Для чего нужно знать диаметр провода

Для измерения толщины провода в странах Северной Америки используется специальная единица— так наэлпемнй "калибр" (gauge), или AWG (American Wire Gauge - калибр согласно американскому стандарту на диаметр проводов). Чем меньше калибр, тем больше провод. Наименьший провод, искользуемый в электронике, имеет 30 калибр и применяется для пайки на печатных платах (подробно об этом см главу 12). Для зачистки такого тонкого провода крайне рекомендуется использовать только специальный инструмент.

Для обычного монтажа радиодеталей используются провода с диаметрами от 20 до 22. В большинстве схем, предлагаемых в данной книге, вы также будете пользоваться им. Для особых работ, таких, как обмотка электродвигателей, лучше использовать провода с диаметрами 16-18 единиц. Для понимания данной системы единиц скажем следующее: провод 20 калибра имеет в диаметре 0,032 дюйма или 0,081 мм, независимо от того, сделан он из одного проводника или свит из нескольких жил. Больше о проводах и их калибоах можно будет прочесть в главе 5.

Многие радиолюбители предпочитают покупать инструменты для откусывания и зачистки проводов отдельно, ведь какой-то один из этих инструментов затупится быстрее, чем другой (в зависимости от вида работ и типа используемых проводов). К тому же, отдельные инструменты стоят дешевле комбинированных, и в случае замены их в будущем по одному, вы. сможете сэкономить деньги.

Для зачистки проводов можно пользоваться и обычными кусачками, которые изображены на рис. 3.3. С их помощью можно откусить провод непосредственно у поверхности печатной платы. Такой инструмент позволяет комфортно работать с проводами с 30 по 16 калибр, но более толстый провод может повредить или затупить режущие кромки. Для таких применений используют косые острогубцы или плоскогубцы. (В нашей стране и странах Европы распространена обычная метрическая система, т.е. все диаметры измеряются в миллиметрах. — Примеч. ред.)

Обращение с утконосыми плоскогубцами

Хватать и гнуть провода, а также удерживать детали во время сборки схемы помогут плоскогубцы. Для тонкой работы следует использовать пятидюймовые утконосые плоскогубцы (или острогубцы), такие как используют ювелиры и часовщики. Инструмент большего размера можно использовать для выполнения общих работ. Кстати, для справки: размер плоскогубцев отражает только их общие габариты, но не то, насколько широко раскрываются их щеки.

Следует контролировать, чтобы используемые плоскогубцы также были правильного размера. Применение инструмента меньших, чем нужно, размеров, может серьезно повредить его, а больших размеров — повредить компонент.

Увеличительные стекла: "А это - чтобы лучше видеть тебя..."

Увеличительные стекла с 4- или 8-кратным увеличением позволяют приближать и детально исследовать картину вашей работы. Вообще, лупа исключительно удобна при поиске замыканий из припоя, соединений холодной пайкой, непропаев (более подробно паяние и связанная с ним терминология будет раскрыта в главе 8).

Коэффициент увеличения лупы 4 или 8 означает, что она увеличивает изображение в 4 или 8 раз. Существуют линзы и с другими коэффициентами, но имеющие меньше 4 могут оказаться слишком слабыми, а имеющие больше 8 — слишком

сильными для деталировки, нужной для использования в электронике.

Взгляните на увеличительное стекло, изображенное на рис. 3.4. Оно прикреплено к регулируемому зажиму из разряда используемых для крепежа небольших деталей. Подобная конструкция (ее еще иногда называют "третья рука") может оказаться весьма удобной при паянии или другой работе, когда приходится работать с небольшими деталями, а обе руки заняты.

Есть еще один способ пользоваться увеличительными линзами — носить их на голове. Звучит сомнительно, на это действительно так. Само устройство крепится на голове, как обруч, а позицию увеличительного стекла при этом можно отрегулировать, чтобы оно находилось перед глазами. Если стекло уже не понадобится, то его легко отстегнуть.

Место для инструментов. Каждому - свое место

За долгие месяцы и годы увлечения электроникой вы, несомненно, скопите горы разного хлама. Конечно, вам будет хотеться помнить о том, что где лежит, и в этом поможет чемоданчик с отделениями. Такие чемоданы имеют множество ящичков и отделений для хранения гаек, винтов, резисторов, конденсаторов и другой полезной мелочи, Нужно просто выбрать такой чемодан, количество и размер ящиков в котором полностью удовлетворяет поставленным требованиям. Лучше всего выбирать такой, у которого присутствуют как большие, так и малые отделения: в больших удобно хранить инструменты и запасы материалов, например, припоя.

Можно порекомендовать делать на каждом отделении пометку о том, что там лежит. Такие пометки можно делать как от руки, так и с помощью специальной машинки (типа Brother P-Touch) для печати клеящихся этикеток. Для отделений, в которых хранится несколько разных типов деталей, удобно использовать специальные разделители и делать метки для каждой секции отдельно. Не следует писать прямо на ящичках маркером или чем-нибудь еще таким же перманентным. В первую очередь стоит подумать о гибкости в подходе — на тот случай, если вдруг захочется изменить содержимое ящика.

Наполняем мастерскую

Время от времени бывают необходимы обычные слесарные инструменты, особенно если вы будете конструировать и собирать электронные безделушки (например, понадобятся пила по металлу или дрель, если вы делаете моторизованную модель приведения на Хеллоуин). Однако не стоит беспокоиться о том, чтобы нестись сломя голову в ближайший строительный магазин за покупкой всех инструментов, которые там продаются. В зависимости от устройства, которое было решено сконструировать, будут нужны те или иные инструменты, другие же могут задействоваться только изредка. Да и все, чего у вас нет, в конце концов нетрудно одолжить. Только будьте добры возвратить то, что взяли, после того, как попользуетесь!

Ниже приведено несколько общих рекомендаций относительно того, что стоит иметь радиолюбителю или хотя бы знать, что это есть у соседа, который одолжит инструмент.

> Молоток с гвоздодером: используется везде, где только можно что-нибудь хорошенько стукнуть или быстро выдернуть. Самый что ни на есть обычный столярный молоток — как раз то, что нужно.

> Киянка: этот деревянный молоток служит для почти нежной подгонки тех деталей, которые никак не хотят становится вместе без усилий. Он также пригодится при изгибах листового металла в случаях, когда вы решили сделать Робота Робби или какой-нибудь другой агрегат в стильном металлическом корпусе.

> Ножовка: режет все что угодно. Особенно если с ней в комплекте идет набор полотен. Крупнозубые полотна режут дерево и поливинилхлоридные трубы, а полотна с мелкими зубцами отлично справляются с металлом.

> Стусло: служит для того, чтобы мастер мог ровно отпилить деталь под углом. Этот инструмент состоит из семи- или десятисантиметровой плоской поверхности, куда вставляется доска, и двух зажимов, образующих канал. Доска кладется на плоскость, а в канал вставляется полотно ножовки; таким образом, при распиле оно уже не съедет в сторону, и разрез будет сделан точно под таким углом, который планировалось получить. Не стоит скупиться на хорошее стусло, крепящееся к верстаку. Например, не следует тратить деньги на деревянное — долго оно не протянет. Лучше приобрести алюминиевое или хотя бы пластиковое, да и стоит такое ненамного дороже.

> Разводной ключ: иногда еще зовется трубчатым ключом. Такой инструмент может оказаться полезным дополнением к вашей мастерской.

> Плоскогубцы с фиксацией: фиксирующий механизм позволяет держать детали, пока их режут, шлифуют, сверлят или делают что-то еще. Пример данного инструмента показан на рис. 3.5.

> Гаечный ключ: этот инструмент позволит вам закручивать шестигранные гайки и крепежные винты. Лучше купить целый набор, так как тогда они окажутся дешевле в пересчете на штуку, да и никогда точно не знаешь, какой размер понадобится в следующую минуту.

> Рулетка: можно просто купить сантиметр в ближайшем магазине тканей. Вряд ли понадобится что-то более прихотливое или длинное.

> Набор напильников: используйте их для шлифовки грубых краев распиленных дерева, металла или пластика. Просто купите набор небольших напильников в магазине. Принцип и качество их работы ничем не отличается от собратьев большего размера, а в электронных поделках они несравненно удобнее.

> Автомагическая дрель: приобретите автоматическую дрель с реверсом и регулировкой скоростей. При работе с металлом и пластиком предпочтительнее включать дрель на малые обороты. Для выполнения простых, но деликатных работ даже лучше использовать ручную дрель. Но в целом при работе с электронными поделками достаточно иметь дрель с патроном на сверла 6 или 10 миллиметров {патрон — это зажим на дрели, в который вставляются сверла. Чем больше патрон, тем больше диаметр сверл, с которыми может работать дрель).

> Набор сверл: для дрели, естественно, необходимы разнообразные сверла. Убедитесь, что они достаточно остры и меняйте их или затачивайте по мере того, как они будут тупиться. Лучше купить сразу набор, а рекомендуемые диаметры для работы с электроникой: от 0,8 до 6 миллиметров.

> Тиски: используются для зажима деталей в процессе работы. Какие-то усовершенствованные тиски вряд ли понадобятся — будет достаточно и небольших, которые крепятся на краю верстака.

> Защитные очки: носите их, когда работаете молотком, режете, сверлите и вообще делаете что-то, а из эпицентра может вылететь стружка или кусочек металла. Пожалуйста, используйте их! А не просто держите на стеллаже в своей мастерской.

Где хранить инструменты

Итак, основные инструменты, которые понадобятся для работы с электроникой, были описаны в предыдущем разделе этой главы. Теперь, когда вы все это имеете, возникает вопрос, где хранить инструменты, чтобы они не путались под ногами в то время, когда не нужны, и одновременно были под рукой, когда понадобятся. Если у вас дома уже есть специальное место, оборудованное под мастерскую, можно повесить некоторые инструменты на стенку именно там. Позаботьтесь о специальном уходе за теми из них, которые используются чаще других: кусачками, плоскогубцами и т.п.

Остальные же можно укромно припрятать в небольшой ящик для инструментов, который будет стоять здесь же, возле рабочего места. Самый простой ящик реально купить за каких-то 10 долларов, а можно даже сэкономить, взяв старый дедушкин пластиковый ящик для рыбацких снастей (пластик вполне сойдет, ведь инструменты для работы с электронными устройствами в своем большинстве небольшие и легкие). Такой ящик имеет множество небольших отделений, в них удобно хранить винты и прочую мелочь, остающуюся после сборки схем и безделушек, а в большом отделении отлично поместятся остальные инструменты: молотки, отвертки и т.д.

Инструменты, которые не нужны каждый день (но могут пригодиться)

Существует еще немало инструментов, которые помогут более эффективно использовать ваше время, проведенное в мастерской. Их нельзя отнести к категории обязательных, но если они уже пылятся в гараже, то почему бы однажды не найти им применение и в электронике?

Работаем на сверлильном станке

Этот небольшой станок поможет проделывать всевозможные отверстия гораздо аккуратнее, чем с использованием автоматической дрели. Каким образом? Вы получите полный контроль над углом и глубиной каждого отверстия, ведь для того, чтобы держать обрабатываемую деталь, всегда лучше использовать тиски, а не голые руки. Станок может оказаться особенно удобным, если было принято решение самостоятельно сделать печатную плату (относительно технологии их изготовления см. главу 11). Если обеспечить себя небольшим сверлом, то можно легко и непринужденно проделывать отверстия для посадки выводных радиоэлементов практически в любой плате.

Вероятно, все домашние умельцы знакомы с размерами сверл, указанными в миллиметрах: 2, 3, 6 мм и т.д. Диаметры сверл выбираются из стандартного ряда, который имеет шаг 0,1 мм. В большинстве случаев такой точности более чем достаточно, и, как правило, остается только уточнить, есть ли такое сверло в магазине или даже дома в ящике с инструментами.

Обрезка деталей при помощи станка или циркулярной пилы

Использование станка или циркулярной пилы чрезвычайно заманчиво при необходимости распилить заготовку из дерева или пластика большой длины. Для того чтобы обеспечить прямой разрез, нужно использовать направляющую линейку и зажимы. Если нет уверенности в том, как эта направляющая выглядит или как точно ее использовать, рекомендуем сперва ознакомиться с руководством, прилагаемым к станку. Помните — безопасность прежде всего.

Если вы пилите пластик, то потрудитесь поменять диск на мелкозубый, иначе при использовании обычного диска для распила дерева вы рискуете раздробить вашу заготовку.

Выполнение деликатных работ при помощи бор-машинки

Бор-машинка, или мини-дрель, изображенная на рис. 3.6, представляет собой миниатюрный вариант автоматической дрели, но имеющий значительно более высокое число оборотов — 25 тысяч в минуту и даже выше (для сравнения — скорость вращения обычной бытовой дрели редко превышает 2500 об/мин). Усовершенствованные, фирменные бор-машинки, как правило, имеют регулируемый контроль оборотов.

Для выполнения любой работы при помощи бор-машинки точно так же необходимо выбирать правильный тип и размер сверла. К примеру, не следует шлифовать металл или пластик рашпилем, предназначенным для дерева, потому что опилки материала очень быстро забьют собой шлифующие бороздки на поверхности рашпиля. Правильно выбрать сверло, подходящее к материалу, с которым вы имеете дело, поможет инструкция, прилагаемая к такой минидрели.

Содержание инструментов чистыми и смазанными

Факт, проверенный жизненным опытом: электроника не любит грязи. Платы, компоненты, да и все остальное тоже должны сиять чистотой, иначе они не будут работать как надо или работать вообще. Особенно высокие требования к чистоте следует предъявлять во время пайки на печатной плате. Грязь на последней приводит к появлению плохо пропаянных соединений, а они, в свою очередь, — к тому, что схема или не будет работать вообще, или работать лишь иногда. Сейчас мы расскажем о некоторых вещах и методах, которые помогут вам содержать свое рабочее место в чистоте и порядке.

Сияющая электроника

Возможно, вы уже имеете под рукой все необходимые чистящие средства, подходящие для работ с электроникой, поэтому мы только быстренько пройдемся по дому, чтобы проверить, всем ли вы запаслись. Вот список, которым можно смело руководствоваться.

> Мягкая ткань: проще всего держать в чистоте рабочее место и инструменты, время от времени протирая их от пыли бязью. Не рекомендуется применять бытовые распылители с чистящим средством, потому что некоторые из них могут накапливать статическое электричество и, таким образом, повредить схему.

> Сжатый воздух: быстро убрать пыль с тонких электронных схем можно при помощи сжатого воздуха. Баллон с ним нередко можно найти в хозяйственном магазине.

> Бытовые чистящие средства: чтобы удалить присохшую грязь и жир с инструментов, рабочих поверхностей и внешних сторон электронного устройства, допускается нанести на них немного спрея из распылителя бытовой химии. Однако из-за водной основы таких средств запрещается использовать их для очистки схем, тем более находящихся под напряжением, так как вы непременно что-то замкнете.

> Очиститель/обезжириватель для электроники: если уж вам не терпится очистить от грязи непосредственно радиоэлемент или всю печатную плату то обязательно используйте только специально предназначенные для очистки электроники очищающие или обезжиривающие средства. Они продаются как в виде спреев, так и в бутылках со щеточками.

Некоторые электрические детали, особенно двигатели, обязательно должны быть покрыты машинным маслом или другой смазкой для нормального функционирования. Не переусердствуйте и не смойте ее с тех деталей, для работы которых смазка необходима. Если уж так приспичило очистить деталь, нуждающуюся в смазке, потрудитесь нанести после окончания работ свежую.

Масло и смазка для содержания деталей

В тех электронных устройствах, где используются механические детали, может понадобиться начальная смазка и периодическое ее повторение. В качестве примера можно вспомнить хотя бы шагающего робота. Подвижные соединения в его ногах требуют густой смазки машинным маслом или чем-то еще в том же роде для того, чтобы шарниры могли двигаться плавно. Какой именно вид смазки следует использовать, зависит от применяемой задачи.

> Для смазки вращающихся деталей лучше использовать светлое машинное масло, такое как для смазки швейных машин и музыкальных инструментов. Не стоит применять масла с антикоррозионными ингредиентами, потому что последние могут прореагировать с пластиком других деталей и расплавить их.

> Для скользящих и сцепляющихся деталей следует использовать синтетическую смазку, например смазку на литиевой основе.

Лучше всего купить и светлое машинное масло, и синтетическую смазку в одном из магазинов электроники или бытовой химии, швейной продукции и даже музыкальном.

Если помните, Железный Дровосек из Волшебника Изумрудного города сильно нуждался в большой банке машинного масла, чтобы постоянно содержать себя в порядке. Однако в большинстве электронных проектов даже для длительного поддержания их функционирования нужно совсем чуть-чуть смазки. Отличной альтернативой машинному маслу в бутылях и железных банках может служить жидкая смазка в шприцах. Как видно из наименования, такая смазка продается в гибких цилиндрических баллончиках, по форме напоминающих медицинский шприц. Его "игла" представляет собой узкий носик, который идеально подходит для работы в труднодоступных местах. Такие шприцы продаются в магазинах электротоваров и в некоторых фото- и музыкальных магазинах.

Некоторые механические компоненты не требуют наличия смазки и даже могут повредиться, если нанести на них масло. Существуют самосмазывающиеся пластики, которые теряют свои свойства, если окажутся подвергнуты воздействию масел на основе нефтепродуктов. Так что не спешите наносить смазку до тех пор, пока не будете на сто процентов уверены в том, что данный узел или деталь требует ее наличия. Лучше всего, особенно если устанавливается на место какой-то механический узел видеомагнитофона или CD-плейера, обратиться к инструкции производителя.

Наконец, несмотря на определенные удобства в использовании распыляющихся синтетических смазок (как например, WD-40), не стоит применять их в электронных устройствах. Вот два главных фактора, препятствующих этому.

> При использовании распылителя достаточно тяжело контролировать площадь покрытия смазываемой поверхности. Спрей может попасть на многие близлежащие детали, которые совсем не должны быть покрыты смазкой.

> Многие синтетические распылители являются изоляторами. Хорошо сбрызнув устройство, вы рискуете получить осадок на тех элементах, которые в процессе работы должны обеспечивать электрический контакт друг с другом. Соответственно, если распыление приведет к нарушению контактов, схема не заработает.

Смазывающий материал необходимо наносить непосредственно на деталь, требующую смазки.

Инструменты для дальнейшей чистки и конструирования

Работая с электроникой, можно использовать еще море других удобных средств для очистки, обслуживания и конструирования ваших поделок. Список таких полезных вещей включает следующее.

> Кисточки для рисования: такими кисточками очень удобно сметать уже порядком поднадоевшую пыль. Советуем избегать дешевых кисточек, щетина которых со временем выпадает. Лучше купить сразу пару кистей — одну тонкую и одну толстую, чтобы можно было выполнять любой тип работ по очистке. Еще можно использовать зубные щетки (только сначата неплохо бы их промыть от остатков пасты и хорошенько просушить).

> Фотографическая кисточка для объектива: сочетает мягкую кисточку и грушу, очищающую воздействием выдуваемого воздуха. Такую кисточку можно приобрести в фотоотделе крупного магазина.

> Контактный очиститель: позволяет легко очистить от грязи электрические контакты. Очистители обычно продаются в виде спреев, но можно их распылять сначала на кисточку, а затем ей уже и удалять грязь с контактов.

> Тканевые салфетки: с их помощью легко удалить избыток масла, смазки или очистителя. Можно приобрести упаковку подобных салфеток в любой аптеке.

> Марля: для марли справедливо утверждение о том, что чем шире лента, тем она лучше. Марля всегда очень чистая (фактически она должна быть стерильной) и не оставляет после себя тканевой пыли или ниток. Она весьма удобна для деликатной очистки радиодеталей.

> Палочки и пилочки для ногтей: тихонько отберите у своей сестры или подружки маникюрный набор. Хранящиеся в нем штучки для индивидуального ухода помогут вам соскоблить въевшуюся в печатную плату грязь и очистить электрические контакты.

> Канцелярская старательная резинка: небольшой кусочек ластика прослужит вам долгую и честную жизнь, помогая содержать в чистоте контакты, особенно залитые кислотой от потекших батареек. Однако следует соблюдать осторожность, вытирая грязь с поверхности печатной платы, поскольку несложно и "натереть" статический заряд. Во избежание подобных неприятностей убедитесь, что используете натуральный ластик розового цвета, а не изготовленный из полимера. Полимерные резинки могут оставить на плате грязь, которую потом значительно трудней вывести, чем ту, ради который вы брали эту резинку в руки.

> Замазка: лучше применять замазку, которая подходит для сборки пластмассовых авиамоделей. Она заполнит трещины и сколы, тем самым облагородив внешний вид ваших электронных поделок.

Клеим на века

Конструкторские работы во многих электронных проектах предусматривают использование клеящих веществ того или иного рода. К примеру, чтобы закрепить небольшую печатную плату внутри небольшого пластмассового корпуса, приходится сделать пару мазков клея.

В зависимости от типа задачи, можно использовать как обычный бытовой клей, так и эпоксидный или цианакрилатный, а то и двухстороннюю клеящую ленту или термопистолет с расплавленным силиконовым клеем. Ниже приведен список наиболее удачных решений.

> Белый бытовой клей (ПВА) продается практически во всех супермаркетах, строительных и хозяйственных магазинах. Он выпускается промышленностью в небольших банках и сохнет от 10 до 30 минут (однако полное время высыхания составляет до 24 часов). Этот клей идеально подходит для склейки дерева и других пористых материапов. Р.сли же вы собираетесь использовать металл или пластмассу, будет разумнее выбрать тот или иной клей из приведенных ниже.

> Эпоксидная смола продается в двух тюбиках. Непосредственно перед применением вы должны смешать равные части содержимого тюбиков и нанести получившуюся смесь на склеиваемые детали. Большинство эпоксидных клеев сохнет от 5 до 30 минут, но полное затвердение и в этом случае занимает до 12 часов. Место склейки эпоксидным клеем получается очень крепким и успешно противостоит жидкости.

> Цианакрилатный клей склеивает практически все на свете почти мгновенно. Однако используйте его очень осторожно, потому что с той же легкостью можно склеить и пальцы. При склейке гладких и идеально прилегающих поверхностей отлично подходит обычный цианакрилатный клей; если же поверхности не особенно плотно прилегают друг к другу, можно попробовать более вязкий, заполняющий впадины цианакрилат.

> Двухсторонняя клейкая пленка представляет собой быстрый, но не особо надежный метод крепежа деталей. Такая лента идеаkьно работает для крепления печатных плат в корпусе или надежной стяжки свободно болтающихся деталей. Лента удобна тем, что можно отрезать кусок практически любой формы и размера, который требуется, а если нужно заполнить широкую щель, то нетрудно наклеить ленту в несколько слоев. Перед поклейкой следует убедиться, что склеиваемые поверхности сухие и тщательно вытерты от пыли и грязи.

> Расплавленный силиконовый клей из термопистолета, изображенного на рис. 3.8, отлично подойдет для радиолюбителя, который не может выждать те несчастные несколько часов, что клей сохнет до полного отвердения. Чтобы нанести такой клей на место склейки, достаточно всунуть силиконовую палочку в термопистолет, включить его в сеть и подождать, пока он разогреется. Время высыхания клея составляет всего около 2 минут. Сам силикон водостоек и в расплавленном состоянии заполняет все щели и неровности, т.е. служит герметиком. Однако следует помнить, что температура его плавления составляет от 120 до 150°С — достаточно, чтобы обжечь кожу, если попадет, но, к счастью, все еще слишком мало, чтобы повредить радиодетали.

Обустройство лаборатории радиолюбителя

Правильный выбор места, где вы планируете оборудовать свою лабораторию, так же важен, как и грамотная разработка самих электронных проектов и ассортимент рабочих инструментов. Так же, как и в операциях с недвижимостью, для радиолюбительской лаборатории справедлив принцип приоритетного места расположения. Удачно заняв угол в доме или квартире, вы не только самоорганизуетесь, но и получите еще большее удовольствие от экспериментов с электроникой. Нет ничего хуже, чем работа на заваленном рабочем месте при скудном освещении в помещении с затхлым воздухом.

Основные ингредиенты идеальной лаборатории

Первыми составляющими хорошо устроенной электронной лаборатории являются:

> удобное рабочее место — естественно, со столом и стулом;

> хорошее освещение;

> легкодоступная электрическая розетка, обеспечивающая ток как минимум 15 А;

> инструменты и детали на расположенных рядом полках или стеллажах;

> комфортная и сухая климатическая обстановка;

> твердая и гладкая рабочая поверхность;

> тишина и спокойствие.

Идеальное рабочее пространство не должно изменить свои очертания, если вы оставите его на несколько часов или даже дней. Также было бы отлично, если бы оно оставалось труднодоступным или вообще недоступным для ваших детей. Любопытные дети и электроника несовместимы практически ни в одной пропорции!

Итак, вы уже придумали, где дома вы сможете найти прибежище и обустроить место для работы с электроникой? Если еще нет, то последующие разделы помогут вам решить этот вопрос окончательно.

Выбор идеального места для занятий электроникой

Перед началом практических работ по электронике хорошо подумайте над тем, где именно в вашем доме вы собираетесь работать долгими вечерами. Идеальным местом для оборудования вашей мастерской является гараж, поскольку там можно паять, пилить и строгать, не опасаясь за свой новый ковер. Вам не потребуется так уж много места — всего примерно 1 на 1,5 метра. Рабочее пространство можно устроить где-то сбоку и парковать машину как и раньше, если только там сбоку у вас уже не стоят велосипеды, газонокосилка, старые игрушки и черт знает что еще.

В городской квартире или доме можно использовать комнату, но только если она удовлетворяет хотя бы основным требованиям к мастерской и лаборатории. Если в комнате уже лежит ковер, то неплохо бы прикрыть его каким-нибудь защитным покрытием, чтобы воспрепятствовать накоплению статического электричества — например, использовать антистатический коврик. Более подробно о мерах антистатической безопасности вы могли прочесть в главе 2.

Кроме снижения риска статического разряда, использование специального покрытия позволит вам сразу убить и второго зайца: когда на нем скопится всякий нападавший со стола мусор, можно будет взять выбивалку, вытащить покрытие на улицу и хорошенько вытряхнуть. После этого покрытие станет как новенькое, а что касается выбивалки, то она и подавно останется в идеальном состоянии еще много лет.

Вообще-то спальня, кладовка или общая комната тоже могут оказаться приемлемыми для использования в роли мастерской, но лучше, если уж на то пошло, расчистить себе угол, в котором, кроме ваших инструментов, ничего не будет. Случается так, что приходится оставлять электронный проект на ночь или даже на неопределенное время, и хочется потом найти свою работу в том же виде, в каком ее отложили.

Если же ваше рабочее место находится в жилом пространстве дома, то желательно (крайне желательно) после окончания работы прятать его. Во время работы вы могли порядком насорить, особенно в середине процесса отладки проекта. В таком случае небольшая складная ширма поможет отлично скрыть ваше рабочее пространство, особенно если оно занимает угол в жилой комнате.

Если ваше рабочее место доступно другим членам семьи, то проследите, чтобы интегральные схемы и острые предметы не падали на пол — наступив на них, ваши близкие вряд ли испытают приятные ощущения! Еще лучше вообще ограничить доступ к рабочему месту тем, кто не знаком с правилами безопасности при обращении с электричеством и электроникой. Обычно наибольшее любопытство ко всем интересным штучкам проявляют дети, поэтому, если ониу вас есть, лучше держать схемы, инструменты и все остальные запасы где-нибудь на высокой полке или за закрытой дверью, вне пределов детской досягаемости.

Если же вас не удивляет идея работать в спальне или кладовке, то в один прекрасный день вам может взбрести в голову мысль расположить мастерскую в туалете. Тогда просто плотно закройте дверь, и никто не догадается, что на самом деле вы строите межгалактический космический корабль со встроенной кофеваркой.

Тройная угроза: холод, жара и влажность

Не столь уж важно, где именно вы организовали свою мастерскую — давайте лучше рассмотрим климатические условия на вашем рабочем месте. Если там, где вы работаете, холодно, жарко или сыро — откажитесь от этого места. Крайности температуры или

важности не только сделают неудобным процесс работы, но и могут оказать негативное влияние на саму схему.

Чтобы разобраться с требованиями к климатическим условиям, прочтите следующее.

> Если вы работаете в гараже, на чердаке или в подвале, то подумайте о термоизоляции вашего рабочего места, если она отсутствует. В целях изоляции можно применять стекловолокно, рулоны которого стоят относительно недорого, а установка требует только наличия инструмента для крепления скоб. Правда, стекловолокно может быть опасным, если вдыхать его пыль — потому упрямо соблюдайте все рекомендации, изложенные в инструкции по ее монтажу. При самостоятельном оборудовании вашего рабочего места стекловолоконной изоляцией надевайте перчатки, очки и респиратор.

> Некоторые подвалы и гаражи страдают от наличия избыточной влаги. Если рабочее помещение находится ниже уровня грунтовых вод, то на полу может скапливаться вода. Из соображений безопасности при работе с электричеством следует избегать мест, где пол мокрый или даже чуть влажный.

> Работая в гараже, проследите, чтобы ваш верстак не стоял рядом с дверью или окном. Этот шаг воспрепятствует попаданию влаги с улицы на ваш рабочий проект. Вы также не столкнетесь с травой, песком или всякими букашками на печатных платах. (Особенно неприятно, когда под кучей печатных плат начинают вить паутину ядовитые пауки — и такое случается!)

Верстак

Вам не потребуется очень большой и усовершенствованный верстак. Его размер лучше всего подобрать, исходя из типов задач, которые планируется решать с его помощью, но для большинства из них можно смело посоветовать поверхность метр на полметра. А может быть, у вас уже имеется небольшой письменный или чертежный стол, который можно приспособить и под верстак.

Если же нет, то вот, из чего его можно сделать.

> В качестве столешницы можно взять снятую с петель дверь. Выпилите под нее ножки длиной примерно 75 см из брусьев толщиной не менее 5 см и прикрепите их, используя поперечные брусья. Все материалы можно легко приобрести в любом хозяйственном магазине. Из соображений экономии можно взять и полое дверное полотно, но сплошное прослужит намного дольше и не будет прогибаться под большим весом. Кроме того, столешницу можно сделать и полностью самому, используя хорошую толстую фанеру или ДСП.

> Не хотите делать ножки для двери? Соорудите верстак, поставив полотно на пару пильных козел. Преимущества такой конструкции состоит в том, что, когда вы не работаете, верстак может постоять разобранным за дверью.

> Многие радиолюбители и домашние мастера предпочитают работать за столом, покрытым мягкой облицовкой. Такое покрытие действует как смягчающая подушка при падении печатных плат, ящиков и инструментов. Если и вы решите использовать кусок ковра, то возьмите новый, чистый кусок и обрежьте его до нужных размеров. Чем короче ворс, тем лучше (вы не будете терять в нем мелкие радиоэлементы). Неплохо приобрести коврик, предварительно обработанный антистатиком или, еще лучше, содержащий антистатические металлические нити. (Сомнительный совет, поскольку паять или пилить на коврике настоятельно не рекомендуется. — Примеч. ред.)

И еще! Помните — работая над проектом, вы будете проводить за рабочим местом целые часы. Вы вполне можете сэкономить, купив небольшой или недорогой стол, но если вы до сих пор не имеете удобного стула, поставьте его на первое место в вашем списке необходимых приобретений. Убедитесь, что высота стула установлена подходящей для вашего верстака. Неудобное сидячее положение может легко привести к болям в спине и повышенной усталости.

Глава 4

Первое знакомство: наиболее распространенные электронные радиодетали

В этой главе:

> Вся правда о резисторах

> Быстрое изменение сопротивления цепи с помощью потенциометра (и для чего этого нужно)

> Как правильно выбрать номинал конденсатора для вашей схемы

> Расшифровка общепринятой маркировки на резисторах и конденсаторах

> Изучение диодов, включая светоизлучающие диоды

> Правда о транзисторах

> Понимание принципов работы интегральных схем

Рассказы бывалых радиолюбителей пестрят упоминаниями о том, как из всякого подручного хлама собирались великолепные схемы. Этот самый хлам использовался в роли радиодеталей, которые являются основными рабочими элементами схемы. Хотя соединить между собой кусками провода можно даже просто батарейку и электрическую лампочку, и эта схема также будет называться электронным устройством, все же под настоящими приборами чаще понимают те, в которых используется целый арсенал резисторов, конденсаторов, диодов, транзисторов и интегральных схем. Все перечисленные выше радиоэлементы представляют собой "кирпичики", из которых строится любая радиолюбительская поделка.

Ассортимент радиодеталей и способы их взаимных соединений однозначно определяют принцип функционирования электронной схемы. Будучи связанными в одной последовательности, несколько резисторов, конденсаторов и транзисторов составляют простую электронную сирену; соединив же их по-другому, не так уж сложно сделать мигающий дорожный знак для вашей любимой железной дороги на радиоуправлении.

В этой главе вы сможете прочесть информацию об электронных радиодеталях, наиболее широко встречающихся в схемах: что они собой представляют, для чего их можно использовать и как они работают. Поскольку для того, чтобы стать профессионалом в электронике, нужно уметь с легкостью узнавать радиоэлементы по внешнему виду, вам предстоит выучить их отличительные свойства.

Пусть живут резисторы

Как вы помните, электрический ток представляет собой не что иное, как направленное движение электронов по проводнику. Чем больше электронов принимают участие в этом движении, тем сильнее будет ток. Резисторы — элементы, обладающие сопротивлением, — были названы так за свою способность сопротивляться току (resisto — "сопротивляться" в переводе с латинского), протекающему через них. Можно сказать, что резисторы представляют собой элементы, тормозящие электроны. Контролируя ток, протекающий через резистор, можно заставить схему функционировать по-разному.

Резисторы, как правило, представляют собой самые первые "кирпичики" электронных схем, поэтому вы встретитесь с ними в абсолютном большинстве проектов. Вот несколько функций, которые могут выполнять эти элементы.

> Ограничение тока на других радиоэлементах: некоторые радиодетали, такие как, например, светоизлучающие диоды (СИЛ), потребляют ток в широком диапазоне значений. Как ребенок, дорвавшийся до сладостей, светодиоды, если не ограничить их искусственно, попробуют поглотить ток практически любой величины, но если дать им слишком много току — они просто сгорят. Для ограничения тока, протекающего через СИД, очень удобно использовать резистор.

> Уменьшение напряжения на заданном участке схемы: во многих схемах необходимо подавать на различные участки разные значения напряжения, чтобы запитывать разные радиоэлементы. Это легко выполнить, имея под рукой резисторы. Соединив два резистора последовательно, как показано на рис. 4.1, можно получить схемотехнический узел, называющийся делителем напряжения. Полагая, например, что оба резистора имеют одинаковые сопротивления, можно сделать вывод, что раз они тормозят электроны в равной мере, напряжение в точке их соединения будет равно половине приложенного ко всему узлу напряжения.

> Контроль напряжения/тока, протекающего через другие компоненты: соединив резистор и конденсатор, можно получить простейший таймер. Если же поставить резистор на входе транзистора, то можно изменить нужным образом его коэффициент усиления. Ну, а если... Ладно, — надеемся, идея уже понятна.

> Защита входов чувствительных элементов: слишком большой ток может повредить некоторые радиодетали. Если же поставить резисторы на входах чувствительных транзисторов или интегральных микросхем, то тем самым входной ток ограничится до нужных значений. Хотя такое включение и не является стопроцентной гарантией от перегрузок токов, оно сэкономит вам немало нервов и денег, особенно если подумать, сколько времени ушло бы на поиск и устранение неисправности в схеме.

Резисторы и значения их сопротивлений

Раз уж мы договорились, что резисторы служат своеобразными тормозами для электронов, то теперь следует понять, насколько же сильно нужно вдавить педаль в пол, чтобы получить требуемый поток электронов. Причем такой контроль может включать в себя и изменение сопротивления резистора "на ходу".

Даже аматоры радиоэлектроники знают, что сопротивление измеряется в омах, и на схемах часто обозначается прописной греческой буквой омега: Щ. Чем выше значение сопротивления в омах, тем больше резистор тормозит ток, протекающий через него.

Чтобы понять, как можно изменить сопротивление проводника, полезно будет узнать, что существует два основных типа резисторов: постоянные и переменные. Вот чем они отличаются.

> Постоянный резистор обеспечивает некоторое постоянно заданное сопротивление току. Значение сопротивления можно расшифровать по цветовой маркировке на корпусе резистора. Зашифрованный код начинается ближе к одному из краев резистора и может состоять из четырех, пяти и иногда шести полосок разного цвета. Порядок полосок и разрядов, обозначаемых ими, приведены на рис. 4.2.

> Переменный резистор, или потенциометр, позволяет "на ходу" плавно изменять сопротивление от практически нулевого до некоторого жестко заданного фиксированного значения. Обычно максимальное значение сопротивления потенциометра обозначается на его корпусе. Более подробно о них можно будет прочесть в разделе "Подкручивая потенциометр".

Не все резисторы имеют цветовую маркировку. Иногда значение сопротивления может быть отпечатано прямо на корпусе. Это делают для так называемых точных резисторов: значение реального сопротивления таких резисторов очень близко к цифре, опечатанной на корпусе. Более подробно о них вы сможете узнать буквально через пару абзацев.

Красный, синий, голубой - выбирай себе любой

Как мы уже выяснили на предыдущих страницах, абсолютное большинство выводных резисторов имеет цветовую маркировку, однозначно определяющую их сопротивление в омах. Цветовой код представляет собой стандарт, принятый во всем мире и используемый вот уже на протяжении десятилетий. Однако, хотя цвета полосок и отвечают требованиям этого стандарта, самих полосок может быть четыре или пять в зависимости от точности номинала данного элемента.

Резисторы стандартной точности имеют на боку всего четыре полоски. Допуск номинала таких резисторов составляет не менее 2 процентов обозначенного на нем номинала. То есть номинальное и реальное значения сопротивлений стандартного резистора могут отличаться не более чем на 2 процента. В 99 процентах радиолюбительских проектов такой точности оказывается вполне достаточно. Однако есть еще и высокоточные резисторы; они имеют 5 полосок, и их допуск сопротивления — не более 1 процента от номинала. Более подробно о таких резисторах вы сможете прочитать в разделе, который называется "Пару слов о высокоточных резисторах" ниже в этой же главе.

Ну, а теперь пришло время узнать, что собой представляют полоски на резисторах стандартной точности.

> Первая, вторая и третья полоски, считая от ближайшего к маркировке края, обозначают непосредственно номинал резистора.

> Четвертая полоска указывает точность допуска сопротивления резистора и обычно для стандартного резистора обозначает 5 или 10 процентов от номинала из ряда сопротивлений (о нем подробнее в следующем разделе).

В табл. 4.1 расшифровываются коды, обозначаемые цветовыми полосками на резисторах, таким образом по прочтении этой таблицы вы сможете самостоятельно расшифровывать номинал резистора по его маркировке. Предположим, что некий резистор имеет четыре полоски: желтую, фиолетовую, красную и серебряную. Две первые полоски обозначают два первых разряда значения сопротивления резистора. Согласно табл. 4.1 желтая полоска обозначает цифру 4, а фиолетовая — 7, т.е. две первые полоски дают нам значение 47. Третья же показывает множитель, и в данном случае она имеет красный цвет, т.е. множитель равняется 100. Умножив 47 на 100, получаем значение сопротивления данного резистора 4700 Ом или, выразив сопротивление через килоомы, 4,7 кОм. Обратите внимание на то, что некоторые цвета используются для обозначения только строго определенных полосок, обозначающих допуски, поэтому числовое значение для них не указывается. (Не всегда на высокоточных резисторах пишется номинал сопротивления. Зато всегда — на резисторах, предназначенных для поверхностного монтажа, — так называемых SMD-резисторах (от англ. Surface Mount Device — устройство поверхностного монтажа). SMD-элементы представляют собой миниатюрные радиоэлементы, предназначенные для машинной пайки и использования в компактных электронных приборах и устройствах. — Примеч. ред.)

Понятие допуска резистора

Последняя полоска на резисторе обозначает его допуск. Понятие допуска служит для учёта неизбежных вариаций номинала при изготовлении резисторов. Несмотря на то что нарезисторе может стоять цветовая маркировка, говорящая о том, что его сопротивление равняется, скажем, 2000 Ом, реальное значение может быть немного больше или немного меньше. Максимальное отклонение от указанного номинала и называется допуском сопротивления и выражается в процентах (к примеру, допуск ±5% обозначает, что реальное значение сопротивления может варьироваться до 5 процентов как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения от указанного номинала). В большинстве случаев небольшая разность реальных и указанных сопротивлений не влияет существенно на работу схемы. Кроме того, зная допуски используемых резисторов, можно заранее решить, подходит ли резистор с такой точностью для вашей схемы. Значения допусков приведены в последней колонке табл. 4.1.

Давайте вернемся еще раз к нашему старому знакомому — резистору с желтой, фиолетовой, красной и серебряной полосками — из предыдущего примера. Глядя на последнюю колонку табл. 4.1, можно увидеть, что крайняя, серебряная, полоска обозначает 10%-ный допуск номинала резистора. Это значит, что реальное его сопротивление может «отличаться от указанного на 10 процентов как в большую, так и в меньшую сторону. Таким образом, сопротивление нашего резистора номиналом 4,7 кОм может иметь любое значение в интервале от 4230 до 5170 Ом.

Поиск по сайту: