Название: Как освоить радиоэлектронику с нуля.
Если у вас есть огромное желание дружить с электроникой, если вы хотите создавать свои самоделки, но не знаете, с чего начать, - воспользуйтесь самоучителем «Как освоить радиоэлектронику с нуля. Учимся собирать конструкции любой сложности». Эта книга поможет модернизировать и дополнить некоторые основные схемы. Вы узнаете, как читать принципиальные схемы, работать с паяльником, и создадите немало интересных самоделок. Вы научитесь пользоваться измерительным прибором, разрабатывать и создавать печатные платы, узнаете секреты многих профессиональных радиолюбителей. В общем, получите достаточное количество знаний для дальнейшего освоения электроники самостоятельно. Книга также содержит небольшой справочник по радиодеталям, который, возможно, будет интересен и профессионалам.
Данный учебник написан доступным и простым языком, без лишней литературной лирики. Чтобы познакомить юных радиолюбителей с электричеством и различными величинами измерения, использован элементарный метод сравнения. Рядом с каждой принципиальной схемой - изображение с внешним видом и цоколевкой (расположение выводов) радиодеталей. Все подробно описано, иногда представлен монтаж того или иного устройства, чтобы визуально можно было увидеть, что же должно получиться.
Дорогие читатели!
Все вы, конечно, знаете об одной из широчайших областей современной техники - электронике. Смотрите ли вы телевизор, слушаете радиоприемник или пользуетесь музы-кальным центром - всюду «работает» электроника. Это она «рисует» изображение на экране телевизора и «приносит» в квартиры голос диктора, превращает запись на магнитной ленте аудиокассеты и бороздках компакт-дисков в звук.
Внимательно посмотрите вокруг, и вы увидите немало приборов, которые благодаря электронике рождаются вторично, например наручные или настольные часы. Электронные устройства в них с большой точностью отсчитывают секунды и минуты, показывая на экране время. А возьмите телефонный аппарат: в нем появилась электронная память, способная сохранять десятки номеров. Набирать их необязательно - достаточно нажать на кнопку, которой соответствует определенный номер. В фотоаппарате электронный «глаз» следит за освещенностью объекта съемки и автоматически устанавливает нужную выдержку. Даже квартирные звонки - электронные. При нажатии на кнопку возле входной двери в квартире раздаются звуки, которые имитируют пение птиц или мелодию известной песни, а иногда женский или мужской голос, который говорит: «Откройте дверь!».
Содержание
От автора
Глава 1
Уроки юного конструктора
Знакомство с электричеством и другими величинами
измерения
Ознакомление с радиодеталями
Резисторы
Конденсаторы
Полупроводниковые приборы
Транзисторы
Стабилитроны
Диоды
Прочие радиодетали
Глава 2
Инструмент и устройства
Рабочее место радиолюбителя
Измерительный прибор
Пользуемся цифровым прибором
Измерение постоянного и переменного напряжения
Измерение постоянного тока
Измерение сопротивления
Прозвонка диодов
Измерение и проверка емкостей и индуктивностей
Разное
Пользуемся стрелочным прибором
Проверка резисторов
Проверка конденсаторов
Проверка катушек индуктивности
Проверка низкочастотных дросселей и трансформаторов
Проверка диодов
Проверка тиристоров
Проверка транзисторов
Секреты правильной пайки
Глава 3
Основные правила безопасности
Правила необходимо знать и соблюдать!
Действие электрического тока на человека
Что представляет собой молния?
Глава 4
Закон Ома
Основной принцип закона Ома
Немного истории
Глава 5
Мои первые самоделки
Вспышки на светодиоде
Электронная канарейка
Индикатор занятой телефонной линии
Глава 6
Знакомство с микросхемами
Микросхемы широкого применения
Глава 7
Применение специализированных микросхем
на практике
Мой первый усилитель мощности
Регулятор громкости, баланса и тембра УНЧ
Глава 8
Разработка и изготовление печатных плат
Основные правила разработки плат
Травление печатных плат
Радиолюбители советуют
Компоновка радиодеталей на плате
Глава 9
Профессиональная схемотехника
Стереофонический УНЧ с темброблоком
Стереофонический приемник FM-диапазона
Индикатор выходного сигнала
Глава 10
Электричество - друг человека
Источник питания своими руками
Блок питания для электромеханических часов
Подсветка для выключателя
Регулятор яркости светильника
Фазометр своими руками
Искатель скрытой проводки
Глава 11
Подборка принципиальных схем
Предварительный усилитель
УНЧ с необычным темброблоком
Музыкальный квартирный звонок
Новогодняя гирлянда
Автомат периодического включения
и выключения нагрузки
Универсальное зарядное устройство
Цифровые электронные часы
Глава 12
Софт радиоконструктора
Описание пакета CircuitMaker
Подводим итоги
Глава 13
Справочный листок
Учимся выбирать батарейки
Сокращенное обозначение номиналов на резисторах
и конденсаторах
Цветовая маркировка постоянных резисторов
Последовательное и параллельное соединение
резисторов и конденсаторов
Зарубежные выпрямительные диоды и мосты
Микросхемные стабилизаторы напряжения
Маркировка и характеристика тиристоров
Цоколевка транзисторов
Музыкальные синтезаторы серии УМС
Англо-русский технический словарик
Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Как освоить радиоэлектронику с нуля - Дригалкин В.В. - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.
