Основы радиотехники и радиоэлектроники для радиолюбителей

Номиналы радиодеталей

Вообще, в этом плане есть разногласия. Согласно ГОСТУ на текущий момент, номиналы деталей на принципиальных схемах не указывается. Это сделано ради того, чтобы не нагромождать схему информацией.

К принципиальной схеме прилагается список деталей, монтажная и структурные схемы, а также печатная плата.

Есть еще один общепринятый стандарт. На схемах указываются номиналы некоторых деталей и их рабочие напряжения.

Например, на этой схеме есть два резистора. По умолчанию сопротивление без приставки пишется только числом. У R2 сопротивление равно 220 Ом. А у R3 после числа есть буква. Сопротивление этого резистора читается как 2,2 кОм (2 200 Ом).

Рассмотрим на схеме два конденсатора.

В данном случае C5 это неполярный конденсатор с емкостью 0,01 мкФ. Микрофарады могут обозначаться как мкФ, так и uF. А конденсатор С6 полярный и электролитический. На это указывает знак плюс возле УГО. Емкость С6 равна 470 мкФ. Номинальное рабочее напряжение указывается в вольтах. Здесь для С6 это 16 В.

Если на схеме нет приставки микрофарад (мкФ, uF), или нанофарад (нФ, nF) то емкость этого конденсатора измеряется в пикофарадах (пФ, pF). Такое условие не общепринятое, поэтому тщательно изучите схему, которую вы собираетесь читать или собирать. В фарадах (F) емкостей мало, поэтому используются мкФ, нФ и пФ.

Инструкция по эксплуатации

В работе часто возникают нюансы которые необходимо исправлять. Ниже будут разобраны основные моменты.

Пайка чипов

При работе микросхем и чипов нужно, прежде всего, исключить возможность перегрева чипа. Для этого нужно касаться каждого его контакта в течение не более трех секунд. После этого контакт необходимо охладить и только после этого проводить процесс пайки вновь.

Перед непосредственно пайкой контакты чипа готовят и обрабатывают, нанося на них тончайший слой припоя, который улучшит контакт с поверхностью. На ножки элемента наносят флюс и проводят по ним наконечником с припоем. Если процедура проведена правильно, то контакт будет блестящий и гладкий, без различных скоплений припоя.

Различные виды микросхем

Штырьковые чипы

В случае, если чип имеет выводы в виде штырей, то процесс впайки его в плату происходит следующим образом:

Микросхема устанавливается в специальные отверстия в поверхности платы.
На противоположной (обратной) стороне на штырьковые контакты наносится флюс.
С той же обратной стороны производится пайка каждого вывода.
Убираются остатки флюса.

Штырьковый чип

Soic-чипы

Чипы такого типа припаивают слегка по-другому. Чаще всего этот метод называется «волна припоя». Суть его состоит в том, что расплавленный припой в жидком состоянии заполняет пространство между металлизированной частью платы и контактами детали. Таким образом, создается капля, которая способна проводить электрические импульсы.

Метод «волна припоя» выполняется за несколько следующих шагов:

Облудить и смочить флюсом все поверхности, которые будут обеспечивать контакт.
Микросхему установить на поверхность платы, таким образом, чтобы все ножки были совмещены с металлизированными дорожками.
Нужно припаять для начала только один какой-либо угловой контакт.
Далее припаивается второй контакт, находящийся по отношению к первому по диагонали. При этом нужно проконтролировать, чтобы все остальные контакты остались на своих металлических дорожках.
Далее наносится флюс на все припаянные и свободные концы микросхемы.
Далее с помощью наконечника припой равномерно распределяется по контактам.
В случае образования перемычек из припоя между контактами нужно удалить их, так как перемычки нарушат работу компонентов. Удаление происходит с помощью специальной плетенки из металла. Для этого ее кладут поверх перемычки и проводят наконечником паяльника. При этом припой впитывается в плетенку.

Важно! при проведении пайки методом «волна припоя» на местах, где проводится непосредственно пайка, должно находиться достаточное количество флюса для обеспечения смачивания поверхностей. Вам это будет интересно Особенности единиц измерения кВТ и кВА

Вам это будет интересно Особенности единиц измерения кВТ и кВА

Soic-чипы

С помощью ацетона и этилового спирта с контактов удаляется лак дочиста.
На все контакты, которые будут выпаиваться, наливается флюс.
Замкнуть с помощью припоя все контакты, разгоняя его нагретым наконечником. Нанесенный припой должен оставаться в жидком состоянии.
Затем нужно провести жалом по всем контактам, расплавив весь припой.
Удалить микросхему.

Безопасность и практика

Основы электротехники для начинающих делают особое ударение на правилах техники безопасности. Их несоблюдение на практике порой может стать причиной получения электротравм и повреждения имущества. Для новичков в электротехнике надо следовать четырём основным требованиям ТБ.

Четыре правила техники безопасности для новичков:

Перед работой с каким-либо устройством или оборудованием следует ознакомиться с его документацией. Все руководства по эксплуатации имеют раздел безопасности. В нём описаны опасные действия, которые могут вызвать короткое замыкание или удар электрическим током.
Прежде, чем приступать к работе с электротехническими устройствами или электропроводкой, нужно отключить электричество. Затем произвести осмотр состояния изоляции проводников. Если обнаружено нарушение изоляционного покрытия, то оголённую часть проводников надо покрыть отрезком изоляционной ленты.
При работе с проводкой и оборудованием под напряжением бытовой электросети надо использовать диэлектрические перчатки, защитные очки и обувь на толстой резиновой подошве. В электрораспределительных шкафах, щитах и электроустановках новичкам вообще делать нечего. Ими занимаются квалифицированные электрики, которые имеют допуск к работе под напряжением.
Ни в коем случае нельзя касаться оголённых проводников руками. Для этого есть отвёртки-пробники, мультиметры и другие электроизмерительные приборы. Только убедившись в отсутствии напряжения, можно касаться проводов.

Качественные плоскогубцы для проводов

Вот этот инструмент особенно всем советую. Очень удобные плоскогубцы с множеством функций. Сделаны из качественной легированной стали с добавками хрома и молибдена. Резиновые ручки обеспечивают изоляцию и хороший контакт без проскальзывания. Но самое главное — это широкий функционал.

Плоскогубцами удобно захватывать и накручивать проволоку, зачищать провода диаметром 0,75—1,5 мм и 2,5 мм, снимать изоляцию с кабелей, откусывать жилы и пр. Эта универсальная вещица заменит вам кусачки, инструменты для зачистки и обжима. Плоскогубцами можно обжимать клеммы, соединители, втулки и пр.

С помощью специальных вырезов удобно крутить гайки и болты. Насечки позволяют откручивать арматуру произвольной формы. Замок-фиксатор предохраняет плоскогубцы от случайного раскрытия. При всем этом инструмент довольно легкий — всего 190 г.

Известные принципиальные схемы

Навыки чтения лучше закреплять на хорошо описанных схемах, ставших уже классическими. Они содержат небольшое количество интегральных элементов.

Радиоприемник “Ишим-003”

Устройство выпускалось с 1984 г. Оно представляет собой приемник частотно- и амплитудно-модулированных радиоволн в коротком, среднем и длинном диапазонах. Получил широкое распространение среди радиолюбителей.

Принципиальная схема Ишим-003.

Он выполнен по схеме супергетеродина с двумя каналами (ЧМ и АМ) и преобразователем частоты.

Частотно-модулированный канал выполнен из усилителя ВЧ, преобразователя, УПЧ и частотного детектора. Канал с модуляцией по амплитуде состоит из УВЧ, ПЧ, УПЧ и амплитудного детектора.

По низким частотам усиление производится общим УНЧ. В конструкцию входит электронно-счетная шкала, индикатор настройки и блок питания.

Вега-108 стерео

Аппарат появился в 1979 г. и представляет собой стереофонический электропроигрыватель грампластинок с выходной мощностью 2*10 Вт и частотой звука 63-18000 Гц. Устройство работает не только как усилитель внешних сигналов, но и может производить запись на магнитофон.

Принципиальная схема электрофона состоит из блоков:

коммутации;
регуляторов;
питания;
предусилителя;
модуля усилителя мощности;
акустической системы.

Основной частью элементной базы проигрывателя стали транзисторы: КТ815В, КТ814В, КТ315Г. Блок питания аппарата включает в себя понижающий трансформатор с 5 вторичными обмотками, 2 диодных моста и стабилизатор напряжения, выполненный на транзисторе КТ315В.

Схема Вега-108 стерео.

В качестве головки звукоснимателя используется прибор Г-602. Предварительный усилитель состоит из 2 каналов на транзисторах КТ3102Д, КТ361Е, КТ315Б. Коммутатор сделан из переключателей и электронной схемы.

Алмаг-01

Медицинский прибор Алмаг-01 предназначен для лечения кожных заболеваний, ЖКТ, ЛОР-органов. Воздействует на организм импульсным электромагнитным полем.

Схема устройства включает в себя:

сетевой шнур;
катушки-индукторы (излучатели);
кабель для соединения ленты излучателей с блоком управления;
бесперебойный блок питания;
генератор импульсного тока;
блок управления.

Схема Алмаг-01.

Электроника для всех

▌А зачем?

Порой приходится работать с системами где крайне нежелательно, чтобы была электрическая связь между блоками устройства. Скажем между блоком датчиков, линиями ввода-вывода и блоком управления. Обычно это связано с тем, что линии IO находятся на горячей стороне с высоким напряжением, а цепи управления мало того, что работают на низком напряжении, так еще до них может дотянуться своими шаловливыми ручонками человек и убиться об них если что-то пойдет не так. Разделение часто делают, чтобы отрезать крайне шумную часть от нежных мозгов сложной логики, вроде контроллера, чтобы ему не прилетело в голову какой-нибудь высоковольтной помехой. Также гальваническую развязку делают в том случае если есть проблема с объединением земель между блоками из-за блуждающих токов, наводок и прочих бед.

При этом информация, а часто и питание передаются между блоками каким-нибудь не электрическим способом. Например, через свет или электромагнитные волны. А исходный сигнал вначале преобразуется из электрической величины в удобную для передачи, скажем из напряжения в частоту, этот частотный сигнал подается на светодиод, который моргает в глаз фотодиоду, а на обратной стороне происходит обратное преобразование, из частоты в напряжение. Вместо оптопары в некоторых случаях может использоваться трансформатор, т.к. через него свободно протекает переменный ток и можно гальванически развязать сигналы через магнитную индукцию. Так, например, сделано в Ethernet где трансформатор стоит либо прям в разъеме, либо в виде отдельного блока прям рядом с ним.

▌Гальваническое разделение питания

Обычно гальванически разделяют информационную составляющую сигнала связи, а питание каждый блок берет из своего источника. Но иногда надо выделить изолированную часть в одном приборе, а чем ее питать? Тут то на помощь и приходят изолированные преобразователи питания.

По схемотехнике чаще всего это маленький импульсный блок питания, у которого внутри постоянка превращается в переменку, прогоняется через маленький трансформатор и снова выпрямляется. Все это залито в единый блок. Поскольку мне чаще всего на горячей стороне приходится питать какую-нибудь АЦПшку или блок связи, то большая мощность не нужна, а значит сам преобразователь ставится маленький и дешевый. Ну, относительно дешевый

Я обычно использую три типа преобразователей в своей практике и держу их в запасе.

MeanWell NSD15-12S5

Это преобразователь 12 в 5 вольт. Но у MeanWell есть и другие номиналы похожего питальника. Ток у него до 3А. Я про него писал уже как то раз отдельную статью, несколько лет назад. Отличная штука. Надежная, дубовая. Работает как часы. Громоздкая только немного.

Aimtec AM1D-Z

Для меньшей мощности применяю блок от Aimtec AM1D-Z. Линейка преобразователей у Аймтека довольно большая, я обычно использую и держу в наличии всегда AM1D-0505SZ. Он принимает на входе 5 вольт и отдает 5 вольт, но уже гальванически отвязанные. И ток около 200мА, чего достаточно, чтобы запитать интерфейсные микросхемы, да микроконтроллер какой. КПД порядка 80%

Габариты у него совсем небольшие. А цена около 150-200р, не текущий момент.

(далее…)

Что можно сделать

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

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

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

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

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

Для чего может пригодиться паяльник

Сфер применения этому высокотехнологичному прибору — достаточно много. Вот неполный список задач, в котором вы наверняка найдете и собственные периодически возникающие проблемы.

Пайка проводов и ремонт электро-удлинителей;
Пайка и замена радиодеталей в бытовой технике;
Ремонт светильников и светодиодных ламп;
Ремонт тонкостенных металлических трубных соединений;
Ремонт прохудившихся металлических баков и емкостей;
Быстрый прожиг отверстий в пластике;
Отрезка лишних частей в пластиковых деталях и корпусах;
И т.п.

Будет интересно Устройство амперметра и принцип его действия

Как видно из этого перечня, применение паяльнику найдется всегда, лишь бы руки были достаточно прямые. Да и паяльник в ряде случаев подойдет самый простой и недорогой, лишь бы мощность была достаточная, например, 60 Вт.

Он отлично подойдет для пайки проводов. Но для «электронных» задач с мощностью лучше не переборщать, т.к. дорожки на платах не любят слишком высоких температур и легко отслаиваются, а сами радиодетали выходят из строя. Ниже мы расскажем, какой паяльник выбрать для пайки радиодеталей. При выборе паяльника следует определиться, для каких целей вам нужен данный электрический инструмент.

Виды паяльников

Паяльники бывают с керамическим или спиральным нагревателем. Отличие в том, что керамика нагревается гораздо быстрее, но требует более бережного использования: от сильного удара такой паяльник выйдет из строя.

Спиральный ударов не боится, и он прослужит долгие годы

При выборе паяльника нужно обратить внимание на его мощность. Нужно учитывать, что если вы паяете микросхемы, то паяльник желательно выбирать номиналом 10-20

Паяльники с номиналом выше 60 Вт предназначены для паяния толстых проводов.

Паяльник с маленькой мощностью просто не сможет расплавить припой, так как мощность будет рассеиваться по большой области пайки. Для пайки крупных металлических деталей существуют паяльники от 100 ватт и выше. Самым оптимальным паяльником для новичка 25-40 Вт. Такой паяльник считается универсальным, и им возможно выполнить большинство поставленных задач. Обычно радиолюбители имеют в своем арсенал несколько паяльников для охвата широкого спектра работ.

Таблица моделей паяльников для микросхем.

В широкой продаже нормальные и надежные паяльники для микросхем – почти редкость. Если человек занимается ремонтом техники профессионально, он может приобрести подходящий рабочий инструмент. Но выберет он скорее паяльную станцию со всеми необходимыми для пайки приспособлениями и возможностью устанавливать режимы работы.

Аудиоаппаратура

Транзисторные УНЧ (112)Собрание схем усилителей мощности низкой частоты на биполярных и полевых транзисторах.

УНЧ на микросхемах (350)Схемы усилителей мощности НЧ, собранных на интегральных микросхемах (интегральные УНЧ).

Схемы УНЧ на лампах (54)Ламповые усилители мощности звуковой частоты, УМЗЧ на электронных лампах — радиолампах.

Предусилители НЧ (62)Самодельные предусилители, микрофонные усилители, корректоры для аудио аппаратуры.

Регуляторы тембра и эквалайзеры (55)Принципиальные схемы регуляторов тембра, эквалайзеров, темброблоков на микросхемах и транзисторах.

Коммутация и индикация аудиосигналов (32)Простые индикаторы выходной мощности УНЧ, анализаторы спектра, коммутаторы и селекторы сигнала.

Аудио эффекты и приставки (84)Подборка схем приставок к аудиоаппаратуре, микшеры, для гитары, квадро-эффекты, сурраунд, аудио-процессоры.

Акустические системы (10)Конструкции акустических систем, сабвуферов, схемы фильтров низких, средних и высоких частот.

Основные токовые величины

При возникновении в цепи электрического тока, происходит постоянный перенос заряда через поперечное сечение проводника. Величина заряда, перенесенная за определенную единицу времени, называется , измеряемой в амперах
.

Для того чтобы создать и поддерживать движение заряженных частиц, необходимо воздействие силы, приложенной к ним в определенном направлении. В случае прекращения такого действия, прекращается и течение электрического тока. Такая сила получила название электрического поля, еще она известна как . Именно она вызывает разность потенциалов или напряжение
на концах проводника и дает толчок движению заряженных частиц. Для измерения этой величины применяется специальная единица — вольт
. Существует определенная зависимость между основными величинами, отраженная в законе Ома, который будет рассмотрен подробно.

Важнейшей характеристикой проводника, непосредственно связанной с электрическим током, является сопротивление
, измеряемое в омах
. Данная величина является своеобразным противодействием проводника течению в нем электрического тока. В результате воздействия сопротивления происходит нагрев проводника. С увеличением длины проводника и уменьшением его сечения, значение сопротивления увеличивается. Величина в 1 Ом возникает, когда разность потенциалов в проводнике составляет 1 В, а сила тока — 1 А.

Напряжение и ток – понятия

Для работы любого электронного компонента требуется наличие электрического тока. Он создается электрическим потенциалом, то есть «напором» частиц. Самого потенциала недостаточно для течения тока. Нужен также проводник, способный пропустить его через себя. Если проводника нет, то потенциал уходит в воздух, который очень хорошо препятствует распространению тока. Объекты, которые останавливают ток, называются диэлектриками, а позволяющие протекать через них – проводниками.

Помимо проводника, для течения тока нужна разность потенциалов, возникающая в цепи. Аналогию можно провести с водопроводной трубой. Если с обеих ее сторон подается одинаковый напор, то каким бы сильным он ни был, вода не будет течь. Разность потенциалов называется напряжением. Оно обозначается буквой «U» и измеряется в вольтах. Сила тока же обозначается «I» и измеряется в амперах.

Вам это будет интересно Требуемая освещенность в помещении

Важно! По общей договоренности считают, что ток течет от плюса к минусу, но на самом деле это условность. Все дело в том, что отрицательные электроны были открыты уже после этой договоренности

В схемах и на практике никто не вспоминает, откуда и куда течет ток.

Наглядное определение напряжения

Подготовка

Правильная подготовка позволит работнику избежать трудностей в ходе эксплуатации инструмента и травм.

Рабочего места

В первую очередь важно обеспечить достаточное освещение— не меньше 500 люкс. При необходимости улучшить условия можно путем использования источника местного освещения

Также следует уделить внимание вентиляции. Помещение лучше всего оборудовать вытяжкой, но если это невозможно, то в ходе работы мастеру потребуется делать небольшие перерывы, для проветривания рабочего места

Выбор паяльника по мощности

Для работы используют приборы различной мощности. Чтобы выбрать конкретную модель, чаще всего учитывают то, что:

для работы с электроникой используют маломощные паяльники;
если необходимо спаивать толстый слой меди, применяют 100-ваттный инструмент;
для массивных деталей используют модели с мощностью 200 Вт.

Для домашнего применения подойдут паяльники с небольшой мощностью

Подготовка паяльника к работе

Перед первой эксплуатацией агрегата важно убрать остатки заводской смазки с его корпуса. В противном случае они будут выгорать, в результате чего образуется неприятный запах

Кроме того, жало нужно также очистить от оксидной пленки.

Подготовка деталей к пайке

Паяют детали всегда в несколько шагов. Изначально следует подготовить поверхность проводника:

удалить оксидную пленку с последующим обезжириванием;
выполнить облуживание.

После выполнения данных действий можно приступать к соединению деталей

Важно также зачистить провода, которые ранее использовались

Также следует снять оксидную пленку. Выполнить действие можно с помощью наждачной бумаги, ножа или напильника. Паять деталь разрешено только после обезжиривания.

Залудить проводник из меди нужно под флюсом, после прогрева припой должен покрыть поверхность материала тонким слоем. Если имеется наплыв, пайку стоит отложить. В данном случае припой нужно расположить вертикально и провести паяльником с верхней в нижнюю точку.

Если же нужно паять алюминий, то следует совместить процесс зачистки и обслуживания. Для этого провод, покрытый канифолью, необходимо поместить в наждачную бумагу, разогреть его с одновременным вращением.

Перед эксплуатацией инструмента требуется очистить жало

Меры предосторожности

В работе радио,- и телемастера нужно избегать рисков воздействия опасного для жизни и здоровья человека напряжения. Нельзя оставлять включёнными приборы и инструменты, покидая рабочее место. Надо пользоваться единым выключателем, который прерывает электропитание всей системы энергообеспечения рабочего стола радиомастера.

Для новичка есть все возможности овладеть радиоделом. В средствах массовой информации всегда можно найти нужный справочный материал. Рынок радиотехники предоставляет широкий выбор электронных устройств, инструментов, материалов и измерительных приборов.

Как вам статья?

Мне нравитсяНе нравится1

Советы начинающим

Чтобы получить начальное представление об электричестве и принципах работы устройств с его применением, рекомендуется пройти специальный курс или изучить пособие «Электротехника для начинающих». Подобные материалы разработаны специально для тех, кто пытается с нуля освоить данную науку и получить необходимые навыки для работы с электрооборудованием в быту.

Советы начинающим электрикам

В пособии и видеоуроках подробно рассказывается, как устроена электрическая цепь, что такое фаза, а что такое ноль, чем отличается сопротивление от напряжения и силы тока и так далее

Отдельное внимание уделяется технике безопасности, чтобы избежать травм при работе с электроприборами

Конечно, изучение курсов или чтение пособий не позволит стать профессиональным электриком или электромонтером, но решить большинство бытовых вопросов по итогам освоения материала будет вполне по силам. Для профессиональной работы требуется уже получение специального допуска и наличие профильного образования. Без этого выполнять должностные обязанности запрещается различными инструкциями. Если же предприятие допустит человека без необходимого образования к работе с электрооборудованием, и он получит травму, руководитель понесет серьезное наказание, вплоть до уголовного.

Электрические схемы. Типы. Правила выполнения

Полупроводниковые приборы. Составные части изделия изображают в виде упрощенных внешних очертаний, а их расположение должно примерно соответствовать действительному размещению [2, п.

Схема электрических соединений или ее еще называют монтажная схема, представляет собой упрощенный конструктивный чертеж, изображающий электрическое устройство в одной или нескольких проекциях, на котором показываются электрические соединения деталей между собой. Другой тип принципиальных схем отражает управление приводом, линией, защиту, блокировки, сигнализацию. На таких схемах провода идущие в одном направлении часто объединяют в жгуты или пучки и показывают одной толстой линией.

На схеме проводки квартиры будет видно размещение розеток, светильников и т. На наличие соединения указывает точка в месте пересечения или примыкания.

На таких схемах может быть показаны схемы нескольких типов, например электрическая принципиальная и монтажная, или принципиальная и схема расположения. Кстати, монтажной также считается электросхема соединений, которая предназначена для подключения электрооборудования, а также соединения установок между собой в пределах одной цепи.

Типы и виды электрических схем: общая класификация

Основание подвижной части отмечается специальной незаштрихованной точкой. Схемы обычно дополняются различными диаграммами и таблицами переключения контактов, которые поясняют порядок срабатывания сложных элементов, например многопозиционных переключателей, временными диаграммами, показывающими последовательность срабатывания катушек реле. В люстре один провод стал общим. Благодаря ей любую неисправность можно обнаружить и устранить в очень короткое время. Ниже будут рассмотрены схемы принципиальные, соединений и подключений как получившие наиболее широкое применение в электрооборудовании промышленных предприятий.

Это может быть либо отключение автомата 2-QF, либо отключение катушки 2-КМ, которая включается релейной схемой. Участки цепи, вдоль которых протекают одни и те же токи, называются ветвями. Существует несколько вариантов выполнения схем соединения и подключения. Теперь следует разобраться, для чего предназначена каждая конкретная электросхема, и из чего она состоит. На таком чертеже должны обязательно быть указаны все функциональные узлы цепи и вид связи между ними.

Виды заземления нейтрали