Электроника радиотехника азы для начинающих. Школа для электрика: все об электротехнике и электронике

Начинающий радиолюбитель: школа начинающего радиолюбителя, схемы и конструкции для начинающих, литература, радиолюбительские программы

Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “ “

На сайте работает “Школа начинающего радиолюбителя “. Полный курс обучения включает в себя занятия начиная от азов радиоэлектроники и кончая практическим конструированием радиолюбительских устройств средней сложности исполнения. Каждое занятие строиться на предоставлении слушателям необходимых теоретических сведений и практических видеоматериалов, а также домашних заданий. В ходе учебы каждый обучаемый получит необходимые знания и навыки в полном цикле конструирования в домашних условиях радиоэлектронных устройств.

Для того чтобы стать слушателем школы, необходимо желание и подписка на новости сайта или через FeedBurner, или через стандартное окно подписки. Подписка необходима для своевременного получения новых уроков, видеоматериалов занятий и домашнего задания.

Только подписавшимся на курс обучения в “Школе начинающего радиолюбителя” будут доступны видеоматериалы и домашнии задания по занятиям.

Для тех, кто решил изучать радиолюбительство вместе с нами, необходимо кроме подписки, внимательно изучить подготовительные статьи:
♦
♦
♦
♦
♦
♦
♦

Все вопросы, пожелания и замечания Вы можете оставлять в комментариях в разделе “Начинающим”.

Первое занятие.

Второе занятие.
Лаборатория радиолюбителя. Собираем блок питания.

Определяемся со схемой. Как проверить радиоэлементы.

Подготовка деталей.
Расположение деталей на плате.
Изготовление платы самым простым способом.

Пайка схемы.
Проверка работоспособности.
Изготовление корпуса для блока питания.
Изготовление передней панели с помощью программы “Front Designer”.

Третье занятие.
Лаборатория радиолюбителя. Собираем функциональный генератор.



Проектирование печатной платы с помощью программы “Sprint Layout”.
Применение ЛУТ (лазерно-утюжной технологии) для переноса тонера на плату.

Окончательный вариант платы.
Нанесение “шелкографии”.
Проверка работоспособности генератора.
Настройка генератора с помощью специальной программы “Virtins Multi-Instrument”

Четвертое занятие.
Собираем светомузыкальное устройство на светодиодах

Предисловие.
Определяемся со схемой и изучаем характеристики основных деталей.

Фоторезисты и их применение.
Немного о программе “Cadsoft Eagle”. Установка и русификация официальной версии.

Изучаем программу Cadsoft Eagle:
– начальные настройки программы;
– создание нового проекта, новой библиотеки и нового элемента;
– создание принципиальной схемы устройства и печатной платы.

Уточняем схему;
Изготавливаем печатную плату в программе Cadsoft Eagle;
Облуживаем дорожки платы сплавом “Розе”;
Собираем устройство и проверяем его работоспособность специализированной программой и генератором;
Ну и, в конце-концов, радуемся результатам.

Подведем некоторые итоги работы “Школы”:

Если вы последовательно прошли все шаги, то ваш результат должен быть следующим:

1. Мы узнали:
- что такое закон Ома и изучили 10 основных формул;
– что такое конденсатор, резистор, диод и транзистор.
2. Мы научились:
♦ изготавливать простым способом корпуса для устройств;
♦ залуживать печатные проводники простым способом;
♦ наносить “шелкографию”;
♦ изготавливать печатные платы:
– с помощью шприца и лака;
– с использованием ЛУТ (лазерно-утюжной технологии);
– с использованием текстолита с нанесенным пленочным фоторезистом.
3. Мы изучили:
- программу для создания передних панелей “Front Designer”;
– любительскую программу для налаживания различных устройств “Virtins Multi-Instrument”;
– программу для ручного проектирования печатных плат “Sprint Layout”;
– программу для автоматического проектирования печатных плат “Cadsoft Eagle”.
4. Мы изготовили:
- двухполярный лабораторный блок питания;
– функциональный генератор;
– цветомузыку на светодиодах.
Кроме того, из раздела “Практикум” мы научились:
- собирать простые устройства из подручных материалов;
– рассчитывать токоограничительные резисторы;
– рассчитывать колебательные контуры для радиоустройств;
– рассчитывать делитель напряжения;
– рассчитывать фильтры низких и верхних частот.

В дальнейшем в “Школе” планируется изготовить несложный УКВ радиоприемник и приемник радионаблюдателя. На этом скорее всего работа “Школы” будет закончена. В дальнейшем, основные статьи для начинающих будут публиковаться в разделе “Практикум”.

Кроме того, начат новый раздел по изучению и программированию микроконтроллеров AVR.

Работы начинающих радиолюбителей:

Интигринов Александр Владимирович:

Григорьев Илья Сергеевич:

Ruslan Volkov:

Петров Никит Андреевич:

Морозас Игорь Анатольевич:

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.

Электроника для детей. Собираем простые схемы, экспериментируем с электричеством

Год издания: 2017

Эта книга о том, что такое электричество и как использовать его для создания удивительных вещей. Первая часть рассказывает, как получить электричество и как с его помощью привести в движение различные предметы. Вторая часть знакомит с основными компонентами электронных схем и учит собирать постоянные и временные схемы. Третья часть дает основы цифровой электроники на примере умных схем, использующих логику для принятия решений.

Осциллографы. Принципы измерений

Занимательная электроника. 2-е издание

Издательство: БХВ-Петербург
Год: 2009

Занимательная электроника. Электронные схемы. Манга
Кэнъити Т.

Основы силовой электроники

Издательство: Наука и техника
Год: 2017

Язык радиосхем

Адаменко М. В.

Первым известным промышленным шпионом можно считать Прометея, осуществившего несанкционированную другими богами передачу людям чрезвычайно ценной технологии получения и использования огня. Правители стремились узнать как можно больше о соседних царях и царствах, банкиры и ростовщики — о конкурентах и клиентах, мужья о женах, жены о мужьях, те и другие о соседях — список, конечно, далеко не полный. Для радиолюбителей будут интересны разделы книг о схемных решениях шпионских и антишпионских штучек. Схемы сопровождаются описаниями, рекомендациями по сборке и настройке.

Электроника для начинающих и не только
В.В. Бессонов

Радиоэлектроника для начинающих и не только
Бессонов В. В.

Лабскир Г. З.

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:

1. Сила тока: I = U/R (ампер).
2. Напряжение: U = I x R (вольт).
3. 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

Давайте для начала рассмотрим обычную пальчиковую батарейку. На ее этикетке вы можете прочитать, что она имеет напряжение 1,5 вольта… так ли это на самом деле? Давайте проверим!

Для того чтобы это выяснить нам понадобится цифровой мультиметр. Для начала стоит приобрести недорогую модель, обязательно с ручным выбором диапазона измерения.

• черный провод мультиметра необходимо подключить к разъему „COM”;
• красный провод необходимо подключить к разъему для измерения напряжения „V” (Внимание ! Подключение проводов иным образом может привести к повреждению прибора!)
• мы ожидаем получить значение около 1,5 вольта, поэтому ручку мультиметра устанавливаем на значение «20» в области DCV или V- (буква V с тире, означает постоянный ток) и если это необходимо, включаем прибор (некоторые модели включаются при повороте ручки), при этом мультиметр должен показать 0;
• металлическими наконечниками щупов мультиметра касаемся выводов батарейки… но какой куда? Попробуйте обе комбинации – результат должен быть один и тот же, только в одном случае будет отражаться положительное число, а в другом случае то же число, но только со знаком минус.
• считываем значение – в нашем случае напряжение новой батарейки составляет 1,62 вольт;
• выключаем мультиметр.

ВНИМАНИЕ! Во время проведения измерений, чтобы не повредить мультиметр, всегда выбирайте диапазон измерения большее максимально ожидаемого результата! Если мы не знаем чего ожидать, то безопаснее будет выбрать более высокий диапазон и в дальнейшем уменьшить его для получения максимально точного результата.

Поскольку мы научились измерять напряжение мультиметром, то давайте померим и другие батарейки/аккумуляторы! Мы для тестирования выбрали:

• заряженный аккумулятор 1,2 вольта, размер АА — мультиметр показал 1,34 вольт.
• частично разряженный аккумулятор Ni-Mh (используемый в камере) — мультиметр наш показал 1,25 вольт.

