Электронными устройствами сейчас никого не удивишь. Они в каждом доме. Поэтому неудивительно и то, что с малых лет многие начинают интересоваться электроникой. В таком случае чаще всего стараются построить какое-либо более или менее сложное устройство, пользуясь описаниями конструкций. Но первые попытки редко дают хорошие результаты.
А ведь электроника совсем не трудная. Все электронные устройства, даже самые большие, всегда составлены из простых элементов. Их существует всего несколько видов. Они лишь соединяются между собой по разным схемам. Именно поэтому работают один раз так, а другой раз иначе - в зависимости от намерений конструктора. Но это еще не все: большие электронные устройства составляются из многих маленьких основных схем. Так, как из деревянных кубиков: часто из одинаковых кирпичиков можно построить даже огромный, великолепный дворец.
Поговорим о строительстве вычислительных машин, усилителей, счетчиков импульсов, и о многом другом, о том, что строится из основных элементов: резисторов, трансформаторов, конденсаторов, транзисторов и интегральных схем которые лежат в основе радиоэлектроники. В современной высокоразвитой электронной промышленности заняты десятки тысяч человек. Одни выращивают высокочистые полупроводниковые кристаллы. Другие изготавливают на высокоточном оборудовании интегральные микросхемы. Третьи разрабатывают их топологию. Четвертые заняты программным обеспечением ЭВМ. Есть масса занятий для пятых, шестых и т.д. Но все они вместе возводят одно величественное здание современной электронной техники, без которой уже не может обойтись ни одна отрасль народного хозяйства.
Любое современное здание, например жилой дом, строится из ограниченного набора блоков - панелей, балок, перекрытий. Расположив эти блоки в различных сочетаниях, можно построить и низкое длинное здание и, возвышающийся как башня над всем городом, небоскреб. Даже при ограниченном наборе основных блоков архитекторам предоставлена широкая свобода для творчества. Так и в современной электронике из сравнительно небольшого числа основных базовых блоков - «кирпичиков»: транзисторов, конденсаторов, резисторов и т. д. можно создать бесчисленное множество : радиоприемники, телевизоры, устройства записи и воспроизведения звука, передачи данных, ЭВМ и многие - многие другие. Что же эти элементы из себя представляют?
Резистор
- структурный элемент электрической цепи, основное функциональное назначение которого оказывать известное сопротивление электрическому току с целью регулирования тока и напряжения. Резистор имеет основные параметры:
Рассеиваемая мощность – это разделение резисторов по максимальной мощности, измеряется в Ваттах.
Допуск – это погрешность сопротивлений резистора, указывается в процентах.
Сейчас можно встретить как микроминиатюрные SMD резисторы, так и мощные в керамическом корпусе. Существуют невозгораемые, разрывные и прочие, перечислять их можно очень долго, но основные параметры у них одинаковые.
Варикап - конденсатор в виде полупроводникового диода, ёмкость которого нелинейно зависит от приложенного к нему электрического напряжения. Эта ёмкость представляет собой барьерную ёмкость электронно - дырочного перехода изменяется от единиц до сотен пико фарад. Параметры варикапа:
Максимальное обратное постоянное напряжение – это максимальное напряжение, которое можно подавать на варикап. Измеряется в Вольтах.
Номинальная емкость варикапа – это емкость варикапа при фиксированном обратном напряжении.
Коэффициент перекрытия – это отношение максимальной емкости к минимальной.
Кроме обычных варикапов используют сдвоенные и строенные варикапы с общим катодом. Чаще всего они используются в радиоприемных устройствах, где необходимо одновременно перестраивать входной контур и гетеродин с помощью одного потенциометра. Но делают и сборки нескольких варикапов в одном корпусе.
Транзистор
- полупроводниковый триод - радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналам управлять выходным током в электрической цепи. Обычно используется для усиления, генерации и преобразования электрических сигналов.
Основные параметры конденсатора:
Номинальное напряжение – это значение напряжения, обозначенное на конденсаторе, при котором он может работать в заданных условиях в течение срока службы с сохранением параметров в допустимых пределах.
Допуск – это отклонение величины реальной емкости от указанной на корпусе, указывается в процентах.
Из весьма скромного набора основных элементов, имеющихся в распоряжении радиотехников, конструируют все. От электронного дверного звонка, исполняющего мелодию, до сложных синтезаторов современных групп; от зарядного устройства для телефона, до персонального компьютера, способного сыграть с вами партию в шахматы. Но в современном строительстве используются не только кирпичи, но и всевозможные блоки.
Так что же это за «блоки-кирпичики»? Интегральные микросхемы. Некоторые из них и по форме напоминают маленький пластмассовый кирпичик с двумя гребенками выводов. По своему функциональному назначению интегральные микросхемы делятся на две основные группы: аналоговые, или линейно-импульсные, и логические, или цифровые, микросхемы. Аналоговые микросхемы предназначаются для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний разных частот, например, для приемников, усилителей, а логические для использования в устройствах автоматики, в приборах с цифровым отсчетом времени, в компьютерах.
Интегральная микросхема
представляет собой миниатюрный электронный блок, содержащий в общем корпусе транзисторы, диоды, резисторы и другие активные и пассивные - элементы, число которых может достигать нескольких десятков тысяч. Одна микросхема Может заменить целый блок радиоприемника, компьютера и электронного автомата. «Механизм» наручных электронных часов, например, - это всего лишь одна микросхема.
Основным элементом аналоговых микросхем являются транзисторы. Разница в технологии изготовления транзисторов существенно влияет на характеристики микросхем. Микросхемы на полевых транзисторах самые экономичные - по потреблению тока.
Что находится внутри радиоэлектронного элемента? Сырьем для них может служить обычный песок. Не верите? Песок представляет собой окись кремния SiO2 . А кремний является основой для производства подавляющего большинства полупроводниковых элементов электроники. Разумеется, нужны и другие материалы: пластмасса, керамика, алюминий, серебро и даже золото. Разрезать аккуратно и точно кремниевую пластинку лучше всего алмазной пилой.
Все это привело к появлению микромодулей, схем на тонких пленках, молекулярных блоков - это все различные пути уменьшения габаритов электронных устройств. Так как перед современной техникой ставятся сложные задачи, для выполнения которых требуют от электронных устройств тысячи часов безотказной работы. Только миниатюризация может позволить улучшить качества и надежность элементов. Чем меньше габариты электронных устройств, чем монолитней их структура, тем легче они противостоят ударным и вибрационным нагрузкам. Моноблоки не боятся высоких температур, а надежность их просто поразительна - они могут работать без отказа десятки тысяч часов!
Миниатюризация влияет и на радиоэлементы схем, упрощая их производство, уменьшая размеры, увеличивая производительность и надежность, что помогло человеку создать всю архитектуру техники, необходимую для любой отрасли его деятельности.
|
|
Полный обзор мощного китайского преобразователя 12-220 1000 ватт. Испытания инвертора, разборка и осмотр печатной платы с деталями.Раз уж Вы решили стать электриком-самоучкой, то наверняка через небольшой промежуток времени Вам захочется сделать какой-нибудь полезный электроприбор для дома, автомобиля либо дачи своими руками. Одновременно с этим самоделки могут пригодиться не только в быту, но и изготовлены на продажу, к примеру, . На самом деле процесс сборки простых устройств в домашних условиях не представляет ничего сложного. Нужно всего лишь уметь читать схемы и пользоваться инструментом для радиолюбителей.
Что касается первого момента, то перед тем, как приступать к изготовлению электронных самоделок своими руками, Вам нужно научиться читать электросхемы . В этом случае хорошим помощником будет наш .
Из инструментов для начинающих электриков Вам пригодится паяльник, набор отверток, плоскогубцы и мультиметр . Для сборки некоторых популярных электроприборов может понадобиться даже сварочный аппарат, но это редкий случай. Кстати, в этом разделе сайта мы рассказали даже, и тот же сварочный аппарат.
Отдельное внимание нужно уделить подручных материалам, из которых каждый электрик новичок сможет сделать элементарные электронные самоделки своими руками. Чаще всего в изготовлении простых и полезных электроприборов используются старые отечественные детали: трансформаторы, усилители, провода и т.д. В большинстве случаев начинающим радиолюбителям и электрикам достаточно поискать все нужные средства в гараже либо сарае на даче.
Когда все будет готово – инструменты собраны, запчасти подысканы и минимальные знания получены, можно переходить к сборке любительских электронных самоделок в домашних условиях. Тут-то как раз, наш небольшой справочник Вам и поможет. Каждая предоставленная инструкция включает в себя не только подробное описание каждого из этапов создания электроприборов, но и сопровождается фото примерами, схемами, а также видео уроками, в которых наглядно показывается весь процесс изготовления. Если же Вы какой-то момент не поняли, то можете уточнить его под записью в комментариях. Наши специалисты постараются своевременно проконсультировать Вас!
79. Электронные схемы для управления внешними устройствами – это …
Транзисторы представляют собой элементарные полупроводниковые приборы, которые сегодня являются основными элементами для построения микросхем логики, памяти, процессора и других устройств компьютера.
Системные шины – это наборы проводников для передачи данных, адресов и сигналов управления между устройствами компьютера.
Контроллеры – ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ
80. Промежуточный буфер с быстрым доступом, содержащий копию той информации, которая хранится в памяти с менее быстрым доступом, но с наибольшей вероятностью может быть оттуда запрошена, называют …
Внешняя память – это энергонезависимая память, предназначенная для длительного хранения программ и данных. К устройствам внешней памяти относят накопители на жестких, гибких магнитных дисках, оптических компакт-дисках, накопители на магнитной ленте, флэш-накопители. Она существенно медленней внутренней оперативной и сверхоперативной кэш-памяти.
кэш-памятью – ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ
81. В состав интегрированной системы программирования входят …
текстовый редактор – ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ
калькулятор
редактор связей – ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ
графический редактор
Решение:
Процесс создания программ включает в себя следующие этапы: составление исходного кода программы на языке программирования; этап трансляции, необходимый для создания объектного кода программы; создание загрузочного модуля, готового к исполнению. В самом общем случае для создания программы на выбранном языке программирования нужно иметь следующие компоненты: 1.Текстовый редактор
2. Компилятор . Исходный текст с помощью программы-компилятора переводится в промежуточный объектный код.
3. Редактор связей , который выполняет связывание объектных модулей и машинного кода стандартных функций, находя их в библиотеках, и формирует на выходе работоспособное приложение – исполнимый код.
82. Если размер кластера на жестком диске 512 байт, а размер файла 864 байт, то на диске под него будет отведено (то есть недоступно для других файлов) _______ кластер(а).
Решение:
Каждый
жесткий диск состоит из пакета пластин.
На каждой стороне каждой пластины
имеются концентрические кольца,
называемые дорожками. Каждая дорожка
разбивается на фрагменты, называемые
секторами, причем все дорожки на диске
имеют одинаковое количество секторов.
Сектор
представляет собой минимальную физическую
единицу хранения данных на внешнем
носителе
.
Размер сектора всегда представляет
собой одну из степеней числа 2, и почти
всегда равен 512 байт. Группы секторов
условно объединяются в кластеры. Кластер
является наименьшей единицей адресации
к данным.
Когда
файл записывается на диск, файловая
система выделяет соответствующее
количество кластеров для хранения
данных файла. Например, если каждый
кластер равен 512 байт, а размер сохраняемого
файла составляет 800 байт, то для его
хранения будут выделены два кластера.
Допустим, ваш файл располагается в 10 кластерах размером по 1024 Кб, причем в последнем – десятом кластере он занимает всего десять байт. Что происходит с оставшимся почти свободным килобайтом? Ничего. Он просто пропадает для пользователя.
83. С помощью цифрового фотоаппарата получено изображение с разрешением 3456x2592 точек и глубиной цвета 3 байта/пиксель. Для просмотра используется монитор с установленными параметрами разрешения 1280x1024 и цветопередачей 16 битов. Информационный объем изображения при отображении его на этом мониторе уменьшится в _____ раз (получившееся значение округлить).
Решение:
Для
подсчета необходимо учесть разрешение
и глубину цвета у изображения и монитора,
при этом находим отношение:
Здесь
глубина цвета приводится к единой
величине – битам, которая и используется
для расчета. Так, у изображения будетточек,
а для одной точки выделяется
,
тогда размер изображения равенАналогично
для монитора, но здесь при отображении
на экранеточек
на одну точку выделяется 16 битов.
Доброго времени суток! В сегодняшней статье речь пойдёт о домашней автоматизации.
Благодаря внедрению автоматизация, мы можем контролировать различные приборы и устройства с мобильного телефона или другого устройства в любой точке мира. Сердцем такой системы выступает контроллер. Это может быть Arduino, Raspberry pi, BeagleBone Black, Spark Core, DigiSpark или ExtraCore.
Для ручного управления такой системой можно использовать технологию инфракрасного дистанционного управления. С её помощью вы сможете управлять любым устройством (АC/DC) используя для этого простой пульт от телевизора.
Шаг 1: Необходимые детали
- Arduino Nano;
- 5В реле;
- Светодиоды;
- Транзистор BC548;
- Штекер/гнездо;
- 5В блок питания;
- Корпус;
- Винтовые клеммники;
- Панелька;
- IR радиоприёмник;
- Фольгированный текстолит;
- DipTrace — система автоматизированного сквозного проектирования электрических схем и разводки печатных плат.
Шаг 2: Изготавливаем плату методом ЛУТ
Разводим плату. Распечатываем схему на фотобумаге используя лазерный принтер. Очищаем поверхность заготовки (фольгированный текстолит) от жира и пыли. Переносим схему с фотобумаги на плату, а затем травим её хлорным железом. После этого сверлим отверстия мини-дрелью (диаметр отверстий должен соответствует выводам радиодеталей). Более подробнее процесс изготовления описан в статье.
Шаг 3: Закрепляем компоненты
Первое с чего следует начать – это ознакомится с распиновкой выводов транзистора, соединение с реле, выводами светодиодов, блоком питания и ИК радиоприёмником т.д. Далее расположим все детали и очень аккуратно припаяем их на плату.
