Учебный курс «основы радиотехники»

После курсов

После изучения курса Вас ожидает следующее:

• Полюбите микроконтроллеры и больше не будете их бояться.
• Научитесь программировать микроконтроллеры любых типов серии AVR.
• Приобретете навыки уверенного программирования на языке C.
• Научитесь читать и понимать даташиты (техническую документацию) микроконтроллеров, датчиков, радиоэлектронных элементов.
• Сможете разрабатывать электронные устройства средней сложности на базе микроконтроллеров AVR.
• Сможете очень быстро и без труда освоить ARDUINO.
• Будет гораздо проще и интересней изучать микроконтроллеры других серий: STM, PIC и т.п.
• Приобретете новую профессию и даже сможете работать программистом микроконтроллеров.

Электротехника и электромеханика

Электрическая механика – это раздел электротехники. Эта научная дисциплина изучает принципиальные схемы оборудования, двигателей и прочих приборов, использующих электрическую энергию.

Пройдя курс электромеханики для начинающих, новички могут самостоятельно научиться ремонтировать бытовые электрические устройства и приборы. Основные законы электромеханики дают возможность понять, как устроен электродвигатель, чем отличается трансформатор от стабилизатора, что такое генератор и многое другое.

Стенд для изучения основ электромеханики

Дополнительная информация. Несомненную пользу новичкам принесут учебные пособия и видео курсы по электротехнике и электромеханике. Если есть друзья или знакомые, разбирающиеся в этом деле, то это только поможет быстро освоить азы этих дисциплин.

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.

Электрика для чайников

Электроника окружает человека в виде различных устройств и приборов. Современная бытовая техника в большинстве своём управляется с помощью электронных схем. Курсы обучения основам электроники для начинающих нацелены на то, чтобы новичок мог отличать транзистор от резистора и понимать, как и для чего служит та или иная электронная схема.

Учебник по электронике для новичков

Учебные пособия и видеокурсы способствуют пониманию принципов построения электронных схем. Что такое печатная плата, как создать схему своими руками – на все эти вопросы отвечают основы электроники для новичков. Усвоив азы электроники, домашний «мастер» сможет определить вышедшую из строя радиодеталь в телевизоре, аудио устройстве и другой бытовой технике и заменить её. Кроме этого, новичок приобретёт опыт работы с паяльником.

Электронная схема усилителя звука

Видеокурсы, печатная продукция несут в себе массу информации по освоению основ электротехники, электромеханики и электроники. Приобрести знания в этих сферах можно, не выходя из дома. Просмотреть нужное видео, заказать учебники позволяет доступность сети интернета.

Программа онлайн курса

Программа курса предполагает изучения всех пунктов, приведенных ниже. Основной упор сделан на практическую сторону, поэтому будем решать практические задачи, применяемые в реальных устройствах.

По мере прохождения курса программа будет корректироваться с учетом пожеланий слушателей. Например, если кому-то из слушателей нужно будет решить конкретную практическую задачу по пройденному материалу, и всем остальным слушателем это будет интересно, то мы займемся решением данной задачи – разработаем и запрограммируем реальное полезное электронное устройство.

Программа курса включает следующие основные (на занятиях уроков будет больше) пункты:

1. Общие понятия об МК и перспективы развития. Среда разработки и эмуляция работы микроконтроллера.
2. Порты ввода-вывода микроконтроллеров. Настройка портов на вход и выход.
3. Библиотека задержек. Формирование временных интервалов. Оператор if.
4. Подключение кнопки. Дребезг контактов и борьба с ним. Оператор while.
5. Логические и побитовые операции.
6. Таймер-счетчики микроконтроллера. Настройка таймер-счетчиков. Переполнение и сравнение значений таймер-счетчиков. Таймер-счетчик в режиме захвата. (Формирование звука, изменение яркости света).
7.  Внешние прерывания микроконтроллеров. Прерывания от таймер-счетчиков.
8. Общие сведения о семисегментных индикаторах. Подключение семисегментных индикаторов к микроконтроллерам. Семисегмментные индикаторы с общим анодом и общим катодом.
9. Принцип работы динамической индикации. Подключение многоразрядной динамической индикации к микроконтроллерам. Массивы.
10. Оператор switch case. Подключение динамической индикации к произвольным выводам микроконтроллера.
11. Таймер и секундомер с применением динамической индикации.
12. Широтно-импульсная модуляция микроконтроллеров AVR. Регулировка мощности с помощью ШИМ. Регулировка яркости освещения с помощью ШИМ. Формирование звука с помощью ШИМ микроконтроллера.
13. Принцип работы и настройка аналогово-цифрового преобразователя МК.
14. Цифровой вольтметр на МК.
15. Создаем цифровой амперметр и вольтметр-амперметр на МК. Ваттметр на микроконтроллере.
16. Подключение датчиков с аналоговым выходом к МК. (Датчик температуры, уровня воды, ультразвуковой датчик расстояния и т.п.).
17. Принцип работы и настройки аналогового компаратора.
18. Энергонезависимая память микроконтроллера. Настройка EEPROM МК. Счет, запоминание и отображение количества событий.
19. Принцип работы и настройки интерфейса I2C (TWI) МК AVR. Подключение внешней EEPROM к микроконтроллеру по каналу I2C.
20. Подключение датчика температуры и углубленная работа с даташитами устройств с интерфейсом I2C. Настройка, отладка и выявление ошибок при передаче данных по I2C. Подключение датчиков температуры и датчиков влажности.
21. Подключение жидкокристаллических дисплеев к микроконтроллерам.
22. Принцип работы и настройки интерфейса UART микроконтроллера AVR.
23. Применение потоков данных при управление микроконтроллером по команде, поступающей из компьютера посредством интерфейса UART.
24. Подключение различных датчиков к микроконтроллеру по интерфейсу UART.
25. Интерфейс SPI. Принцип работы и настройки.
26. Подключение датчиков по интерфейсу SPI.
27. Подключение термопары посредством преобразователя MAX6675.
28. Управление шаговыми двигателями и двигателями постоянного тока. Изучение и подключение драйверов.

Обращаю Ваше внимание на то, что данная программа раскрывает больше вопросов, чем в некоторых вузах по соответствующим дисциплинам

Шаг 8: Дроссель/катушка индуктивности

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

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

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

Применения индукторов

Фильтры

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

Датчики

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

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

С чего начать обучение

Пособия по электрике «для чайников» присутствуют на информационных порталах. Дефицита таких материалов не наблюдается, поэтому каждый желающий может начать изучать дисциплину с нуля. Однако если человек планирует получить профессию электрика, ему придется поступать на соответствующий факультет высшего или средне-специального учебного заведения.

Вуз, техникум, колледж

Многие учебные учреждения предлагают получить профессиональное образование электрика. Стоит рассмотреть особенности обучения в каждом из них:

1. Полный курс в ВУЗе длится 4-5 лет. Здесь дается минимальная практическая база. Однако ВУЗы готовят специалистов с хорошими теоретическими знаниями. Учебные заведения принимают выпускников 11-х классов или ССУЗов.
2. Техникумы дают равное количество теоретических и практических навыков. Обучение направлено на получение рабочей специальности. Поэтому теория изучается менее детально, чем в ВУЗе. Техникумы принимают выпускников 9-х или 11-х классов школы. Обучение длится 4 или 3 года соответственно.
3. Училище или колледж. Такие заведения подготавливают рабочих, поэтому теоретическая часть сведена к минимуму. Профессию электрика в училище можно получить за 1-3 года.

Курсы

Такие программы помогают освоить базовые навыки за 2-8 недель. Уроки проходят как в стандартном, так и в онлайн-режиме. Недостатком курсов считается малый объем получаемых знаний. Начинающий электрик изучает азы электротехники, осваивает некоторые навыки. Практические занятия обучающийся проводит самостоятельно.

Самообучение

Если описанные способы обучения не подходят, человек может осваивать электротехнику самостоятельно с помощью специальной литературы. Выполнять сложные задачи в таком случае электрик не сможет, однако смонтировать проводку в квартире ему будет под силу. Чтобы стать опытным специалистом с помощью самоучителей, необходимо проходить практику помощником электрика. Ученик должен внимательно следить за действиями наставника, выполнять несложные задания.

Микросхемотехника

Это часть микроэлектроники, которая занимается исследованиями и разработкой электрических структурных построений цепей в интегральных микросхемах. Они представляют собой микроэлектронные изделия, выполняющие функции преобразования, обработки сигналов и накопления информации.

Важно! Микросхемы имеют высокую плотность соединённых элементов на площади в несколько мм2. Их элементы не могут быть отделены от кристалла и подложки

Микросхемотехника

Проектированием и монтажом интегральных микросхем (ИМ) занимаются схемотехники. ИМ бывают нескольких видов:

• плёночные – все элементы и межэлементные компоненты выполнены в виде плёнок;
• гибридные – содержат кристаллы;
• аналоговые – предназначены для обработки сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции;
• цифровые – обработка сигналов по закону дискретной функции.

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 ватт. Он означает перемещение одного ампера 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.

Как приручить звуковые волны: советы юным радиотехникам

Неправ тот, кто считает радиотехническое направление несовременным и отжившим свое — дескать, этот вид связи безнадежно устарел, так зачем же в нем разбираться? На самом деле, данное занятие — одно из самых популярных и востребованных и в наши дни. Юных Поповых и Маркони привлекает в радиотехнике многое: возможность создать своими руками сложный прибор, усовершенствовать или отремонтировать существующий, а также просто получить навыки, которые будут полезны каждому человеку.

В лабораториях, домах и центрах творчества юные радиолюбители нашего города получают возможность познакомиться как с основами радиотехники, работой со слесарными и монтажными инструментами, так и со сложными схемами и аппаратурой. Многие школьники, изучая радиодело в кружках, делают важный шаг по пути к будущей специальности и профессии.

В нашем городе нет недостатка в квалифицированных педагогах и мастерах, специализирующихся по радиотехнике. Многие получили профессиональное образование еще в СССР, отдали немало лет ведущим заводам, промышленным предприятиям и готовы передать подрастающему поколению секреты мастерства и свой опыт. Ребята, обучающиеся радиоделу, нередко становятся победителями различных конкурсов, участниками конференций и слетов.

Подготовка к пайке микросхем

Работа с паяльником и микросхемами — обязательный пункт для каждого радиолюбителя. Одним из основных правил для новичков является следующее: берите недорогие схемы и тренируйтесь! Только «набив руку» на простых, можно переходить к более сложным и, соответственно, дорогим. Перед тем как начинать пайку микросхемы, нужно удалить ее избыточный припой с помощью медной оплетки, которую предварительно разогревают паяльником. Помните, что именно благодаря качественной подготовке основания зависит успех всей работы! Это влияет на то, насколько надежным станет будущее соединение с элементами микросхемы. Также от этого зависит и величина сопротивления. Перед работой схема должна быть обезжирена: в этом поможет обычная салфетка, смоченная мыльным раствором. Правда, есть случаи, когда не обойтись без специального состава, который можно приобрести в магазинах радиодеталей. Чистка контактов производится ацетоном или метилгидратом — он наиболее безопасен для здоровья людей.

Безопасность работы с паяльным оборудованием

Занятия детей и подростков в радиотехническом кружке проходят под неусыпным контролем педагогов. В любом случае курс начинается с правил техники безопасности. Преподаватель рассказывает, как правильно обращаться с оборудованием, настраивая, регулируя и эксплуатируя его. Объясняет, как обезопасить себя при работе с антенной. Важнейшая задача устроителей кружка в помещении любительской радиостанции — обеспечить пожарную безопасность. Учитывая, что схемы чаще всего собирают с помощью пайки, остановимся подробнее на основах работы с паяльным оборудованием. Иметь дело приходится с высокими температурами, поэтому следует защитить кожу

От ожогов, конечно, никто не застрахован, но осторожность не помешает

Особенно важно беречь от ожогов глаза, чтобы не потерять зрение. Не нужно поднимать пальник высоко, махать им – инструмент всегда должен находиться на подставке

Во время пайки обязательно следует надевать очки. Даже если вы просто разбираете схему, припой может брызнуть в глаза, и травмы в таком случае не избежать.

Как избежать ошибок при соединении динамиков?

При соединении динамиков важно помнить, что они боятся перегрузки. Если она произойдет, то динамик может выйти из строя

Поэтому важно учитывать, что на него подают мощность не выше номинальной (можно меньше)

Перед соединением динамиков обращают внимание на их номинальную мощность (в ваттах) и активное сопротивление звуковой катушки (в омах)

Как проверить, в каком состоянии резистор?

Далеко не каждое устройство работает десятилетиями, не говоря уже об отдельных его элементах и деталях. Нередко выходят из строя конденсаторы, чуть реже, но это встречается — резисторы… Проверить, не приказал ли долго жить резистор, довольно просто — нужно измерить сопротивление. Нормальным показателем считается любой, если он меньше бесконечности и больше нуля

Обращают внимание и на цвет: чёрный резистор, как правило, уже отслужил своё, хотя бывают и исключения. Такой цвет деталь получает вследствие перегрева

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 мощность. 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.

Шаг 6: Последовательно-параллельное соединение резисторов

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

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

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

Примеры применения резисторов:

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

Обратите внимание на схему, приведенную ниже. Резистор R соединён последовательно со светодиодом

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

R = (Vs — Vf) / I

где Vs – напряжение питания.

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

R = (5 — 1.8) / 0,01 = 320 Ом.

Делители напряжения

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

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

V_вн = V_нар x R2 / (R1 + R2)

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

Нагрузочные резисторы (НР)

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

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

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

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

Техника безопасности

При работе с электрическими сетями или приборами соблюдают такие правила:

1. Перед началом эксплуатации или ремонта оборудования изучают инструкцию. В разделе безопасности прописаны недопустимые действия, приводящие к замыканию и поражению током.
2. Устройства необходимо обесточивать. После этого оценивают состояние изоляции проводов. При выявлении повреждений оголенные места закрывают изолентой.
3. При невозможности обесточивания электрической сети работают в диэлектрических перчатках, обуви на резиновой подошве и специальных очках.
4. Доступ к распределительным щитам и электроустановкам начинающим специалистам запрещен.
5. Нельзя касаться лишенных изоляции проводов руками. Для поиска фазы используют мультиметры, индикаторные отвертки и другие инструменты.

Важный параметр

Время паять!

Когда-нибудь при изучении электроники и схемотехники обязательно настанет время взять в руки паяльник. Скорее всего, это случится, когда вы возьметесь за собственный проект, в котором вам будут нужны немодульные детали. Тогда придется делать новые модули или травить схему. В любом случае — паять вам придется. А вот чем — это уже отдельный вопрос.

Меня вполне устраивает мой паяльник за 200 рублей (можно сказать, собираю все на коленках!). Однако, какой бы вы не выбрали паяльник, элементарную технику безопасности никто не отменял: заранее убирайте посторонние (в особенности — легко воспламеняющиеся) предметы со стола, обеспечьте проветривание и не пренебрегайте защитными очками — они, скорее всего, будут продаваться там же, где и паяльник.

Подобным паяльником пользуюсь я

Прежде чем покупать что-то серьезное типа паяльной станции, рекомендую приобрести простой паяльник и попробовать поработать с ним. Стабильная температура, которую обеспечит станция, бывает полезной при пайке микросхем, но в остальных случаях не особенно и нужна. Кстати, по личному опыту пайки SMD могу сказать, что это реально сделать и обычным паяльником, просто нужно иметь пару запасных деталей на случай, если спалите.

Паяльники, конечно, тоже бывают разные. Рекомендую брать устройство со сменным жалом — для большей гибкости. Нагреватель обычно советуют керамический, как более долговечный. Однако вам, скорее всего, не нужно будет работать с ним каждый день, поэтому подойдет и более дешевый — нихромовый.

При покупке паяльника стоит взять и подставку для него: ждать, пока инструмент остынет или нагреется, нудно и неблагодарно. Особенно тоскливо, если вы должны держать его все время в руке. И даже не думайте оставлять его в «безопасном состоянии» на столе и уходить курить!

Паяльная станция

Что до паяльных станций, то они куда безопаснее и удобнее, однако и значительно дороже. По сути, паяльная станция — апгрейд паяльника. Самая простая и недорогая версия будет включать в себя подставку и контрольный модуль. В нем — монитор для отображения текущей температуры и ручка-регулятор. Комплектация паяльной станции может варьироваться в зависимости от цены. В комплекте может быть вакуумный пинцет, оловоотсос, фен для локального подогрева и еще много интересных фишек облегчающих вам жизнь.

ОСНОВЫ КАЧЕСТВЕННОЙ ПАЙКИ

Основы пайки.

Первое, что необходимо сделать — подготовить все необходимое для пайки радиодеталей: паяльник, подставку для паяльника, деревянный брусок, припой, флюс, плоскогубцы или пинцет, бокорезы. Перед пайкой паяльник нужно подготовить. Для этого, с помощью напильника нужно заточить жало паяльника под 45 градусов (особенно это касается нового паяльника, т.к. антинагарное покрытие жала нового паяльника, препятствует лужению жала паяльника, соответственно и забору припоя). После того как зачистили жало паяльника, включите его в сеть и когда он прогреется до температуры плавления припоя, есче раз слегка обработайте жало паяльника, напильником, до появления блеска на рабочей части жала, и сразу после этого коснитесь наконечником жала флюса, и припоя. На наконечнике жала должна остаться часть припоя, далее нужно только потереть наконечник жала паяльника рабочей поверхностью о подготовленный деревянный брусок. После этого паяльник можно считать подготовленным к дальнейшей работе. В процессе работы для поддержания жала паяльника в чистоте, время от времени протирайте жало паяльника ХБ тканью, сложенной в несколько слоев. Перед пайкой радиодетали, ее следует подготовить. С помощью узких плоскогубцев или пинцета, согните выводы детали таким образом, чтобы они входили в отверстия платы (это называется формовкой выводов радиоэлементов). Полезно иметь специальное приспособление для формовки выводов деталей под определенные расстояния между монтажными отверстиями. Вставьте деталь в отверстия на плате. При этом следите за правильным размещением (полярностью — если таковая имеется) детали, например, диодов или электролитических конденсаторов. После этого слегка разведите выводы с противоположной стороны платы, чтобы деталь не выпадала из своего посадочного места. Не следует разводить выводы слишком сильно.

Мультиметр вам в помощь

Возможно, со времен восьмого класса (или того, в котором в вашей школе проходили электричество и магнетизм) вы помните, кто такие амперметр и вольтметр. Мультиметр, или, по паспорту, «прибор измерительный универсальный», делает все то же самое, что эти ребята, и еще кое-что. Устройство позволяет измерять напряжение, работоспособность цепи, силу тока, температуру и коэффициент усиления транзистора.

В зависимости от модели характеристики варьируются, но все такие приборы многофункциональны. Самая знаменитая марка — DT, дешево и сердито. Если хотите сразу что-то более продвинутое, то обычно советуют Mastech или HoldPeak.

Мультиметр серии DT-800

Мультиметр нужен в первую очередь для того, чтобы проверять, как теория сходится с практикой. Нагревание элементов и паразитные токи могут влиять на конечный результат, поэтому нам нужен контролирующий прибор. Ну и конечно, при необходимости (и ради научного интереса) на работоспособность можно проверять отдельные детали.

Даже навороченный мультиметр прост в использовании. Выбираем режим, прикладываем щупы к нужным местам и снимаем показания. Режим зависит от того, какую характеристику измеряем и в каких пределах. Характеристики на мультиметрах выделены в отдельные рамки с подписью, в этих рамках мы и выбираем второй параметр — пределы измерения.

Признаюсь, у меня нет мультиметра, и для некоторых проектов мне приходилось одалживать его у знакомых. Советую вам приобрести его по одной простой причине: с ним будет намного легче. Не придется лишний раз ломать голову, почему что-то не работает, — можно просто проверить.

Проектирование и расчет схем: где научиться

В этой статье мы не будем углубляться в проектирование схем: материала тут огромное количество, но он неплохо покрыт школьной (а у кого-то и институтской) программой и литературой.

Если вы все проспали, но неплохо понимаете английский, то можете начать с лекций на «Академии Хана» — они бесплатны, очень доходчивы и от самых азов постепенно переходят к более серьезным темам. Есть даже небольшой курс, в котором объясняют устройство бытовых приборов: электронных часов, кофеварки, фена и так далее.

Если же хочется что-то на русском, то ваша дорога лежит в книжный магазин, техническую библиотеку или их аналоги в интернете. Вот три книги, которые я рекомендую посмотреть в первую очередь.

«Искусство схемотехники», П. Хоровиц и У. Хилл

Первая глава «Основы электроники» — практически школьный курс физики. Изложено все доступным языком, книга даст все необходимое, чтобы освоиться с нуля, или поможет восполнить пробелы и систематизировать знания тем, кто уже знаком со схемотехникой. На форумах пишут, что книга старая и упущены «тонкие моменты». Но почему-то не говорят, что именно упущено.

«Основы схемотехники», Е. Воробьева, В. Иванченко

Книга представляет собой конспект лекций. Плюс — краткость изложения. Минус очевидный: новичку эта книга может быть немного сложновата.

«Цифровая схемотехника и архитектура компьютера», Д. Хэррис и С. Хэррис

Отличная книга, о которой слышал каждый, кто хоть когда-нибудь интересовался архитектурой компьютера. Здесь разбираются языки описания аппаратуры — SystemVerilog и VHDL.

Если у вас нет времени на чтение, то понять, что у чему, поможет ПО для моделирования схем (или послужит наглядной иллюстрацией к прочитанному). Из наиболее продвинутых можете посмотреть LTspice, DipTrace и опенсорсный Qucs. Но вариантов масса, есть даже бесплатные симуляторы, работающие прямо в браузере.

Пример схемы, разведенной в DipTrace

Основные разделы и направления

Сюда относятся:

• исследования протекания процессов в вакууме и твёрдой массе;
• изучение квантовой электроники;
• путь от прототипа к готовому устройству.

Вакуумные среды и твёрдые тела

Сфера вакуумной электроники занимается следующим:

• проектирование и производство электронных ламп;
• изготовление сверхчастотных магнетронов, клистронов и аналогичных приборов;
• производство фотоэлементов, индикаторов и различных фотоэлектронных устройств.

Электроника в твёрдых телах занимается изучением и совершенствованием полупроводников, а также изготовлением на их основе радиоэлектронных компонентов

Вместе с этим этот раздел уделяет внимание следующим вопросам:

• проектирование и создание электронных сфер, связанных с выращиванием кристаллов;
• нанесение диэлектрических и металлизированных плёнок на поверхности полупроводников;
• создание теоретической базы, подкреплённой практикой, по производству технологии выращивания плёнок заданной формы и с соответствующими техническими характеристиками;
• поиск новых решений по управлению процессами, происходящими на поверхности полупроводников;
• совершенствование и разработка новых технологий по получению наночастиц.

Квантовая электроника

Квантовая электроника изучает и создаёт приборы и устройства, занимающиеся обработкой информационных сигналов на основе движения элементарных частиц. Квантовая теория о свойствах электронов и других атомных элементов стала базой освоения технологий, создающих мощные лазеры. На основе последних разработок квантовой электроники появилась перспектива построения квантового компьютера.

От прототипа к готовому продукту

В связи с совершенствованием электронных схем в геометрической прогрессии путь от прототипа нового электронного устройства до массового производства готового продукта может занимать от 2,3-х до нескольких месяцев. Это заметно по постоянному обновлению ассортимента на рынке электронной аппаратуры.

Полученные знания основ электроники помогут новичку в этой области устранить мелкие поломки, выявить и заменить повреждённые компоненты электронных схем. Это позволит не выглядеть «чайником» в глазах электротехников, выполняющих ремонтные работы бытовых электронных приборов, что иногда приносит существенный экономический эффект.