоэлектронных устройств от сети переменного тока
5.1.Однофазные выпрямители
5.2.Сглаживающие фильтры
5.2.1.Емкостные фильтры
5.2.2.Г-образные фильтры
5.3.Внешние характеристики выпрямителей
5.4.Стабилизаторы напряжения
5.4.1. Параметрические стабилизаторы напряжения
5.5. Для самостоятельного изготовления
5.5.1.Приставка-автомат к блоку питания
5.5.2. Стабилизатор в адаптере
5.5.3. Электрошоковое средство защиты
5.5.4. Формирователь биполярных напряжений }