На печатной плате линия, к которой подключается эмиттер транзистора всегда соединяется с землей.
Arduino nano выдаёт 5В, поэтому положительный вывод LED соединяется с выводом Arduino.
Отрицательный вывод LED соединяется с базой транзистора (светодиод используется в качестве индикации состояния вкл/выкл).
Выводы 7,8,9 используются для подачи выходных сигналов вкл/выкл на релюшки.
11 вывод используются для приёма сигнала с ИК приёмника.
В последнюю очередь подключаем 5В источник питания.
Шаг 4: Считываем контрольные значения
Скачиваем библиотеку для ИК и устанавливаем её в Arduino IDE. Открываем Arduino IDE и жмём на File—Example—IRremote—IRrecvDemo.
Автор разработал программу и устройство для управления различными электро и радиоприборами с помощью компьютера. Устройство подключают к одному из СОМ-портов, а управлять приборами можно как с помощью экранных клавиш, так и внешних датчиков.
Схема устройства показана на рис.1. Его основа - микросхема 74HC595, представляющая собой 8-разрядный сдвиговый регистр с последовательным вводом и последовательным и параллельным выводами информации. Параллельный вывод осуществляется через буферный регистр с выходами, которые имеют три состояния. Информационный сигнал подают на вход SER (вывод 14), сигнал записи - на вход SCK (вывод 11), а сигнал вывода - на вход RSK (вывод 12). На микросхеме DA1 собран стабилизатор напряжения 5 В для питания регистра DD1.
Рисунок 1. Схема устройства
Устройство подключают к одному из СОМ-портов компьютера. Информационные сигналы поступают на контакт 7 розетки XS1, сигналы завиписи информации - на контакт 4, а сигналы вывода информации - на контакт 3. Сигналы СОМ-порта согнласно стандарту RS-232 имеют уровни около -12 В (лог.1) и около +12 В (лог.0). Сопряжение этих уровней с входными уровнями регистра DD1 выполнено с помощью резисторов R2, R3, R5 и стабилитронов VD1-VD3 с напряжением стабилизации 5,1 В.
Сигналы управления внешними приборами формируются на выходах Q0-Q7 регистра DD1. Высокий уровень равен напряжению питания микросхемы (около 5 В), низкий - менее 0,4 В. Эти сигналы являются статическими и обновляются на момент поступления высокого уровня на вход RSK (вывод 12) регистра DD1. Светодиоды HL1-HL8 предназначены для наблюдения за работой устройства.
Управление устройством осуществляется с помощью разработанной автором программы UmiCOM. Внешний вид главного окна программы показан на рис.2.
Рисунок 2. Внешний вид программы UniCOM
Псоле ее запуска следует выбрать свбодный СОМ-порт и скорость переключения выходов. В строки таблицы вводят состояние каждого из выходов устройства (высокий уроень - 1, низкий - 0 или пусто). Программа "перебирая" в рабочем цикле столбцы таблицы, устанавливает на выходах устройства соответствующие логические уровни. Занесенная в таблицу информация автоматически сохраняется при завершении работы программы и загружается вновь при ее следующем запуске. Для наглядности, в левой части окна программы подсвечены номера выходов, на которых установлен высокий уровень.
Управление приборами можно осуществлять и с помощью внешних контактных датчиков, которые подключают к входам 1-3 и линии +5 В. Они должны работать на замыкание или размыкание контактов. Пример схемы подключения датчиков показан на рис.3.
Рисунок 3. Подключение контактных датчиков
При нажатии на экранную клавишу "Настройка входов" открывается окно "Согласование входов и выходов" (рис.4. ), где выбирают входы, которые будут изменять состояние выходов. Имитировать работу входов можно нажимая на экранные клавиши "1", "2", "3" основного окна программы. В тех случаях, когда приборами нельзя управлять с помощью логических уровней, следует применить реле, схема подключения которого показана на рис.5 , или транзисторную оптопару (рис.6. ).
Рисунок 4. Согласование входов и выходов
Рисунок 5. Схема подключения реле
Рисунок 6. Схема подключения транзисторной оптопары
Большинство деталей монтируют на печатной плате из односторонего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1...1,5 мм, чертеж которой показан на рис.7. Резисторы R1-R6 монтируют на выводах розетки XS1.
Рисунок 7. Чертеж печатной платы
В устройстве применены резисторы С2-23. МЛТ, оксидные конденсаторы - К50-35 или импортные, розетка XS1 - DB9F. Помимо указанных на схеме стабилитронов, можно применить BZX55C5V1 или отечественные КС174А, светодиоды - любые. Питают устройство от стабилизированного или нестабилизированного источника питания нпаряжением 12 В и током до 100 мА.