Далее нам понадобятся 4 батарейки формата ААА, кассета для 4 батареек и макетная плата (что такое макетная плата и как ею пользоваться можно узнать ). Установим наши 4 батарейки в кассету. Затем концы проводов кассеты вставим в отверстия макетной платы так, как это показано на следующих фото:

Следующим шагом будет подготовка соединительных проводов (перемычек), их еще называют джамперами. Это такие провода, которые будут объединять отдельные радиодетали между собой на макетной плате.

Конечно же, какое-то количество джамперов входит в комплект вместе с макетной платой. Но если их у вас нет, то не беда, их можно сделать самим.

Для этого нам понадобится: компьютерный кабель, так называемая витая пара, ножницы или острый нож.

Для начала необходимо снять изоляцию с кабеля. Внутри кабеля мы видим скрученные между собой тонкие провода. Следующим шагом будет нарезка проводов необходимой длинны. И последнее что необходимо – это зачистить с обоих концов изоляцию примерно на 1 см.

Теперь мы на макетной плате соберем нашу первую схему. Возьмем резистор 22кОм с цветными полосками (красный-красный-оранжевый-золотой). А какое реальное сопротивление данного резистора? Давайте проверим это мультиметром!

• красный провод подключите к разъему » Ω «
• мы ожидаем получить значение около 22кОм, поэтому установите регулятор на значение 200к в секции Ω и, если это необходимо, включите прибор (некоторые модели включаются при повороте диска), который до измерения должен показать 0;
• металлическими наконечниками щупов мультиметра коснитесь ножек резистора;
• смотрим значение – у нас сопротивление составляет 22,1кОм;
• выключаем мультиметр.

Как и в случае с батарейкой, значение, измеренное мультиметром, отличается от номинального значения тестируемого элемента (резистора). Напомним, что золотая полоска на резисторе (значение цветных полосок смотрите в этой ) означает допуск 5%, то есть 22кОм x 5% = 1,1кОм

Поэтому диапазон отклонения сопротивления для нашего резистора может быть в пределах от 20,9кОм до 23,1кОм.

Теперь соединим на макетной плате кассету с батарейками и резистор так, как показано на картинке ниже:

В электронике чтобы изобразить связи между отдельными элементами используют принципиальные схемы. В нашем случае схема будет выглядеть следующим образом:

Символ обозначенный как B1 — это наши батарейки, обеспечивающие общее напряжение: 4 х 1,5В = 6В. наш резистор на 22кОм обозначен символом R1.
В соответствии с :

I = U / R
I = 6В / 22кОм
I = 6В / 22000 Ом
I = 0,000273 А
I = 273мкА

Теоретически, ток в схеме должен составлять 273мкА. Вспомним, что сопротивление резистора может отличаться в пределах 5% (у нас это 22,1кОм). Напряжение, поступающее от батареек, также может отличаться от номинальных 6 вольт, и оно будет зависеть от степени разряда этих батареек.

Давайте посмотрим, какое реальное напряжения идет от 4 батареек по 1,5 В.

• черный провод подключите к разъему „COM”;
• красный провод подключите к разъему „V”
• мы ожидаем получить значение около 6В, поэтому установите регулятор на значение «20» в секции DCV или V-, если это необходимо, включите прибор, который должен изначально показать 0;
• металлическими наконечниками щупов мультиметра прикоснитесь проводов выходящих из кассеты батареек;
• смотрим результат – у нас напряжение составляет 6,5 В;
• выключаем мультиметр.

Подставим полученные значения в формулу, вытекающую из закона Ома:

I = U / R
I = 6,5 В / 22,1кОм
I = 6,5 В / 22100 Ом
I = 0,000294 А
I = 294мкА

Для подтверждения достоверности наших расчетов, нам не остается ничего другого, кроме как измерить фактический ток мультиметром.

• черный провод подсоедините к разъему „COM”;
• красный провод подключите к разъему „mA”;
• мы ожидаем получить значение 294 мкА, поэтому устанавливаем регулятор на значение 2000µ в секции A-, если это необходимо, включите прибор, который должен изначально показать 0;
• для измерения тока, необходимо мультиметр подключить в разрыв цепи. Металлическими наконечниками щупов мультиметра касаемся, ножки джемпера соединяющий положительный полюс батареи и ножки резистора;
• считываем значение – у нас сила тока составляет 294 мкA;
• выключаем мультиметр.

И под конец данного урока приведем схему, отражающую различия подключения мультиметра при измерении напряжения и силы тока: