Podstawy elektroniki - PRAKTYKA

by .:DETOX:.

 

        
Wstęp 

Obwód elektryczny to nic innego jak układ elementów, wszystkie mają 
określony cel. Zadaniem obwodu jest prawidłowe dostarczanie energii 
elektrycznej ze źródeł do odbiorników. W elektronice, wartości prądów 
są tak małe, że służą one tylko do przekazu sygnałów elektrycznych, 
impulsów itd. Pamiętamy, że aby mógł płynąć prąd, obwód musi być 
zamknięty. Przyłożenie przykładowego drucika do jednego z bieguna 
źródła i drugim końcem: do innego źródła, ale przeciwnego bieguna, nie 
spowoduje przepływu prądu, co niektórym może się zdawać. Obieg musi być 
zamknięty, i jest to podstawowe prawo w elektronice. Jak składać obwody, 
jakie są jego elementy? – wszystko się dowiesz w odpowiednim czasie. 
Powoli zbliżamy się do zajęć praktycznych, mam nadzieję, że teorię masz 
już opracowaną. Do opisu obwodu używamy schematów. Ja nie będę ich tu 
rysował, gdyż nie ma takiej możliwości – ale na pewno nie raz w życiu 
widzieliście jakiś schemat. Wszystkie elementy obwodu możemy podzielić 
na: 
- źródła napięcia 
- odbiorniki 
- przewody łączące 
Odbiorniki na liście, stanowią nie tylko elementy, które celowo 
pobierają energię – również i rezystory i wszystkie inne, na których 
wydziela się energia. Istnieje bardzo dużo rodzajów elementów w 
obwodzie, my się zajmiemy tymi podstawowymi. Może najpierw zanim 
poznamy „cokolwiek” lepiej się upewnić, czy posiadamy konkretne i 
właściwe do tego oprzyrządowanie. 

Co nam będzie potrzebne… 

Przede wszystkim potrzebujesz swoje własnego „Electronic Tool Kit`a :)) 
„, który będzie miał wszystkie narzędzia, o których zaraz powiem. 
Zaopatrzyć się należy w .. młotek. Oczywiście nie mówię o wielkim 5-cio 
kilowym młocie, niewielki młotek koło 70 gramów starczy. Będzie można 
wbijać nim nity lutownicze, we wcześniej nawiercone otwory. A otwory te 
z kolei nawiercimy wiertarką. Wystarczy prosta wiertarka ręczna, nie 
będziesz się w końcu przebijał przez beton. Imadło jest narzędziem 
bardzo przydatnym, przypuszczam jednak, że takowego nie posiadasz – 
zatem możesz sobie je darować. Kup również niewielki pilniczek płaski, 
będzie można nim obrabiać niewielkie elementy, niwelować ostre 
krawędzie i inne niezliczone czynności. Bardzo ważny element: szczypce. 
Warto się zaopatrzyć w jedne duże szczypce (nie – nie takie coś jak 
kombinerki, ale z ostrym czubkiem), chwytamy nimi mniejsze elementy i 
nie tylko, możemy również je odpowiednio zginać. Istotna jest tu 
również tzw. pęseta (szczypeczki) do łapania tudzież zaginionej śrubki 
w buszu elementów, gdzie nie sposób wsadzić swojej wielkiej łapy. 
Ucinaki, podobne do szczypiec, pozwalają na ucinanie przewodów, 
skracania zacisków i innych czynności, również nieodzowne - nie robimy 
takich rzeczy ręką, aby nie doszło do wycieku krwi. Podstawowy element, 
zarazem największy : lutownica. Wystarczy lutownica niewielkiej mocy. 
Przy zakupie lutownicy warto by się też zaopatrzyć w cynę. Bynajmniej 
nie może być to cyna wyjęta z otchłani piwnicy sprzed 15-tu lat. Jak 
się nią posługiwać – dowiesz się w swoim czasie. Na razie może się 
wstrzymaj z jej włączeniem, nie chcę żeby coś się stało niedobrego. 
Apropo: autor artykułu nie ponosi jakiejkolwiek odpowiedzialności za 
wypadki spowodowane nieumiejętnym operowaniem narzędzi elektronika, ani 
za inne zagrożenia bądź też utratę zdrowia lub życia. 
Przyda nam się jeszcze jakiś dobry klej do różnych materiałów oraz 
porządne, oświetlone miejsce pracy, żeby nie było, że ktoś czegoś nie 
widzi, bo siedzi w swojej noże komputerowej. Następnym punktem 
przygotowań do bycia jakże profesjonalnego elektronika jest zakup tzw.

uniwersalnego miernika elektrycznego. Takowy dostaniecie w najbliższym 
sklepie z częściami elektronicznymi, gdzie również możecie dokonać 
kupna wszystkich w/w przedmiotów codziennego użytku. Koszt takiego 
urządzenia to około 30 PLN, a posiadać on powinien co najmniej: pomiar 
prądu stałego, zmiennego, napięcia stałego, zmiennego, rezystancji 
elementów, pojemność kondensatorów. Mimo, że miernik posiada instrukcję 
obsługi, powiem wam później jak się posługiwać tymże urządzeniem. 
Pamiętamy również, aby przy naszych pracach nie denerwować się zbytnio, 
cierpliwość to podstawa. Jeśli się troszkę zdenerwujesz, nie musisz 
zaraz rzucać wszystkim – oddaj części sąsiadowi – uciesz się chłop. 
Teraz, gdy już jesteś odpowiednio zaopatrzony – możemy zaczynać :)) 

Płytka drukowana 

Elementy obwodu elektrycznego należało by gdzieś osadzać. Oczywiście 
można robić wszystko prowizorycznie i łączyć elementy kabelkami w 
„locie”, ale wtedy robi się niepotrzebna mieszanina – nie polecam 
takiego sposobu (nazywa się to „pajęczyna”). Wszystko umieszczamy na 
tzw. płytce drukowanej. Chociażby wasza płyta główna w komputerze jest 
doskonałym przykładem. Płytka taka umożliwia łatwy montaż układów 
elektronicznych, no i co tu dużo nie mówić – to już jest standard. Jest 
ona wykonana z materiału, który nie przewodzi prądu elektrycznego 
(laminatu) i pokryta z jednej strony warstwą miedzi (przewodzącej prąd). 
Otóż jak wygląda osadzanie elementów na takie płycie? Gdy już mamy 
gotowy schemat (dla początkujących najlepiej jest wstawić jeden lub dwa 
rezystory), możemy rozpocząć pracę. Po stronie z warstwą miedzi 
rysujemy tuszem linie, gdzie mają przebiegać przewodniki. Oczywiście 
mamy tu na myśli cieniutkie ścieżki na płycie, a nie żadne kable – 
jednak zastosowanie ich jest takie samo. W miejscach, gdzie będzie 
umieszczony dany element stawiamy wyraźny punkt. Nie rysujemy natomiast 
samych miejsc osadzenia elementów, tylko punkty jako ich zaciski. 
Pamiętajmy jednak aby szkic nasz był wodoodporny (najlepiej jakiś dobry 
flamaster). Teraz tak gotową płytkę (z wyraźnie narysowanymi ścieżkami 
po stronie warstwy miedzi) umieszczamy w niewielkiej wanience wody. 
Wlewamy ciepłą wodę (około 70 stopni) tak aby płytka leżała jakiś 
centymetr od lustra wody. Do wody wrzucamy kilka kulek tzw. chloru 
żelazowego (do zakupienia w sklepie elektronicznym). Delikatnie 
rozpuszczamy go w wodzie. Powodują one rozpuszczenie warstwy miedzi w 
miejscu, gdzie nie jest pokryta tuszem. Tym sposobem zostają tylko 
ścieżki, reszta jest rozmywana. Po około 20 minutach wyjmujemy płytkę z 
wanienki i zmywamy tusz rozpuszczalnikiem. Tak oto przeszedliśmy przez 
pierwszy etap konstrukcji naszego układu – mamy już pięknie gotowe 
ścieżki (mam nadzieję, że pięknie i każdy użył mózgu i narysował je 
linijką :)) 
Teraz wystarczy wziąć naszą wiertarkę i cieniutkim wiertłem zrobić 
otwory, w miejscach oznaczonych punktami, gdzie będziemy przetykali 
elementy. Po wykonaniu otworów (przy czynności tej uważamy aby nie 
uszkodzić płytki) przygotowujemy elementy. Zaciski mogą być za długie, 
zatem ucinamy je, aby ich długość była odpowiednia. Przekładamy zaciski 
przez dziurki, tak aby element był po stronie, gdzie nie ma ścieżek. 
Teraz, gdy już mamy wszystko dopasowane, można lutować. 

Lutowanie 

Służy nam ona do łączenia części metalowych ze sobą, trwało i spójnie. 
W naszym przypadku są to niewielkie masy, używamy zatem lutnicy małej 
mocy. Pamiętamy również aby nie dotykać nagrzanego grotu, co 
poniektórzy mają skłonności robić, bo można się zdeczka uszkodzić. I 
również ważna rzecz: obchodzimy się z nią delikatnie. Nie tylko ty 
możesz zostać uszkodzony, ale również elementy przez niechciane

dotknięcie grotu. Także, cały czas musimy nad nią panować. Grot lutnicy 
to sam jej koniec, dzięki któremu można łączyć elementy – jeżeli masz 
jakąś starą lutownicę, a grot jej jest osadzony różnymi świństwami, 
należy takowy wymienić na nowy (jest to wymienna końcówka). Pierwszą 
czynnością jest włączenie naszego urządzenia do prądu. Na instrukcji 
pisze ile czasu upływa do nagrzania (kwestia minut albo nawet i mniej, 
w zależności od lutownicy). Ważne, aby końcówka grota lutownicy była 
mała, umożliwia to lutowanie w trudno dostępnych miejscach jak i małych 
elementów. A jak też wygląda samo lutowanie? Otóż nic specjalnego – 
przykładamy dwa metale, które chcemy ze sobą połączyć, po czyn małą 
ilość cyny (powtarzam – małą, znikomą, a nie pół kilograma jak to 
początkujący robią). Mimo, że na pierwszy rzut oka wygląda to mało 
trwale, za chwile wszystko wyschnie i będzie spójnie przytwierdzone. 
Nie zapomnieć zdjąć z kabelków izolacji, jeśli takowa była. I to 
wszystko? Myślę, że nie ma co opisywać jak najłatwiej ją trzymać itd… 
to każdy sam nabierze swojego doświadczenia, ważne żebyś wiedział o co 
chodzi. 

Na twoim aktualnym poziomie wiedzy, możesz już składać proste obwody, 
również te ze schematów – pod warunkiem, że wiesz jaki to element… To 
może teraz omówimy sobie podstawowe elementy… 

Przewód elektryczny 

To nic innego jak malutkie ścieżki na dole płytki, które żeś wcześniej 
rysował flamastrem. Jego zadaniem jest transport prądu elektrycznego od 
jednego elementu do drugiego – tak jak chcemy. Ważne jest, aby 
rezystancja takiego przewodnika była możliwie mała. Na schematach 
zaznaczamy przewody cienką linią. Należy starać się rysować je pod 
kątem prostym, pionowo bądź poziomo. Ewentualnie można pod kątem 45 
stopni, jeśli nie uda się inaczej, a w przypadku spotkania na schemacie 
dwóch przewodów przecinających się to: są one połączone jeżeli jest 
wyraźna kropka w miejscu przecięcia, bądź też nie są połączone – jeśli 
takowej kopki nie widzimy. Natomiast jeśli koniecznie nie chcemy 
rysować takich skrzyżowań w celach estetycznych, możemy zastosować 
„tunel”, oznaczyć jeden wlot przewodu jako A1, drugi jako A2 i w 
miejscu przecięcia nie rysować jednego z przewodów, tylko oznaczyć jego 
końcówki (niczym tunel). To rozwiązanie jest również jak najbardziej 
poprawne. Grubość kreski oznaczającej przewód na schemacie jest 
całkowicie bez znaczenia. Na naszej płytce wszelkie przewody (ścieżki) 
znajdują się z jednej strony płytki (tak jak już mówiłem). 

Łącznik 

Służy nam do rozłączania obwodu i jego ponownego włączenia. Po prostu 
przerywa bądź też zwiera kabelki w odpowiednim miejscu. Przykładem może 
być zwykły „guzik”, jakim zapalacie lampę. Na schemacie wygląda to jak 
mały kawałek przewodu narysowany grubszą linią, na końcach którego są 
dwa punkty (w pozycji zamkniętej). Bądź też tak samo, ale z jednej 
strony wychylony (w pozycji otwartej). 

------------o---o---------- 

Powyżej przykładowy „rysunek” łącznika, który jest w pozycji zamkniętej 
(zwiera). 

W pozycji otwartej jest on odchylony o jeden z punktów, tak aby nie 
było połączenia. 

Łączniki mogą być oczywiście różne, np. przełączające pomiędzy różnymi 
kabelkami (możliwość wyboru), lub połączone z innymi. Wszystko kwestią 
wyobraźni. 

Żarówka 

Elektronik używa jej do sygnałów różnych kolorów. Częściej stosuje się 
zamiast niej diody, ale można i żarówkę. Przepływ prądu powoduje 
zasygnalizowanie światłem. W sklepach dostępne są różne kolorowe 
żaróweczki o różnych mocach. Na schematach zaznacza się je jako X w 
kółku. Można je używać do optycznych wskaźników, czy płynie prąd. 

Rezystor 

Rezystor inaczej zwany opornikiem to najprostszy element stosowany w 
elektronice. Jak liczyć prądy, napięcia i rezystancję? – powinniście 
wiedzieć z części teoretycznej. Jest to tani element, używany 
najczęściej w układach. Kształt jego to niewielki walec, z długimi 
nóżkami na jego końcach (które przy montażu ucinamy odpowiednim 
narzędziem). Jego zadaniem jest celowe stworzenie dużej rezystancji, 
aby obwód był jak najbardziej dopasowany. Wielkość rezystora zależy od 
jego mocy. W naszych układach stosujemy raczej niewielkie oporniki. 
Jeżeli przez element ten przepływa prąd elektryczny, silnie się on 
nagrzewa (dlatego czasami należy uważać aby się nie poparzyć w 
przypadku jakiegoś większego układu, włączonego dłuższy okres czasu). 
Powinniście się zaopatrzyć w kilka standardowych rezystorów.. mówię 
standardowych bo nie możecie kupić w sklepie elementu tego o dokładnie 
określonej rezystancji. Dostępne są tylko ściśle określone wartości 
rezystancji, w przypadku dobrania jej odpowiednio, należy składać je 
równolegle bądź szeregowo (o czym również już wiesz). Jeżeli już masz 
przykładowy rezystor w ręce, dziwisz się na pewno dlaczego nie jest on 
opisany… nigdzie nie widać napisu z rezystancją. Otóż jest ona w 
wyraźny sposób oznaczona, ale poprzez barwne pierścienie dookoła niego. 
Po to na przykład, abyś sobie nie zalutował napisu od strony płyty, a 
później nie mógł odczytać bez wylutowywania. W ten sposób widzisz 
zawsze rezystancję, bo paski te są widoczne z wszystkich stron. Jest 
również różna ilość pasków na rezystorach różnych producentów. I tak 
(patrząc od strony lewej, odpowiednio): 

- 3 pierścienie : wartość 1 rezystancji, wartość 2 rezystancji, mnożnik 
(tolerancja 20%) 

- 4 pierścienie: wartość 1 rezystancji, wartość 2 rezystancji, mnożnik, 
tolerancja 

Niekiedy spotyka się również 5 lub 6 pierścieni, ale na razie takie 
rezystory nie są ci potrzebne. To teraz wyjaśnienia: 
1 i 2 druga wartość rezystancji po postu stanowią dwucyfrową wartość, 
np. 5 i 1 to 51… nic szczególnego. Oznaczenia (odpowiednio od 1 do 9 
dla pierwszej wartości ) to: brązowy, czerwony, pomarańczowy, żółty, 
zielony, niebieski, fioletowy, szary, biały. Dla drugiej natomiast 
(również odpowiednio, tylko od 0 do 9): czarny, brązowy, czerwony, 
pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski, fioletowy, szary, biały. Teraz 
otrzymaną rezystancję mnożymy przez tzw. mnożnik. Odpowiednio dodając 
jedno zero (od x1, do x10000000): brązowy, czerwony, pomarańczowy, 
żółty, zielony, niebieski, fioletowy. W przypadku trzech pasków, 
wartość tzw. tolerancji jest ściśle określona (20%), gdy natomiast mamy 
czwarty pasek można ją obliczyć (co to jest tolerancja? - zaraz się 
dowiesz). Srebrny: 10%, złoty: 5%, brązowy: 1%, czerwony: 2%, 
pomarańczowy: 15%, zielony: 0,5%, niebieski: 0,25%, fioletowy: 0,1 %. 


Noo.. to teraz umiesz już odczytywać rezystancję elementów z barwnych 
pasków. Przykładowo: cztery paski – wszystkie koloru czerwonego to 
rezystor 2,25 kilo om oraz 2% tolerancji. I tym ostatnim teraz się 
zajmiemy. 

Maszyna produkując rezystor nie jest w stanie czasem ustalić taką 
dokładność, aby dany rezystor miał dokładnie taki opór jak chcemy. 
Procent tolerancji oznacza, że dany rezystor może mieć opór maksymalny 
większy od oznaczonego o procent tolerancji oraz minimalny – mniejszy 
od oznaczonego o wartość tolerancji. Przykładowo: mamy rezystor 1000 om 
(1 kilo om) o wartości tolerancji 20%. Oznacza to, że może mieć on od 
800 do 1200 om, co oczywiście nie oznacza „musi” aczkolwiek może. Im 
mniejsza tolerancja, tym rezystor jest lepszy, można powiedzieć, ze ma 
lepszą jakość. 

Nie tylko zwykłe rezystory możemy w sklepie dostać. Dostępna jest cała 
gama różnych elementów z tej rodziny. Oto ważniejsze z nich: 

- potencjometr: rezystor nastawny, możemy ręcznie zmieniać jego 
rezystancje poprzez zmianę zaczepienia bądź też pokrętła lub innego 
mechanicznego sposobu (ang: potentiometer). 

- fotorezystor: w skrócie LDR (Light Dependent Resistor) , jego 
rezystancja jest uzależniona od aktualnego oświetlenia. Od razu może 
nam posłużyć jako prowizoryczna fotokomórka :))) 

- termistor: rezystor zależny od aktualnej temperatury. Może być typu 
NTC (Negative Temperatur Coeffizient) – w stanie zimnym ma większą 
rezystancję niż w ciepłym lub typu PTC (Positiv Temperatur Coeffizien) 
– odwrotnie. 

- warystory: VDR (Voltage Dependent Resistor). Jego rezystancja jest 
zależna od napięcia, jakie na nim panuje. Przy wysokich napięciach, 
jego opór maleje. 

To be Continued..

Powrót do "Elektronika"