Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Курс начинающего электронщика часть 2

Перевёл alexlevchenko для mozgochiny.ru

Представляю вашему вниманию вторую часть «Курса начинающего электронщика«.

Шаг 5: Цветовая маркировка резисторов

Мы уже познакомились с различными типами резисторов и характеристиками, что им свойственны. Однако, для того, чтобы использовать элемент по  прямому назначению необходимо точно знать величину сопротивления.

Значение сопротивления, допустимая мощность – обычно наноситься на сам резистор, как числа или буквы (это в том случае, когда размеры достаточно большие). Но когда элементы небольшого размера (углеродные или пленочные) спецификация должна отображаться иным способом, поскольку текст был бы не читаемый.

В таких случаях на поверхность наносят полосы, что указывают значения сопротивление и рассеиваемую мощность. Эти линии – цветовой код резисторов. Международная универсальная схема цветового кода была разработана много лет назад, как простой и быстрый способ идентификации резисторов независимо от того, какого они размера и состояния. Маркировка всегда читается слева направо (с широкой полосы), путем сопоставления цвета первой полоски с соответствующим номером в колонке цифр-цвета (это первая цифра значения сопротивления) и т.д.

Золотая или серебряная полоса (допуск) всегда является последней полосой. Кроме того можно измерить сопротивление мультиметром, ведь в некоторых случаях – это является единственным способом определения значения сопротивления (например, когда цветные полосы стёрты).

Резисторы поверхностного монтажа

Резисторы поверхностного монтажа или SMD резисторы — элементы прямоугольной формы, что предназначены для монтажа непосредственно на поверхность печатной платы. SMD резистор состоит из керамической подложки, на который нанесён толстый слой оксида металла. Значение сопротивления контролируется путем изменения желаемой толщины, длины или типа осажденной пленки. Благодаря металлическим клеммам  с обоих концов, элементы припаиваются непосредственно на печатную плату. SMD маркируются 3-мя или 4-мя цифрами (кодом) для обозначения заданного сопротивления. Стандартные резисторы SMD помечены кодом с тремя цифрами, в котором первые две цифры представляют первые два числа значения сопротивления, а третья цифра – множителем x1, x10, x100 и т.д. Например:

  • “103” = 10 × 1,000 Ом = 10 KΩ
  • “392” = 39 × 100 Ом = 3.9 KΩ
  • “563” = 56 × 1,000 Ом = 56 KΩ
  • “105” = 10 × 100,000 Ом = 1 MΩ

Резисторы поверхностного монтажа, у которых значение меньше, чем 100 Ом, обычно маркируются: “390”, “470”, “560” с заключительным нулём, представляющим множитель 10^0, который эквивалентен 1. Например: “390” = 39 × 1Ω = 39 Ом или 39RΩ “470” = 47 × 1Ω = 47 Ом или 47RΩ (значения сопротивления с буквой “R” обозначают положение десятичной запятой, например 4R7 = 4.7Ω). Резисторы поверхностного монтажа, которые имеют маркировку «000» или «0000» называются 0 Ом, поскольку эти элементы имеют нулевое сопротивление.

Шаг 6: Последовательно-параллельное соединение резисторов

Резисторы соединяются либо последовательно, либо параллельно. Для определения полного сопротивления «сборки» используется одно из двух уравнений.

При подключении резисторов последовательно их значения просто складывают. Так, например, если нужно получить сопротивление 12.33kΩ, берём резисторы на 12kΩ и 330Ω и соединяем их последовательно.

Расчёт величины сопротивления резисторов соединённых параллельно имеет немного другой вид (смотри рисунок).

Примеры применения резисторов:

Одно из основных применений резистора – ограничитель тока. Резистор является основным элементом, который не позволяет сгорать светодиодам (как пример) при подаче на них питания. При подключении резистора последовательно с LED, ток, протекающий через резистор, ограничивается до «безопасного значения». Обратите внимание на схему, приведенную ниже. Резистор R соединён последовательно со светодиодом.

Для расчета значения резистора необходимо рассматривать прямое напряжение (VF) и максимальный прямой ток (I). Прямое напряжение — напряжение, которое требуется для работы светодиода (варьируется между 1.7 В и 3.4 В в зависимости от цвета LED). Максимальный прямой ток для светодиодов обычно составляет около 20mA. Как только получено значение VF и тока, номинал резистора может быть вычислен согласно формуле:

R = (Vs — Vf) / I

где Vs – напряжение питания.

В нашем случае: 5-вольтовий источник питания, прямое напряжение – 1.8 В. Максимальный прямой ток светодиода 10mA (0,01 А):

R = (5 — 1.8) / 0,01 = 320 Ом.

Делители напряжения

Делитель напряжения – схема подключения резисторов, которая уменьшает величину напряжения. Используя всего два последовательно соединенных резистора, можно получить выходное напряжение, что будет лишь частью входного и будет зависеть от отношения этих двух резисторов.

Два резистора (R1 и R2) соединены последовательно, а источник напряжения (Vнар) подключён через них. Напряжение с Vвн может быть вычислено как:

Vвн = Vнар x R2 / (R1 + R2)

Например, если бы R1 был 1.7kΩ, и R2 был 3.3kΩ, то 5-вольтовое входное напряжение могло бы быть превращено в 3.3 В.

Нагрузочные резисторы (НР)

Нагрузочный резистор используется при необходимости смещения входного контакта микроконтроллера (MCU) к заданному состоянию. Один конец резистора соединён с контактом MCU, а другой конец соединен с высоким напряжением (обычно 5 В или 3.3 В).

Нагрузочные резисторы часто используются при взаимодействии через интерфейс с вводом переключателя или кнопкой. «НР» смещает входной контакт, когда переключатель открыт. Благодаря этому схема защищена от короткого замыкания.

Когда переключатель открыт, входной контакт MCU соединен через резистор с 5В. Когда ключ замкнут, входной вывод подключен непосредственно к GND (земле).

Значение нагрузочного резистора может быть неточным, но должно быть достаточно высоким (во избежании потери  мощности при пропускании через него 5В). Обычно значения составляет около 10kΩ.

Шаг 7: Конденсатор

Конденсатор немного похож на батарею, но выполняет свою работу по-другому. Батарея использует химреактивы, чтобы хранить электроэнергию и отдает её очень медленно (в случае кварцевых часов – несколько лет). Конденсатор обычно выпускает свою энергию намного быстрее — часто за секунду или меньше.

Есть много различных видов конденсаторов: от очень маленьких (используемых в резонансных схемах) до крупных конденсаторов (коррекции коэффициента мощности), но все они делают то же самое – они хранят заряд. Конденсатор состоит из двух или более параллельных проводящих (металлических) пластин, которые разделены либо воздухом либо изолирующим материалом (вощеная бумага, слюда, керамика, пластик или некоторые формы жидкого геля, который используется в электролитических конденсаторах). Изолирующий слой между пластинами конденсаторов обычно называют диэлектриком.

Конденсаторы и их ёмкость

Всю электроэнергию, которую может сохранить конденсатор, называют его ёмкостью. Ёмкость конденсатора немного походит на ведро: чем больше ведро, тем больше воды может оно вместить, чем больше ёмкость, тем более крупный заряд может сохранить конденсатор. Есть три способа увеличить емкость конденсатора:

  • Нужно увеличить размер пластин;
  • Нужно сдвинуть пластины «ближе» друг к другу;
  • Взять очень хороший изолятор.

Размер ёмкости измеряется в единицах, называемых фарадами (F). Один фарад — огромная ёмкость, поэтому на практике ёмкости большинства конденсаторов составляют обычно микрофарады (μF), нанофарады (nF) и пикофарады (pF).

По конструкции, конденсаторы бывают:

Электролитические

Тип конденсаторов, которые в качестве диэлектрика используют тонкую оксидную пленку, нанесенную на поверхность одного из электродов — анода, а в качестве второго электрода (обычно катода) используется электролит в форме желе или пасты.

Диэлектрик — очень тонкий слой окиси (толщиной меньше чем десять микрон), которая получается электрохимическим путем в процессе производства.

Большинство электролитических конденсаторов полярные. Это означает, что напряжение поступающее к выводам конденсатора, должно быть правильной полярности. Если её не соблюдать, то будет разрушен слой изолирующего оксида, а это в свою очередь приведёт к выходу из с строя элемента. У электролитов полярность отмечена знаком минус.

Электролитические конденсаторы обычно используются в цепях питания с постоянным током (из-за небольшого размера и большой ёмкости) для уменьшения пульсации напряжение. Один из основных недостатков электролитических конденсаторов — их относительно низковольтная оценка напряжения.

Электролитический конденсатор обычно маркируется:

  1. Значение ёмкости.
  2. Максимальное напряжение.
  3. Максимальная температура.
  4. Полярность.

Максимальное напряжение конденсатора

Максимальное напряжение – это напряжение, которое может быть приложено к конденсатору без повреждения его диэлектрического материала. Если прикладываемое напряжение, станет слишком большим, то диэлектрик прогорит (электрический пробой) и произойдет образование электрической дуги между конденсаторными пластинами, что приведёт к короткому замыканию. Рабочее напряжение конденсатора зависит от типа используемого диэлектрического материала и его толщины. Рабочее напряжение конденсатора – это максимальное напряжение постоянного тока, а НЕ максимальное напряжение переменного тока, поскольку конденсатор со значением напряжения постоянного тока 100 В не может быть использован при переменном напряжении 100 В. Так как у переменного среднеквадратическое значение 100 В, но пиковое значение более 141 В! Для того, чтобы конденсатор работал с переменным током 100 В, его рабочее напряжение должно быть по крайней мере 200 В. На практике при выборе конденсатора следует, чтобы рабочее напряжение было на 50 процентов больше, чем напряжение питания схемы.

Конденсаторы полиэфирные:

Полиэфирные конденсаторы — конденсаторы, состоящие из металлических пластин с полиэфирной плёнкой между ними или металлизированной плёнкой на изоляторе.

Полиэфирные конденсаторы доступны в диапазоне ёмкостей от 1 нФ до 15μФ, и с рабочими напряжениями от 50В до 1500В. Кроме того, они обладают высоким температурным коэффициентом. Их изоляция имеет высокую стойкость (являются хорошими вариантами для схем связи и хранения информации). По сравнению с большинством других типов, полиэфирные конденсаторы имеют более высокую ёмкость на единицу объёма.

Танталовые конденсаторы являются элементами, которые используют оксид тантала. Широко используются в миниатюрном оборудовании и компьютерах. Доступны как в полярном, так и неполярном исполнении. Хорошее отношение ёмкости к объёму, малый размер, хорошая стабильность, большой диапазон рабочих температур. Твёрдотельные танталовые конденсаторы имеют намного лучшие характеристики по сравнению с имеющими жидкий электролит.

Максимальное напряжение ограничено – 50 вольт. Взрываются при превышении допустимого тока, напряжения или скорости нарастания напряжения, а также при подаче напряжения неправильной полярности. В основном используются в аналоговых сигнальных системах, которые не имеют высокочастотных шумов.

Керамические конденсаторы:

Керамические конденсаторы (КК) имеют высокую диэлектрическую постоянную, небольшие габариты и высокую ёмкость. КК за счёт больших нелинейных изменений (ёмкости от температуры) используется в качестве разъединителя, поскольку КК не поляризованные. Значение ёмкости КК лежит в диапазоне от нескольких пикофарад до одного или двух мкФ, но их номинальное напряжение, как правило, довольно низкое. Керамические конденсаторы, как правило, имеют 3-значный код, который печатается на их корпусе. Емкость определяется в пикофарадах, первые две цифры указывают значение конденсатора, а третья цифра указывает на количество нулей, что должны быть добавлены. Например, керамический конденсатор с маркировкой 103 будет означать – 10 и 3 нуля пико-фарад, что эквивалентно 10000 пФ или 10nF. Аналогичным образом, цифры показывают, 104 – 10 и 4 нуля пико-фарад, что эквивалентно 100000 пФ или 100nF и так далее. На изображении керамический конденсатор со значением 154 – это значит 15 и 4 нуля пико-фарад, что эквивалентно 150000 пФ или 150nF или 0.15uF. Буквенные коды иногда используются, чтобы указать их значение допуска, такие как: J = 5%, K = 10%, или М = 20% и т.д.

Шаг 8: Дроссель/катушка индуктивности

Катушка индуктивности  — пассивный электронный компонент, что обладает высоким сопротивлением переменному току и малым сопротивлением постоянному. Она состоит из проволоки, плотно обмотанной вокруг твердого центрального ядра, которое концентрирует магнитный поток.

Катушка при протекании тока запасает энергию в создаваемом магнитном поле. При отключении внешнего источника, компонент отдаёт запасенную энергию, стремясь поддержать величину тока в цепи.

Стандартная единица индуктивности Генри, сокращённо Н. Это – общее название. Другое название — микрогенри, µH (1 µH =10^-6H) и милигенри mH (1 мГн =10^-3 H). Иногда, наногенри nH(1 nH = 10^-9 H).

Применения индукторов

Фильтры

Катушка индуктивность вместе с конденсаторами и резисторами используется для создания фильтров, цепей обратной связи, колебательных контуров. Катушка функционирует, как фильтр низких частот, так как импеданс (полное сопротивление переменному току) увеличивается, когда частота сигнала увеличивается.

Датчики

Бесконтактные датчики ценятся за их надежность и простоту работы, кроме того катушки могут использоваться для обнаружения магнитных полей или магнитопроницаемых материалов.

 

 

 

Индукторы также используются для беспроводной передачи тока и в электромеханическом реле.

Шаг 9: Диод

Диод — специализированный электронный компонент с двумя выводами, которые называются анодом и катодом. Большинство диодов сделано из полупроводниковых материалов, таких как кремний, германий или селен. Диоды могут использоваться в качестве выпрямителей, сигнальных ограничителей, стабилизаторов напряжения, переключателей, сигнальных модуляторов, сигнальных микшеров, сигнальных демодуляторов и осцилляторов.

Фундаментальное свойство диода — проводить электрический ток только в одном направлении.

Напряжение пробоя

Если приложить достаточно большое отрицательное напряжение к диоду, то ток потечёт в обратном направлении. Это большое отрицательное напряжение называют напряжением пробоя. Некоторые диоды фактически разработаны таким образом, чтобы работать в области пробоя, но для большинства диодов напряжение пробоя составляет около 50В-100В.

Типы диодов

Выпрямительный диод:

Используется в преобразователях переменного напряжения в постоянное.

Диоды Зенера (стабилитроны) — странные изгои диодной семьи. Они обычно используются, чтобы преднамеренно пропустить обратный ток.

Светодиоды:

Как и обычные диоды, светодиоды пропускают ток только в одном направлении и при этом излучают свет.

Фотодиод:

Фотодиоды используются для обнаружения излучения широкого спектра. Они могут быть использованы для выработки электроэнергии, в качестве солнечных батарей и даже в фотометрии.

Лазерный диод:

Этот диод производит когерентный свет. Такие элементы применяются в DVD и CD-приводах, лазерных указателях, и т.д. Лазерные диоды имеют ограниченный срок службы.

Продолжение следует….

(A-z Source)


ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ!

About alexlevchenko
Ценю в людях честность и открытость. Люблю мастерить разные самоделки. Нравится переводить статьи, ведь кроме того, что узнаешь что-то новое - ещё и даришь другим возможность окунуться в мир самоделок.

mozgochiny.ru

увлекательная теория, занимательная практика и полезные решения для начинающих / МАСТЕР КИТ corporate blog / Habr

Я слушаю и забываю,
я вижу и запоминаю,
я делаю и понимаю.
Конфуций

Замечали ли вы, что интерес к электронике, радиотехнике, конструированию радиоэлектронных приборов в последнее время заметно возрос?

Учебные заведения все чаще обращают свой взор в сторону подготовки инженеров в области радиотехники и электроники. Многие специалисты, достигшие определенных успехов в своей профессии, с удовольствием делятся своими знаниями на просторах всемирной паутины. Но есть проблема – отрыв теории от практики. Одно дело знать из школьного курса закон Ома, а совсем другое – спалить транзистор или микросхему, подав неверное напряжение. Как начинающему разобраться, понять причину и навсегда запомнить этот закон и этот примечательный случай?

Понимая это, Мастер Кит начал выпуск серии наборов «Азбука электронщика».

Серия будет состоять из нескольких наборов с повышающимся уровнем сложности, и охватывать весь основной спектр радиоэлектронных компонентов. Цель серии – дать возможность на практике закрепить теоретические знания, полученные в учебных заведениях, понять работу элементов электронных схем, попробовать свои силы в разработке этих схем, пробудить интерес к этой области знаний.

NR03 «Основы схемотехники» — первый из серии наборов «Азбука электронщика», который на практике познакомит с базовыми элементами электроники: резисторами, конденсаторами, диодами и транзисторами. Особенностью набора является применение беспаечной технологии и сборки на макетной плате, что позволяет использовать компоненты многократно. Автономное питание от батареи исключает возможность поражения электрическим током и повреждение компонентов.

Многие из предлагаемых для сборки схем могут иметь практической применение – простейшие охранные сигнализации, детекторы и датчики, таймеры и т.п. Поскольку набор содержит более 100 электронных компонентов, из них можно собрать куда больше устройств, чем описано в обучающем пособии или использовать эти компоненты в собственных конструкциях для постоянного применения.

В красочной брошюре, выполненной в отличном полиграфическом качестве, даны описания компонентов, входящих в состав набора, и немного теории о каждом из них; даны сведения о внешнем виде и маркировке. Электрические схемы нарисованы в соответствии со стандартом и помогают научиться правильно читать их. Для каждой электрической схемы приведена монтажная схема на макетной плате, собрать которую сможет даже самый неискушенный начинающий электронщик.

Рассмотрим, например, простейший индикатор полярности подключаемой к электронной схеме батареи. Из приведенных ниже рисунков, взятых из брошюры, можно убедиться, что электрическая и монтажная схемы легко читаемы и сопоставимы между собой.

В зависимости от полярности батареи будет светиться один из цветных светодиодов – либо зеленый, либо красный, который будет сигнализировать об ошибке подключения источника питания. Чем не практический результат при весьма малых затратах? Не говоря уже о том, что даже в такой нехитрой схеме действуют несколько физических процессов и приборов, которые теоретически рассматриваются на уроках и занятиях по физике: химический источник тока, прохождение тока через проводник, излучение света полупроводником, закон Ома, принцип действия полупроводникового диода. Чем больше юному исследователю захочется углубиться в эти процессы, тем лучше. Тем более, что сейчас не составит труда получить через интернет любую информацию по заинтересовавшему вопросу. А навыки самообразования в процессе такого обучения помогут в любой профессии.

Всего в брошюре рассматривается 15 схем разного уровня сложности: параллельное и последовательное включение резисторов, конденсаторов и светодиодов; заряд и разряд конденсатора в электронной схеме; принцип действия транзистора; соединение компонентов в схеме.

В состав компонентов набора входят светодиоды разного цвета, схема мигалки и простейшего электромузыкального инструмента, которые неизменно привлекают внимание самых маленьких электронщиков. Также особенностью набора является раздел «Проверь свои знания». В этом разделе приведены схемы с ошибками, которые внимательный читатель, собравший все предлагаемые схемы не формально, а с желанием разобраться в их работе, без труда сможет найти и исправить.

В качестве примера приведем схему с неверным значением сопротивления резистора в цепи, ограничивающей ток через светодиод:

Такой пример позволяет на практике понять порядок значения тока через реальный светодиод, приучит внимательно читать электрические схемы и проверять собранные устройства.
Изучив все представленные в наборе схемы, собрав и испытав их на практике, с учетом числа компонентов, входящих в состав набора, можно найти в литературе и всемирной сети еще несколько десятков электронных устройств, собрать их и подробно исследовать.

Набор поставляется в красочно оформленной коробке оригинального дизайна и может служить отличным подарком.

Мы уверены, что новый набор серии «Азбука электронщика» компании Мастер Кит, а также следующие наборы серии, помогут заинтересовать юные умы и, возможно, помочь в выборе несомненно интересной и нужной профессии в сферах радиоэлектроники, микросхемотехники, других инженерных и научных областях знаний. Ведь от малого до великого всего один шаг.

Видеообзор

habr.com

| Практическая электроника

Приветствую тебя, дорогой мой читатель, на страницах сайта

Практическая электроника

Думаю, вы не просто так зашли на этот сайт. Вы либо интересуетесь электроникой, либо уже уверенно держите паяльник в руках. Настоящие фанаты готовы сидеть часами напролет с паяльником в руках. Они не замечают, как проходит время. Я знаю, что среди моих читателей таких не мало. Если вы относите себя к мегаэлектронщикам, скажу честно –  можете закрыть вкладку с сайтом, так как он рассчитан для тех, кто интересуется электроникой и делает первые шаги в освоении этой поистине великой области. Короче говоря, этот сайт предназначен для начинающих электронщиков.

Об авторе

Ну что же, думаю пару слов можно рассказать и о себе. Сам я родился в сельской местности в Удмуртии.В настоящее время живу в городе Ижевск. С детства увлекался электроникой.

В школьные годы ходил на радиокружок. Там  уже узнал, что такое  резистор, транзистор, конденсатор, трансформатор и тд. Паял разные пищалки, мигалки, блоки питания и другие электронные безделушки. Эх, хорошие были годы… Окончив одиннадцатый класс, поступил в ИжГТУ  в г. Ижевск на специальность “Радиотехника”. Ох и тяжелая была учеба! Сплошная теория, пятиэтажные формулы, курсачи…

В своей группе я был полным дятлом). Нередко  висел на волоске от отчисления и частенько сдавал экзамены на комиссии. После университета пол года работал простым электромонтажником. Не, ну а что  вы хотели? Кому нужен вчерашний студент-инженер? Потом нашел более подходящую работу, на которой работаю и по сей день. Получил должность инженера-электронщика.

Еще в студенческие годы подсел на ремонт мобильных телефонов. До сих пор нравится заниматься ремонтами, хотя это уже и не так прибыльно. Сейчас на работе ремонтирую станки с числовым программным управлением (ЧПУ). Работа хоть и грязная, но ремонтировать – это мое. Каждый раз ломаешь голову при поиске неисправности, но когда находишь неисправность и устраняешь ее – получаешь реальный кайф). 

Дома у меня целая электронная лаборатория. Есть абсолютно все, что нужно начинающему электронщику. Про инструменты и приборы на моем столе можете прочесть в рубрике инструменты и приборы.

Себя я не считаю электронщиком-профи. Есть люди намного умнее и опытнее, чем я. Скорее всего, я может быть  где-то в промежутке между начинающим и средним электронщиком. Умею  держать паяльник в руках, но до сих пор не умею  работать с микроконтроллерами и программировать. Думаю, это дело поправимо.

О сайте

Еще будучи студентом у меня появился интернет. Это был далекий 2007 год. Погрузившись в кибер-мир, я долго искал сайты по электронике и все что с ней связано. И знаете, что я заметил? Большая часть сайтов была просто-напросто напичкана копипастом вдоль и поперек! Да, были и есть толковые форумы – это всеми любимый Радиокот, Схем.нет, Изиэлектроникс. Там всегда обитали, как ПРОФИ, так и полные ЧАЙНИКИ.  Но самое интересное, там не было СРЕДНИХ электронщиков.

Как все это на мой взгляд выглядело: ЧАЙНИК на форуме спрашивал какой-либо вопрос у ПРОФИ. В свою очередь ПРОФИ отвечал на своем профи-языке. Чайник ничего не понимал и уже не спрашивал, чтобы не опозориться перед аудиторией. В свою очередь ЧАЙНИК пытается самостоятельно изучать электронику. Качает книжки, справочники, схемы…. но все равно ничего не понимает, что там написано и нарисовано. Книжки написаны профессорами для профессоров, справочники – для инженеров-радиоконструкторов. Ну а схемы – это вообще целая история…

ЧАЙНИК пытается собрать простенькую схему, но она отказывается работать… Ну еще бы…схемы чисто стырены из интернета и других подозрительных источников. Естественно, их никто не проверял и половина из них не работает… И тут у нашего ЧАЙНИКА опускаются руки и пропадает всякий интерес к захватывающему миру электроники… :-(.  Ну ведь почти!  Без пяти минут  начинающий электронщик!  “Да ну оно катись все!” – думает про себя ЧАЙНИК. “Пойду-ка я лучше с друзьями пивка во дворе попью…

И тут у меня зародилась идея… Почему бы не создать сайт, который был бы рассчитан для новичков на понятном для них языке –  на языке ЧАЙНИКА? Тем самым можно пополнить ряды НАЧИНАЮЩИХ и СРЕДНИХ электронщиков, скажем так, приоткрыть дверь в мир электроники? Показать ЧАЙНИКАМ, что все не так уж и сложно, как кажется !?

Ну что же, сказано – сделано!  Начиная с февраля 2012 года началась работа. Первые статьи появились где-то в феврале месяце. В августе я их перенес на собственный домен ruselectronic.com.

“Изюминка” Практической электроники

Чем же “Практическая электроника” отличается от других сайтов? Итак:

1) Все статьи  на сайте написаны собственноручно

2) Все показано на примерах и на опытах

3) Множество фотографий, из которых 99% фотографировал сам (лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать).

4) Никаких трехэтажных формул и нудной теории

5) Обратная связь с автором, с помощью комментариев “В контакте”, а также с помощью E-mail.

Описание разделов

Давайте подробнее рассмотрим разделы сайта

Статьи. В этом разделе представлены статьи по электронике, которые будут интересны как для начинающих, так и для профи-электронщиков.

Инструменты и приборы.  В этом разделе  я описываю инструменты и приборы, которые использую на радиоэлектронном поприще.

Микроконт роллеры AVR. В этом разделе изучаются основы МК AVR, а также Arduino.

КМБ. Этот раздел создан специально для полных чайников.

Мысли вслух. Мысли о современной электронике и о жизни.

Ремонтируем сами. Основы ремонта электронной техники. Все показано на личных примерах.

Программки. Здесь представлены программы для  начинающего электронщика. Все очень до ужаса простые и очень многофункциональные.

Форум – общайтесь с себе подобными, читайте, развивайтесь! )

Обратная связь. Пишите мне почаще,  постараюсь ответить наиболее быстро на Ваши вопросы. Иногда это занимает пол дня, иногда день-два, а иногда и недели, если бываю в отпуске.

Планы на будущее

Конечно, хотелось бы видеть сайт порталом стотысячником, где любой житель планеты Земля мог просто зайти на сайт и найти для себя полезную информацию. Статьи на сайте будут появляться в среднем по одной в неделю. Иногда, конечно, бывает проблема со временем. Это могут быть внезапные командировки или сезонные работы в огороде, праздники и тд. Поэтому, если вы не увидите новой статьи на сайте, не переживайте. Постараюсь также писать максимально упрощенно для  понимания и учесть все Ваши замечания.

Если вам понравился сайт и вы нашли здесь что-то полезное, вы всегда можете помочь админу в его нелегком деле.

www.ruselectronic.com

Курс начинающего электронщика часть 3

Перевёл alexlevchenko для mozgochiny.ru

Вот и подходит к концу цикл статей введения «начинающего электронщика» в мир современной электроники… Перед вами последняя часть данного курса.

Шаг 10: Светодиоды

Индикаторами, обычно называют светодиоды, которые являются настоящими незамеченными героями в мире электроники. Они формируют числа на электронных часах, передают информацию от дистанционных устройств, освещают приборные панели и оповещают пользователей о том, что используемые ими приборы включены. Если их собрать вместе, они смогут сформировать изображения на гигантском телевизионном экране или осветить светофор.

В основном светодиоды — простые крошечные лампочки, которые легко «монтируются» в электрическую схему. Но в отличие от обычных ламп накаливания, у них нет нити, которая может перегореть, а так же они не так греются, как лампы. Они излучают свет исключительно за счёт движения электронов в полупроводнике. Продолжительность жизни светодиода превосходит жизнь ламп накаливания на тысячи часов.

Светодиоды используются  для освещения или для индикации.

Обычные светодиоды хороши в качестве индикаторов, поскольку они светят мягким и однородным светом, который хорошо видно под любым углом. У ярких светодиодов свет прямой и мощный, но вы не сможете увидеть их свечение под углом, потому что свет направлен только вперёд.

Светодиод — диод, на который оказывает влияние ток, а не напряжение. Он «питается» током в прямом направлении (плюс к минус, или анод к катоду) и начинает излучать свет при минимальном токе. Типичный красный светодиод потребляет от 10mA до 20mA. Если подать значение больше допустимого, светодиод просто сгорит.

Так как работа светодиода зависит от тока, и не зависит от напряжения, он не может быть подключён непосредственно к аккумулятору или источнику питания. Самый простой способ защитить светодиод от «убийственного» значения тока – это подключить его через резистор. Резистор снизит ток и приведёт его значение до приемлемого уровня.

Рассчитаем значение LED резистора по следующей формуле:

Значение Резистора LED, R = (напряжение питания — напряжение LED) / ток LED.

В нашем примере:

Возьмём, 9-вольтовую батарею (напряжение питания = 9 В). Напряжение для красного светодиода 2 В, ток – 20 мА.

Если у вас нет резистора с определенным значением, то выберите самое близкое стандартное сопротивление, которое немного больше рассчитанного. Если хотите увеличить время свечения, то можете выбрать более высокое значение резистора, чтобы уменьшить ток. Для 15mA , R = (9 — 2.0) / 15 мА = 466 Ом (используем более высокое стандартное значение = 470 Ом).

Шаг 11: Транзистор

Транзисторы можно рассматривать, как один из видов электронного переключателя.

(Для справки: транзисторный переключатель гораздо быстрее, чем механический)

Есть два основных типа транзисторов: биполярный и МОП-транзистор (металл-оксид-полупроводник). Биполярные транзисторы в свою очередь делиться на: N-P-N и P-N-P структуры. Большинство схем использует N-P-N структуру. Транзисторы изготавливаются в различных формах, но все они имеют три вывода. База — является ведущей и отвечает за активацию транзистора. Коллектор – положительный вывод. Эмиттер – отрицательный вывод. (У каждого элемента выводы располагаются в определенном порядке).

Транзистор — миниатюрный электронный компонент, который может выполнять две функции. Он может быть усилителем или переключателем.

Когда он работает усилителем, то берёт небольшой ток (входной ток) и увеличивает его значение (выходной ток). Другими словами, это — токоусилитель (используется в слуховых аппаратах).

Кроме того, транзисторы могут выполнять роль переключателей. Небольшой электрический ток, протекающий через одну часть транзистора, может активировать другую его сторону. Так работают все микросхемы. Например, микросхема памяти содержит сотни миллионов или даже миллиардов транзисторов, каждый из которых может быть включен или выключен индивидуально. Так как каждый транзистор может быть в двух отличных режимах, то он может сохранить два различных числа, ноль и один. С миллиардами транзисторов чип может сохранить миллиарды нолей, и почти столько же обычных знаков.

Режимы функционирования

В отличие от резисторов работа которых основывается на линейном соотношении между напряжением и током, транзисторы — нелинейные устройства. У них есть четыре отличающихся режима работы.

(Когда говорят об электрическом токе, что идёт через транзистор), мы, обычно, имеем в виду ток, протекающий из коллектора к эмиттеру, транзистора с N-P-N структурой.

Насыщенность – транзистор действует, как перемычка. Ток свободно протекает от коллектора к эмиттеру.

Отсечение – транзистор действует, как прерыватель цепи. Токи от коллектора к эмиттеру не идут.

Активный – ток от коллектора к эмиттеру пропорционален току, протекающему к базе.

Обратно-активный – как и в активном, ток пропорционален току базы, но протекает в обратном направлении.

Введя транзистор в режим отсечки или насыщения, можно создать двойной эффект включения — выключения. Транзисторы-переключатели используются, чтобы включают микроконтроллеры, микропроцессоры и другие интегральные схемы.

Транзисторный выключатель (ТВ)

Давайте рассмотрим фундаментальную схему «ТВ» N-P-N структуры. Воспользуемся им, чтобы управлять мощным светодиодом.

В то время как обычный переключатель «врезался бы в линию», ТВ управляется напряжением, которое поступает на базу. Контакт ввода-вывода микроконтроллера, может быть запрограммирован, так чтобы пропускать высокий или низкий ток, тем самым включать или выключать цепь.

Когда напряжение базы больше, чем 0.6 В, транзистор начинает насыщаться, что похоже на короткое замыкание между коллектором и эмиттером. Когда напряжение меньше чем 0.6 В, транзистор находится в режиме отсечки –  ток не проходит, это похоже на разомкнутую цепь между коллектором и эмиттером.

Такую схему подключения называют переключателем «низкой стороны». В качестве альтернативы, можем использовать транзистор PNP структуры для создания переключателя «высокой стороны».

Базовые резисторы

Вы заметили, что каждая из описанных схем использует последовательный резистор между вводом управления и базой транзистора. Не забывайте добавлять этот резистор! Транзистор без резистора на базе похож на светодиод без токоограничивающего резистора.

Вспомните, что, в некотором смысле, транзистор — просто пара соединенных диодов. Некоторые транзисторы могут быть рассчитаны только на максимум 10-100mA, что проходит через них. Если вы пропустите ток превышающий максимально допустимый, транзистор может взорваться.

Имя тип Vce Ic Вт ft
2N2222 NPN 40V 800mA 625mW 300MHz
BC548 NPN 30V 100mA 500mW 300MHz
2N3904 NPN 40V 200mA 625mW 270MHz
2N3906 PNP -40V -200mA 625mW 250MHz
BC557 PNP -45V -100mA 500mW 150MHz
TIP120 (power) NPN 60V 5A 65W

 

МОП — транзистор

МОП является другим типом транзистора, используемого для усиления или переключения электронных сигналов.

Основное преимущество МОП перед обычными транзисторами заключается в том, что он требует, малый ток для включения (меньше, чем 1mA) при выходе более высокого тока нагрузки (10 — 50А и больше).

У МОП чрезвычайно высокое входное сопротивление затвора с током, протекающим через канал между истоком и стоком под контролем напряжения на затворе. Из-за этого высокого входного сопротивления, МОП могут быть легко повреждены статическим электричеством.

МОП-ТРАНЗИСТОР идеален для использования в качестве электронных переключателей или в качестве усилителей с общим истоком, поскольку их потребляемая мощность очень небольшая.

Шаг 12: Стабилизаторы напряжения

Стабилизатор напряжения генерирует фиксированное выходное напряжение предварительно установленной величины, которое остаётся постоянным независимо от изменений величин входного напряжения и нагрузки. Есть два типа стабилизаторов напряжения:

  • Линейный;
  • Переменного напряжения.

Рассеиваемая мощность линейного регулятора прямо пропорциональна выходному току для напряжения ввода и вывода, таким образом, типичный КПД составляет 50% или ещё ниже. Используя оптимальные компоненты, стабилизатор переменного напряжения может достигнуть КПД  90%. Однако мощность помех на выходе от линейного регулятора намного ниже, чем у переменного с теми же выходными напряжениями и аналогичными характеристиками. Как правило, переменный может управлять более высокими текущими нагрузками, чем линейный стабилизатор.

Линейный стабилизатор есть не что иное, как делитель напряжения, на вход которого подаётся входное (нестабильное) напряжение, а выходное (стабилизированное) напряжение снимается с нижнего плеча делителя. Стабилизация осуществляется путём изменения сопротивления одного из плеч делителя: сопротивление постоянно поддерживается таким, чтобы напряжение на выходе стабилизатора находилось в установленных пределах.

Существует два типа линейного стабилизатора:

Фиксированные

«Фиксированные» линейные стабилизаторы с тремя терминалами стабилизируют постоянные напряжения 3 В, 5 В, 6 В, 9 В, 12 В или 15 В, когда нагрузка составляет меньше чем 1.5 А. Ряд «78xx» (7805, 7812, и т.д.) регулирует положительные напряжения, в то время как «79xx» (7905, 7912, и т.д.) регулируют отрицательные напряжения. Часто, последние две цифры — выходное напряжение (например, 7805 — +5вольтовый стабилизатор, в то время как 7915 — −15 В стабилизатор).

Переменные

Такой тип генерирует фиксированное низкое номинальное напряжение между выходом и корректировочным терминалом (эквивалентный клемме заземления в фиксированном). Семейство устройств включает  такие как LM723 (низкой мощности) и LM317 и L200 (средней мощности). Некоторые переменные доступны в сборках больше чем с тремя контактами, включая корпуса с двухрядным расположением выводов. Они предоставляют возможность скорректировать выходное напряжение при помощи внешних резисторов с известными значениями.

Серия (+1.25V) LM317 регулирует положительные напряжения, в то время как серия LM337 (−1.25V) регулирует отрицательные напряжения.

Применение линейных стабилизаторов

L7805 (Стабилизатор напряжения — 5 В): Это — основной стабилизатор напряжения, положительный регулятор с тремя терминалами с 5 В фиксированным выходным напряжением. Максимальный выходной ток до 1.5 А.

L7812 (Стабилизатор напряжения — 12 В): Это — основной стабилизатор напряжения, положительный регулятор с тремя терминалами с 12 В фиксированным выходным напряжением. Максимальный выходной ток до 1.5 А.

LM317 («Подстроечный»1.25 В к 37 В): — регулятор положительного напряжения с тремя терминалами, способный выдавать больше чем 1.5А, по диапазону выходного напряжения 1.25 В к 37 В. Он требует, наличия двух внешних резисторов, установленных на выходном напряжении.

Стабилизаторы переменного напряжения это устройства, предназначенные для поддержания постоянного значения напряжения, независимо от его колебания во входной цепи.

Повышающий стабилизатор

Это преобразователь постоянного тока с выходным напряжением, больше, чем его входное напряжение.

Типичный пример преобразователя повышения  LM27313. Эта микросхема разработана для использования в системах низкой мощности, таких как камеры, мобильные телефоны и устройства GPS. Другой общий корректируемый преобразователь — LM2577.

Шаг 13: Интегральные схемы

Интегральная схема (ИC) (иногда называется микросхемой или микрочипом) – является полупроводниковой пластиной, на которой выполнены тысячи или миллионы крошечных резисторов, конденсаторов и транзисторов. ИC может функционировать как усилитель, осциллятор, таймер, счетчик, память компьютера или микропроцессор.

У линейных ИС есть вывод с плавной регулировкой (теоретически способный достичь бесконечного числа состояний), который зависит от уровня входного сигнала. Линейные ИС используются в качестве усилителей звуковой частоты (AF) и радиочастоты (RF). Операционный усилитель (операционный усилитель) является общим устройством в этих приложениях.

Цифровые ИС работают только на нескольких определённых уровнях или состояниях, а не по непрерывному диапазону амплитуд сигнала. Эти устройства используются в компьютерах, компьютерных сетях, модемах и частотомерах. Фундаментальные стандартные блоки цифровых ИС — логические элементы, которые работают с двоичными данными, т.е. сигналы, у которых есть только два различных состояния низкое (логика 0) и высокое (логика 1).

В зависимости от способа производства, интегральные схемы могут быть разделены на две группы: гибрид и монолитный.

Нумерация контактов (цоколёвка)

Каждая «ножка» микросхемы имеет свой определенный номер и ряд функций, которые она выполняет. На рисунке показана метка, благодаря которой можно определить  первый контакт чипа.

Монтаж

Одна из основных характеристик корпуса — способ, которым он монтируются на печатную плату. Либо это выводные контакты либо поверхностный монтаж.

 

Спасибо за внимание!

(A-z Source)


ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ!

About alexlevchenko
Ценю в людях честность и открытость. Люблю мастерить разные самоделки. Нравится переводить статьи, ведь кроме того, что узнаешь что-то новое - ещё и даришь другим возможность окунуться в мир самоделок.

mozgochiny.ru

Электроника для начинающих. Самый простой пошаговый самоучитель (2018)

Электроника для начинающих. Самый простой пошаговый самоучитель

«Электроника – это просто!» – утверждает известный итальянский инженер-робототехник Паоло Аливерти. Если вы никогда не имели дела с электротехникой и хотите с чего-то начать или же ваши знания просто нужно освежить – эта книга для вас!


Множество иллюстраций и простые, доступные новичку объяснения делают ее лучшим самоучителем по электронике.

Содержание:

Громкоговорители
Микрофоны
Решения

Построение цепей


Лаборатория и инструменты
Макетная плата
Пайка
Макетная плата Stripboard
От схемы до прототипа

Полупроводники


Диоды
Биполярный транзистор
Полевой транзистор
Интегральные микросхемы

Проекты и эксперименты: Заходим в лабораторию


Светодиод с кнопкой
Заряд и разряд конденсатора
Эксперимент со светодиодом и диодом
Привет, транзистор
Транзистор с реле
Чувствительный светодиод

Сигналы и измерения


Работа с сигналами
Усилители
Фильтры
Модуляторы и демодуляторы
Осцилляторы
Таймер

Электропитание схем


Батареи и блоки питания
Источники питания
Построим стабилизированный источник питания
Построим регулируемый стабилизированный источник питания
Двухполярный источник питания
Масса

Цифровая электроника


Булева логика
Логические семейства
Комбинационные схемы
Преобразователи
Логические переключатели, мультиплексоры и демультиплексоры
Схемы последовательного действия
Тактовые генераторы
Триггер
Регистры
Счетчики
Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи
Работа с различными логическими уровнями

Микроконтроллеры


Комплект для разработки
Компьютер в ботинке:
программирование микросхем А\Ж
Программирование АТПпу85
Программирование в С

От прототипа к готовому продукту


Печатные платы
gEDA
Fritzing
Реализация печатной платы дома

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. «АРДУИНО»
Что такое «Ардуино»?

ПРИЛОЖЕНИЕ В. АРДУИНОСКОП

ССЫЛКИ В ИНТЕРНЕТЕ

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

Автор: Паоло Аливерти
Издательство: Эксмо
ISBN: 978-5-699-96873-2
Формат: PDF
Страниц: 360
Иллюстрации: Черно-белые
Размер: 69 мб

Скачать Электроника для начинающих. Самый простой пошаговый самоучитель (2018) Паоло Аливерти