Скачать djvu
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.
Нетривиально занятие, скажу я вам. :) Дабы облегчить усвоение материала я вводил ряд упрощений. Совершенно бредовых и антинаучных, но более менее наглядно показывающих суть процесса. Методика «канализационной электрики» успешно показала себя в полевых испытаниях, а посему будет использована и тут. Хочу лишь обратить внимание, что это всего лишь наглядное упрощение, справедливое для общего случая и конкретного момента, чтобы понять суть и к реальной физике процесса не имеющая практически никакого отношения. Зачем оно тогда? А чтобы проще запомнить, что к чему и не путать напряжение и ток и понимать как на все это влияет сопротивление, а то я от студентов такого наслушался…
Ток, напряжение, сопротивление.
Если сравнить электроцепь с канализацией, то источник питания это сливной бачок, текущая вода – ток, давление воды-напряжение, а несущееся по трубам говнище – полезная нагрузка. Чем выше сливной бачок, тем больше потенциальная энергия воды, находящейся в нем, и тем сильней будет напор-ток проходящий по трубам, а значит больше дерьма-нагрузки он сможет смыть.
Кроме текущего дерьма, потоку препятствует трение о стенки труб, образуя потери. Чем толще трубы тем меньше потери (гы гы гы теперь ты помнимаешь почему аудиофилы для своей мощной акустики берут провода потолще;)).
Итак, подведем итог. Электроцепь содержит источник, создающий между своими полюсами разность потенциалов – напряжение. Под действием этого напряжения ток устремляется через нагрузку туда, где потенциал ниже. Движению тока препятствует сопротивление, образуемое из полезной нагрузки и потерь. В результате напряжение-давление ослабевает тем сильней, чем больше сопротивление. Ну, а теперь, положим нашу канализацию в математическое русло.
Закон Ома
Для примера просчитаем простейшую цепь, состоящую из трех сопротивлений и одного источника. Схему я буду рисовать не так как принято в учебниках по ТОЭ, а ближе к реальной принципиальной схеме, где принимают точку нулевого потенциала – корпус, обычно равный минусу питания, а плюс считают точкой с потенциалом равным напряжению питания. Для начала считаем, что напряжение и сопротивления у нас известны, а значит нам нужно найти ток. Сложим все сопротивления (о правилах сложения сопротивлений читай на врезке), дабы получить общую нагрузку и поделим напряжение на получившийся результат – ток найден! А теперь посмотрим как распределяется напряжение на каждом из сопротивлений. Выворачиваем закон Ома наизнанку и начинаем вычислять. U=I*R поскольку ток в цепи един для всех последовательных сопротивлений, то он будет постоянен, а вот сопротивления разные. Итогом стало то, что Uисточника = U1 +U2 +U3 . Исходя из этого принципа можно, например, соединить последовательно 50 лампочек рассчитанных на 4.5 вольта и спокойно запитать от розетки в 220 вольт – ни одна лампочка не перегорит. А что будет если в эту связку, в серединку, всандалить одно здоровенное сопротивление, скажем на КилоОм, а два других взять поменьше – на один Ом? А из расчетов станет ясно, что почти все напряжение выпадет на этом большом сопротивлении.
Закон Кирхгоффа.
Согласно этому закону сумма токов вошедших и вышедших из узела равна нулю, причем токи втекающие в узел принято обозначать с плюсом, а вытекающие с минусом. По аналогии с нашей канализацией – вода из одной мощной трубы разбегается по кучи мелких. Данное правило позволяет вычислять примерный потребляемый ток, что иногда бывает просто необходимо при расчете принципиальных схем.
Мощность и потери
Мощность которая расходуется в цепи выражается как произведение напряжения на ток.
Р = U * I
Потому чем больше ток или напряжение, тем больше мощность. Т.к. резистор (или провода) не выполняет какой либо полезной нагрузки, то мощность, выпадающая него это потери в чистом виде. В данном случае мощность можно через закон ома выразить так:
P= R * I 2
Как видишь, увеличение сопротивления вызывает увеличение мощности расходующееся на потери, а если возрастает ток, то потери увеличиваются в квадратичной зависимости. В резисторе вся моща уходит в нагрев. По этой же причине, кстати, аккумуляторы нагреваются при работе – у них тоже есть внутреннее сопротивление, на котором и происходит рассеяние части энергии.
Вот для чего аудиофилы для своих сверхмощных звуковых систем берут толстенные медные провода с минимальным сопротивлением, чтобы снизить потери мощности, так как токи там бывают немалые.
Есть закон полного тока в цепи, правда на практике мне он никогда не пригождался, но знать его не помешает, поэтому утяни из сети какой либо учебник по ТОЭ (теоретические основы электротехники) лучше для средних учебных заведений, там все гораздо проще и понятней описано – без ухода в высшую математику.
Содержание:Существует множество понятий, которые нельзя увидеть собственными глазами и потрогать руками. Наиболее ярким примером служит электротехника, состоящая из сложных схем и малопонятной терминологии. Поэтому очень многие просто отступают перед трудностями предстоящего изучения этой научно-технической дисциплины.
Получить знания в этой области помогут основы электротехники для начинающих, изложенные доступным языком. Подкрепленные историческими фактами и наглядными примерами, они становятся увлекательными и понятными даже для тех, кто впервые столкнулся с незнакомыми понятиями. Постепенно продвигаясь от простого к сложному, вполне возможно изучить представленные материалы и использовать их в практической деятельности.
Понятия и свойства электрического тока
Электрические законы и формулы требуются не только для проведения каких-либо расчетов. Они нужны и тем, кто на практике выполняет операции, связанные с электричеством. Зная основы электротехники можно логическим путем установить причину неисправности и очень быстро ее устранить.
Суть электрического тока заключается в движении заряженных частиц, переносящих электрический заряд от одной до другой точки. Однако при беспорядочном тепловом движении заряженных частиц, по примеру свободных электронов в металлах, переноса заряда не происходит. Перемещение электрического заряда через поперечное сечение проводника происходит лишь при условии участия ионов или электронов в упорядоченном движении.
Электрический ток всегда протекает в определенном направлении. О его наличии свидетельствуют специфические признаки:
- Нагревание проводника, по которому протекает ток.
- Изменение химического состава проводника под действием тока.
- Оказание силового воздействия на соседние токи, намагниченные тела и соседние токи.
Электрический ток может быть постоянным и переменным. В первом случае все его параметры остаются неизменными, а во втором - периодически происходит изменение полярности от положительной к отрицательной. В каждом полупериоде изменяется направление потока электронов. Скорость таких периодических изменений представляет собой частоту, измеряемую в герцах
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.
Закон Ома
Данный закон относится к основным положениям и понятиям электротехники. Он наиболее точно отражает зависимость между такими величинами, как сила тока, напряжение, сопротивление и . Определения этих величин уже были рассмотрены, теперь нужно установить степень их взаимодействия и влияния друг на друга.
Для того чтобы вычислить ту или иную величину, необходимо воспользоваться следующими формулами:
- Сила тока: I = U/R (ампер).
- Напряжение: U = I x R (вольт).
- Сопротивление: R = U/I (ом).
Зависимость этих величин, для лучшего понимания сути процессов, часто сравнивается с гидравлическими характеристиками. Например, внизу бака, наполненного водой, устанавливается клапан с примыкающей к нему трубой. При открытии клапана вода начинает течь, поскольку существует разница между высоким давлением в начале трубы и низким - на ее конце. Точно такая же ситуация возникает на концах проводника в виде разности потенциалов - напряжения, под действием которого электроны двигаются по проводнику. Таким образом, по аналогии, напряжение представляет собой своеобразное электрическое давление.
Силу тока можно сравнить с расходом воды, то есть ее количеством, протекающим через сечение трубы за установленный период времени. При уменьшении диаметра трубы уменьшится и поток воды в связи с увеличением сопротивления. Этот ограниченный поток можно сравнить с электрическим сопротивлением проводника, удерживающим поток электронов в определенных рамках. Взаимодействие тока, напряжения и сопротивления аналогично гидравлическим характеристикам: с изменением одного параметра, происходит изменение всех остальных.
Энергия и мощность в электротехнике
В электротехнике существуют еще и такие понятия, как энергия и мощность , связанные с законом Ома. Сама энергия существует в механической, тепловой, ядерной и электрической форме. В соответствии с законом сохранения энергии, ее невозможно уничтожить или создать. Она может лишь преобразовываться из одной формы в другую. Например, в аудиосистемах осуществляется преобразование электроэнергии в звук и теплоту.
Любые электрические приборы потребляют определенное количество энергии на протяжении установленного промежутка времени. Эта величина индивидуальна для каждого прибора и представляет собой мощность, то есть объем энергии, который может потребить тот или иной прибор. Этот параметр вычисляется по формуле P = I x U, единицей измерения служит . Он означает перемещение одним вольтом через сопротивление в один ом.
Таким образом, основы электротехники для начинающих помогут на первых порах разобраться с основными понятиями и терминами. После этого будет значительно легче использовать полученные знания на практике.
Электрика для чайников: основы электроники
Сделать своими руками простейшие электронные схемы для использования в быту можно, даже не имея глубоких познаний в электронике. На самом деле на бытовом уровне радио – это очень просто. Знания элементарных законов электротехники (Ома, Кирхгофа), общих принципов работы полупроводниковых устройств, навыков чтения схем, умения работать с электрическим паяльником вполне достаточно, чтобы собрать простейшую схему.
Мастерская радиолюбителя
Какой сложности схему ни пришлось бы выполнять, необходимо иметь минимальный набор материалов и инструментов в своей домашней мастерской:
- Бокорезы;
- Пинцет;
- Припой;
- Флюс;
- Монтажные платы;
- Тестер или мультиметр;
- Материалы и инструменты для изготовления корпуса прибора.
Не следует приобретать для начала дорогие профессиональные инструменты и приборы. Дорогая паяльная станция или цифровой осциллограф мало помогут начинающему радиолюбителю. В начале творческого пути вполне достаточно простейших приборов, на которых и нужно оттачивать опыт и мастерство.
С чего начинать
Радиосхемы своими руками для дома должны по сложности не превышать того уровня, каким Вы владеете, иначе это будет означать лишь потраченное время и материалы. При недостатке опыта лучше ограничиться простейшими схемами, а по мере накопления навыков усовершенствовать их, заменяя более сложными.
Обычно большинство литературы из области электроника для начинающих радиолюбителей приводит классический пример изготовления простейших приемников. Особенно это относится к классической старой литературе, в которой нет столько принципиальных ошибок по сравнению с современной.
Обратите внимание! Данные схемы были рассчитаны на огромные мощности передающих радиостанций в прошлое время. Сегодня передающие центры используют меньшую мощность для передачи и стараются уйти в диапазон более коротких волн. Не стоит тратить время на попытки сделать рабочий радиоприемник при помощи простейшей схемы.
Радиосхемы для начинающих должны иметь в своем составе максимум пару-тройку активных элементов – транзисторов. Так будет легче разобраться в работе схемы и повысить уровень знаний.
Что можно сделать
Что можно сделать, чтобы и было несложно, и можно было использовать на практике в домашних условиях? Вариантов может быть множество:
- Квартирный звонок;
- Переключатель елочных гирлянд;
- Подсветка для моддинга системного блока компьютера.
Важно! Не следует конструировать устройства, работающие от бытовой сети переменного тока, пока нет достаточного опыта. Это опасно и для жизни, и для окружающих.
Довольно несложные схемы имеют усилители для компьютерных колонок, выполненные на специализированных интегральных микросхемах. Устройства, собранные на их основе, содержат минимальное количество элементов и практически не требуют регулировки.
Часто можно встретить схемы, которые нуждаются в элементарных переделках, усовершенствованиях, которые упрощают изготовление и настройку. Но это должен делать опытный мастер с тем расчетом, чтобы итоговый вариант был более доступен новичку.
На чем выполнять конструкцию
Большинство литературы рекомендует выполнять конструирование простых схем на монтажных платах. В настоящее время с этим совсем просто. Существует большое разнообразие монтажных плат с различными конфигурациями посадочных отверстий и печатных дорожек.
Принцип монтажа заключается в том, что детали устанавливаются на плату в свободные места, а затем нужные выводы соединяются между собой перемычками, как указано на принципиальной схеме.
При должной аккуратности такая плата может послужить основой для множества схем. Мощность паяльника для пайки не должна превышать 25 Вт, тогда риск перегреть радиоэлементы и печатные проводники будет сведен к минимуму.
Припой должен быть легкоплавким, типа ПОС-60, а в качестве флюса лучше всего использовать чистую сосновую канифоль или ее раствор в этиловом спирте.
Радиолюбители высокой квалификации могут сами разработать рисунок печатной платы и выполнить его на фольгированном материале, на котором затем паять радиоэлементы. Разработанная таким образом конструкция будет иметь оптимальные габариты.
Оформление готовой конструкции
Глядя на творения начинающих и опытных мастеров, можно придти к выводу, что сборка и регулировка устройства не всегда являются самым сложным в процессе конструирования. Порой правильно работающее устройство так и остается набором деталей с припаянными проводами, не закрытое никаким корпусом. В настоящее время уже можно не озадачиваться изготовлением корпуса, потому что в продаже можно встретить всевозможные наборы корпусов любых конфигураций и габаритов.
Начиная изучать основы радиодела, необходимо представлять, к какой цели вы идете. Основных вариантов два: самостоятельное создание разнообразной электронной аппаратуры и общение в эфире с другими радиолюбителями по коротковолновой связи.
Организация рабочего места
С изучение радиодела? С организации рабочего места. Необходим стол, покрытый каким-либо практичным материалом. Это может быть кусок оргстекла, ДВП или даже обычного линолеума. Рядом должны присутствовать несколько , с левой стороны необходимо установить настольную лампу.
Также вам необходимы хотя бы простейшие измерительные приборы, без них создавать радиоэлектронную аппаратуру невозможно. Как минимум, вам необходим ампервольтомметр, в обиходе обычно именуемый тестером, мультиметром. Например, неплохим вариантом является цифровой мультиметр DT9205, позволяющий измерять напряжение, силу тока, сопротивление и емкость. Также очень желательно иметь осциллограф, это один из самых полезных приборов.
Разумеется, необходим паяльник, а лучше два – один примерно на 60 Вт, второй – на 25 Вт. Также понадобится припой и флюс.
Первые опыты
Помните, что важно не просто собрать какую-то схему, а понимать, как она работает. Поэтому необходимо с самых первых конструкций разбираться в логике работы схем. Упустив этот момент, вы не сможете впоследствии собирать и налаживать сложные конструкции.
Начать лучше с создания детекторных приемников. Они состоят всего из нескольких деталей, но позволяют ощутить весь вкус радиодела – когда в наушниках созданного вашими радиоприемника вдруг появляется звук, это подлинное счастье. Не забудьте сделать наружную антенну и надежное заземление, без них детекторный приемник работать не будет. Дальше вы сможете добавить к нему усилительные каскады , что позволит вывести звук на громкоговорители.
Собрав несколько конструкций на дискретных элементах, переходите к микросхемам. На них можно собирать намного более сложные схемы, поэтому необходимо научиться с ними работать. Для настройки сложных схем понадобится осциллограф – с его помощью очень удобно контролировать наличие сигнала и его форму на выводах микросхем.
Дальнейший путь зависит от ваших предпочтений. Можно собирать различную аппаратуру, создавать собственные оригинальные конструкции. Или собрать коротковолновый приемник и сделать первые шаги на пути к общению по радиосвязи с радиолюбителями-коротковолновиками со всего мира.
Радиолюбитель-коротковолновик
Вероятно, вам приходилось видеть на крышах некоторых домов большие сложные антенны. Такая антенна говорит о том, что в доме живет радиолюбитель, общающийся со коллегами по радиосвязи.
Первые шаги на этом направлении состоят в сборке или приобретении коротковолнового приемника, работающего в любительском диапазоне. Такой приемник позволит вам прослушивать разговоры радиолюбителей, вы многое узнаете о том, как происходит общение в эфире.
Следующий этап – получение собственного радиолюбительского позывного. Получив его, вы уже сами сможете общаться на частотах любительского радиодиапазона. Для этого вам понадобится самодельный или покупной трансивер – устройство, способное работать как на прием, так и на передачу.
Какой бы вариант вы не выбрали, необходимы серьезные познания в радиоделе. Поэтому необходимо особенно тщательно изучать основы, это позволит заложить прочный фундамент для дальнейшей работы.
