Схемы Схемотехника Радиотехника Электроника Источники питания Зарядные устройства Автоэлектроника Усилители Любительская Радиоэлектроника

  Внимание! Вы можете задать свои вопросы админу  сайта.      Убедительная просьба: все вопросы, касающиеся содержания сайта, советов по ремонту, где найти схему, купить комплектующие, т. п. задавайте  на  форуме ,чтобы и другие посетители могли высказать своё мнение. Ответы на вопросы хранятся на форуме и могут быть полезны многим — с похожими проблемами.

   

КРАТКОЕ  ОПИСАНИЕ ОСНОВНЫХ  РАЗДЕЛОВ САЙТА

Справочник.   В  разделе  представлены  справочные  материалы на полупроводниковые  диоды,  стабилитроны, различные микросхемы,  транзисторы и  на  другие электро-радио изделия.

  Источники  питания.  Представлены   импульсные  однотактные  и  двухтактные  преобразователи  напряжения,  импульсные  источники  питания  различной мощности,  линейные  стабилизаторы  напряжения, описания,  схемы и советы по изготовлению.

  Зарядные  устройства.  В  данном  разделе  представлены   зарядные устройства  для  аккумуляторных  батарей.

  Справочная информация.  Разнообразная справочная информация :гальванические элементы, единицы измерения, удельное сопротивление, магнитная проницаемость, обозначение диодов и т.д.

  Советы радиотехнику.    Пайка алюминия и его сплавов, полезные советы, приготовление хлорного железа, электропроводный клей, советы мастера и т.д.

  Советы радиолюбителю.  Обработка металлов, стекла,
органического стекла, что нужно знать о радиодеталях, монтаж радиоаппаратуры, налаживание аппаратуры и устранение неисправностей.

  Автоэлектроника.  Раздел содержит подробное описание и схемы различных реле-регуляторов, датчиков, индикаторов промышленного и любительского изготовления для автомобиля.

   Бытовая электроника.  Подробные описания и схемы различных  устройств. Электромузыкальный звонок, стробоскоп для дискотеки, устройство световых эффектов, бегущие огни на трехфазном мультивибраторе, имитатор пения птиц, кряканья утки, звука сирены, звука мотора и гудка автомашины,  и т. д.

   Усилители низкой частоты.

 Принципиальные электрические схемы, советы по изготовлению и настройке   различных высококачественных предварительных усилителей и усилителей выходной мощности…

   Радиоприемники.  Электрические схемы, советы по изготовлению и настройке   различных  УКВ-конвертеров,  радиостанций и  УКВ ЧМ приемников.

 

НОВЫЕ ПОСТУПЛЕНИЯ

10 советов схемотехнику / Хабр

Недавно один мой знакомый, начавший интересоваться электроникой и схемотехникой, обратился ко мне с просьбой дать ему какие-то практические советы по разработке электронных устройств. Поначалу этот вопрос немного озадачил меня: как-то так получилось, что для себя я никогда не выделял какие-то перечни обязательных правил проектирования, всё это было у меня где-то на уровне подсознания. Но этот вопрос послужил хорошим толчком для того, чтобы сесть и сформулировать хотя бы небольшой список таких рекомендаций. Когда все было готово, я подумал, что, возможно, это будет интересно почитать кому-то еще, таким образом и получилась данная статья.

Введение

Статья представляет собой перечень из десяти основных правил проектирования, которые актуальны при разработке широкого класса устройств. В статье я намеренно не затрагиваю моменты, касающиеся проектирования печатных плат – это тема для отдельного разговора. Правила приведены в случайном порядке без каких-либо сортировок по алфавиту, значимости, частоте использования на практике и др. Этот перечень правил также не претендует на какую-то полноту и абсолютную истину, в нем содержится мой опыт разработки электронных устройств и не более того.

1. Ставьте конденсаторы по питанию микросхем

Наличие конденсаторов по питанию является необходимым условием нормальной работы любой микросхемы. Дело в том, что они обеспечивают импульсный ток, который потребляет микросхема при переключении внутренних транзисторов. Если в непосредственной близости от микросхемы нет конденсатора, то из-за индуктивности дорожек печатной платы фронт тока может быть завален, и необходимая скорость его нарастания не будет обеспечена. Вполне может быть, что микросхема вообще при этом не будет работать, такие случаи встречаются. В связи с этой особенностью, выбирать следует конденсаторы с низкими ESR и ESL (эквивалентным последовательным сопротивлением и эквивалентной последовательной индуктивностью). В подавляющем большинстве случаев хорошо себя показывают керамические конденсаторы, а если вдруг требуется большая емкость – танталовые.

Количество конденсаторов у каждой микросхемы должно быть не менее количества ножек питания данной микросхемы. То есть, если микросхема имеет 10 выводов питания, то надо ставить не менее 10 конденсаторов только на одну эту микросхему, причем располагать эти конденсаторы на печатной плате надо как можно ближе к выводам питания. Часто производители рекомендуют ставить еще один дополнительный конденсатор большего номинала общий для всех выводов питания микросхемы. Ниже на рисунке приведен пример из документации на сверхпопулярный микроконтроллер STM32F103: как видим, помимо 5 конденсаторов 0,1 мкФ у выводов VDD, производитель рекомендует также ставить один общий конденсатор 4,7 мкФ.

Отдельного внимания заслуживает выбор емкости конденсатора. В большинстве случаев вы не ошибетесь, если выберете емкость 0,1 мкФ. Однако не поленитесь заглянуть по данному вопросу в документацию на микросхему: здесь тоже могут быть тонкости. Например, ВЧ-микросхемы часто требуют наличие конденсатора меньшей емкости. Ниже приведена картинка из документации на микросхему смесителя LT5560. Как видно из рисунка, производитель советует применять конденсаторы 1 мкФ и 1 нФ.

Возможны отклонения и в другую сторону: например, 4G модуль WP7502 требует установки конденсатора в целых 1500 мкФ рядом с выводами питания:

В общем, лучше всегда уточнять номиналы требуемых конденсаторов в документации на конкретную микросхему.

2. Учитывайте предельные параметры компонентов

К сожалению, не так редко встречаются схемы, где резистор в корпусе 0402 стоит в цепи 220 В или что-то аналогичное. Так делать нельзя! Перед установкой любого (абсолютно любого) компонента на схему вы должны убедиться, что ни при каких условиях не превышены максимально допустимые параметры по току, по напряжению и по рассеиваемой мощности для этого компонента. Все расчеты необходимо производить для наихудших условий эксплуатации (в частности, для максимально возможного напряжения на схеме), а предельные параметры смотреть в документации на конкретный компонент.

Рассмотрим простой пример с резистором. Допустим, мы рассчитали схему и нам требуется обеспечить сопротивление 25 кОм, а максимально допустимое напряжение в этой цепи составляет 100 В. Какой резистор мы заложим в схему? Открываем документацию на резисторы серии RC от Bourns и видим основные предельные параметры:

В цепях с напряжением 100 В могут работать резисторы серии CR0805 или CR1206. CR0603 туда ставить нельзя. А что с рассеиваемой мощностью? Как гласит школьный курс физики, для цепи постоянного тока она считается по формуле:

Такую мощность не выдержит ни один из представленных резисторов в таблице, однако мы можем соединить их несколько штук параллельно: 4 штуки CR0805 или 2 штуки CR1206. Только не забывайте, что при параллельном соединении резисторов их эквивалентное сопротивление уменьшается. Например, мы можем взять 4 шт. CR0805-JW-104ELF (100 кОм): соединив их параллельно, получим как раз 25 кОм. Для ответственных применений можно еще дополнительно снизить нагрузку на каждый из резисторов, соединив параллельно не 4 штуки, а 6 штук.

Максимально допустимый ток для резистора серии RC составляет 2 А, и он тут явно не будет превышен, это легко проверяется по закону Ома. Более того, данный параметр в основном актуален для резисторов с маленьким сопротивлением, для остальных гораздо быстрее вы уткнетесь в превышение мощности.

А как выбирать конденсаторы? После определения типа применяемого конденсатора (керамика, тантал, пленка, электролит и др.), необходимо обеспечить запас по напряжению хотя бы в 25-30%. Если есть возможность, то для ответственных применений лучше брать запас в два раза. В ряде случаев, помимо напряжения необходимо еще учитывать и импульсный ток через конденсатор. Про этот параметр очень часто забывают, хотя перегрузка конденсатора по току в цепях какого-нибудь импульсного источника питания ничем хорошим не закончится. Рассмотрим пример. Допустим, мы рассчитали наш импульсный источник питания и определили, что он:

1. Работает на частоте 100 кГц.
2. Напряжение выходной цепи равно 30 В.
3. Требуется конденсатор емкостью не менее 100 мкФ.
4. Через него будет протекать импульсный ток в 2 А (действующее значение).

Емкость и напряжения конденсатора достаточно велики, поэтому оправданным будет применение электролитического конденсатора. Например, подойдут конденсаторы EEH-ZA от Panasonic.

Открываем на них документацию:

На первый взгляд, вроде бы, 35 В больше 30 В, и нам должен подойти этот конденсатор. Однако в данном случае запас будет всего 5 В, что очень мало. Правильным решением будет выбрать конденсатор на 50 В.

Смотрим дальше: у нас есть конденсатор на 50 В с требуемой емкостью в 100 мкФ. Можно было бы взять его, но у него максимальный ток равен нашим ожидаемым 2 А (для частоты 100 кГц), то есть опять запаса по этому параметру не будет.

Поэтому правильно будет взять два конденсатора на 68 мкФ 50 В и соединить их параллельно. Таким образом, мы получим общую емкость в 132 мкФ, максимальное напряжение в 50 В и максимальный импульсный ток в 3,6 А. Такая система будет надежной и проработает долго.

Аналогичным образом выбираются и дроссели, и транзисторы, и вообще любые другие компоненты. Всегда надо помнить про их предельные параметры и брать компоненты с запасом минимум 25-30%.

К предельным параметрам можно также отнести и температуру. Существует три основные температурные группы:

• Commercial (0 ℃…+70 ℃)
• Industrial (-40 ℃…+85 ℃)
• Military (-55 ℃…+125 ℃)

Данное деление не является абсолютным, существуют также и всякие расширенные поддиапазоны. Но важно одно – все (абсолютно все) компоненты на вашей схеме должны попадать в заданный техническим заданием температурный диапазон. То есть, при проектировании схемы всегда надо держать в голове требуемый диапазон рабочих температур и выбирать компоненты в соответствии с ним. Диапазоны рабочих температур (а также и диапазоны предельных температур) всегда приводятся в документации.

Стоит также отметить, что микросхемы диапазона Military вы, скорее всего, не сможете купить: они продаются далеко не всем желающим.

3. Защищайтесь от статики

Электростатический разряд способен за долю секунды выжечь порты микросхемы стоимостью в тысячи долларов. По этой причине следует всегда помнить о нем и предпринимать меры по защите своих устройств. Вообще тема защиты от статического электричества довольно обширна и уже сама по себе заслуживает отдельной статьи. В рамках этой попробуем лишь кратко рассмотреть основные правила, которые я выработал для себя:

1. Все интерфейсные разъемы (USB, UART, RS-232 др.), с которыми потом будет контактировать пользователь, однозначно должны иметь защиту от статического электричества.
2. Все кнопки, на которые нажимает пользователь, должны иметь защиту от статики, при условии, что они заведены на чувствительные микросхемы.
3. В случае, если оконечный драйвер уже имеет встроенную защиту от статики, и если эксплуатация изделия не предполагает суровых условий, дополнительную защиту можно не ставить. Примером может послужить преобразователь RS-232 SN65C3223, у него уже есть встроенная защита от статики.
   
   В случае, если предполагается эксплуатировать изделие в суровых условиях, встроенной защиты может быть недостаточно и потребуется ставить дополнительно еще и внешние элементы.
4. Защищать ли от статики внутриблочные разъемы – это зависит от культуры вашего производства. Если монтаж происходит в специальных комнатах с антистатической мебелью и покрытием полов, а все монтажники применяют антистатические браслеты – это может быть и не обязательно. При других условиях защита тоже лишней не будет.

К элементам защиты от статики предъявляются следующие требования:

1. Они должны выдерживать заданную энергию электростатического разряда.
2. Они должны быть рассчитаны на соответствующее рабочее напряжение. Мало смысла ставить защитный диод на 15 В в цепь, максимальное допустимое напряжение для которой 3,6 В.
3. Они должны иметь малую паразитную емкость (для высокоскоростных цепей – единицы пикофарад максимум). Если вы поставите какой-нибудь мощный защитный диод (который почти наверняка будет обладать большой емкостью) в цепь USB 3.0, то просто завалите фронты сигналов и ничего работать не будет.
4. Они должны иметь маленькие токи утечки. Типовое значение – единицы нА.
5. На печатной плате они должны располагаться в непосредственной близости от разъема, и дорожка печатной платы должна проходить строго «вывод разъема -> элемент защиты-> защищаемый компонент».
6. После защитного диода и перед микросхемой нелишним будет поставить резистор в единицы-десятки Ом, если это допустимо. Этот резистор будет способствовать рассеиванию возможного всплеска напряжения на защитном диоде при сильном разряде.

Что именно использовать в качестве защиты от статики? Сейчас имеется достаточно богатый выбор:

1. Защитные диоды с фиксированным уровнем напряжения. Примером может служить диод CDSOS323. Существуют как однонаправленные, так и двунаправленные варианты таких защитных диодов:

2. Защитные диоды с уровнем напряжения, определяемым источником питания. Примером может служить диодная сборка TPD4E001: рабочий диапазон напряжения Vcc составляет от 0,9 до 5,5 вольт.

   
   Рядом с такими диодами рекомендуется располагать конденсатор небольшой емкости, включенный по питанию.

3. Варисторы. Есть специальные виды, предназначенные для защиты от статики. Примером может служить CG0402. Благодаря ультра маленькой емкости в сотые доли пикофарад, они могут применяться в таких высокоскоростных устройствах как USB 3.0 или HDMI:

4. Не используете для защиты от статики стабилитроны! Они предназначены для другого.
5. В особо тяжелых случаях может потребоваться использование газовых разрядников, но это уже не совсем про статику 🙂

4. Безопасность – превыше всего

Главное правило врача – не навреди. Главным правилом разработчика должно стать «Создавай безопасные для окружающих устройства». В данном разделе я рассмотрю некоторые наиболее часто встречающиеся моменты, за которыми может таиться опасность:

• Как только напряжения в вашей схеме превышают 30 В (а при эксплуатации в условиях повышенной влажности 12 В), начинайте думать о том, как обезопасить пользователя от них.
• При работе с сетями 220 В будьте предельно внимательны. Обеспечиваете надежную гальваническую развязку между первичными и вторичными цепями. Вырезы в печатной плате будут здесь совсем нелишними. Контакт пользователя с первичной цепью должен быть совершенно исключен!
• Если проектируете устройства, питающиеся от сети, разберитесь, что такое конденсаторы Х и Y типа, применяйте их в соответствующих местах и никогда не заменяйте их на обычную пленку или керамику.
• При работе с высокими напряжениями металлический корпус вашей аппаратуры должен быть заземлен.
• Предохранители и другие устройства защиты – совсем нелишняя вещь
• При организации цепей защитного отключения не полагайтесь на микроконтроллеры, они склонны зависать. Всегда дублируйте такие важные цепи какой-нибудь дубовой логикой.
• Предусматривайте цепи разряда для высоковольтных конденсаторов. После выключения прибора они должны разряжаться как можно быстрее.
• Медицинская техника – отдельная история. Не начинайте ее разрабатывать, не ознакомившись со всеми требования безопасности, которые предъявляются к аппаратуре данного типа.

Более подробную информацию на тему безопасности можно получить в ГОСТах и других стандартах.

Примеры

• ГОСТ 12.2.091-2012 Безопасность электрического оборудования для измерения, управления и лабораторного применения
• ГОСТ 27570.0-87 Безопасность бытовых и аналогичных электрических приборов. Общие требования и методы испытаний
• ГОСТ Р 12.1.019-2009 Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты

5. Ставьте защиту от дурака

Если вы думаете, что пользователь не перепутает распиновку вашего разъема питания или не подаст 27 В вместо 12 В, то вы заблуждаетесь, такое рано или поздно случится. Этого еще как-то можно избежать, если у вас аппаратура питается через какой-нибудь стандартный разъем, но в любом другом случае я рекомендую защищать входные цепи питания от ошибок пользователя. Конечно, от ядерного взрыва или от прямого подключения к подстанции 10 кВ мало что спасет, но базовые элементы защиты должны быть. В рамках данной статьи я очень кратко рассмотрю два типа защит: от переполюсовки и от повышенного входного напряжения.

Схем для защиты от переполюсовки изобретено уже довольно много, но в своей практике я широко использую две из них: с использованием диода и с использованием полевого транзистора.
Схема защиты от переполюсовки с использованием диода приведена на рисунке:

Достоинством данной схемы является предельная простота, но она обладает большим недостатком: диод VD1 может сильно греться. Выделяемую на нем мощность можно грубо прикинуть, умножив 0,4…0,8 (падение напряжения на открытом диоде) на ток потребления схемы. Для точного расчета можно воспользоваться ВАХ диода, которая всегда есть в документации на него. Но и так очевидно, что при токе в 1 А на диоде будут выделяться несколько десятых долей ватта, которые не только пропадут впустую, но, при отсутствии теплоотвода, скорее всего, быстро убьют диод (особенно, если он в маленьком корпусе). Поэтому такую схему защиты можно применять, только если потребляемый ток не превышает единиц-десятков миллиампер.

Для более мощных схем лучше применять схему защиты на полевом транзисторе, она приведена на рисунке:

В рамках данной статьи я не буду рассказывать, как эта схема работает и как ее считать, про это уже написано много где, и у заинтересованного читателя не будет проблем с поиском информации. Поэтому сразу перейдем к схемам защиты от перенапряжения.

Для защиты от перенапряжения существует как минимум два подхода: установка каких-либо электронных предохранителей (хотсвапов, контроллеров питания) на входе схемы, либо же установка ограничителей напряжения. Безусловно, можно объединить эти два подхода в одной схеме.

Микросхемы электронных предохранителей бывают с самым разным функционалом: они могут уметь мониторить повышенное напряжение, пониженное напряжение, обеспечивать защиту по току, температуре, мощности, обеспечивать плавное нарастание тока и еще много всего. Примером неплохого электронного предохранителя может служить микросхема TPS1663, типовая схема включения которой приведена ниже:

Эта микросхема обеспечивает защиту от перенапряжения, однако у нее самой максимально допустимое напряжение составляет 67 вольт. Как же защититься в этом случае? К сожалению, бесконечно наращивать защиту не получится, и в таком случае остается один-единственный вариант: допустить, чтобы в схеме сгорело что-то дешевое и разорвало цепь, спасая всю ценную начинку схемы. И тут мы плавно перемещаемся к ограничителям напряжения.

В качестве ограничителя напряжения может выступать варистор, защитный диод (TVS) или вообще газовый разрядник. Говорить о плюсах и минусах каждого потянуло бы на отдельную статью, поэтому в рамках данной рассматриваться не будет. Применять ограничители напряжения имеет смысл совместно с плавким предохранителем: при таком подходе варистор или защитный диод ограничивают напряжение, пропуская через себя большой ток, что вызывает сгорание плавкого предохранителя и разрыв цепи. Если обстоятельства сложатся не очень удачно, сгореть может также и сам ограничитель, однако ценные микросхемы на плате должны быть спасены и, что тоже очень важно, возможное возгорание предотвращено. Простейшая схема защиты устройства с использованием варистора приведена ниже:

Мы рассмотрели основные схемы защиты платы от переплюсовки питания и от перенапряжения. Разработчик должен выбрать оптимальную комбинацию схем защиты, исходя из требований к надежности, вероятности ошибки пользователя, места на печатной плате и стоимости изделия. В качестве заключения для этого раздела, приведу фрагмент схемы входного каскада, реализованного в одной из последних моих разработок. В этой схеме представлен полный комплекс защит: защита от переполюсовки на полевом транзисторе, защита от пониженного и повышенного напряжения, а также защита по току на микросхеме TPS1663, и в довершении всего защита с помощью варистора и плавкого предохранителя.

6. Практикуйте системный подход к разработке

Очень частая ошибка начинающих разработчиков – нарисовать схему, развести плату (может быть, даже изготовить ее) и только после этого задуматься о корпусе устройства. И вот тут начинается самое интересное: вроде бы вот, есть в продаже отличный корпус под устройство, практически подошел бы… если бы плата была миллиметра на два покороче. А следующий типоразмер корпуса уже в полтора раза больше, но приходится брать его, потому что альтернатива – изготовление корпуса на заказ – слишком дорога. В результате имеем неоправданно большой корпус, в котором болтается маленькая печатная платка. А ведь этого можно было избежать, если бы вопрос проработки корпуса аппаратуры не оставлять на потом, а решать одновременно с разработкой печатной платы.

Когда разрабатывается какое-то сложное устройство с кастомным корпусом, то тут качественная разработка в принципе не может происходить без плотной совместной работы конструктора, схемотехника и тополога (иногда, правда, это один и тот же человек :)). Важно понимать, что эта работа происходит одновременно: схемотехник рисует схему и передает ее топологу, конструктор в это время определяет габариты печатных плат в зависимости от конструкции изделия, а также выдает всевозможные ограничения на высоту компонентов и запретные зоны, тополог делает предварительную расстановку компонентов на печатной плате и передает ее конструктору для интеграции в общую 3D-модель, схемотехник все согласовывает и, при необходимости, реагирует на пожелания типа «вот тут бы дроссель подобрать на пару миллиметров пониже».

Но комплексный подход к разработке не ограничивается только конструкцией.

Если изделие предполагает написание встроенного софта, необходимо взаимодействие схемотехника с программистами еще на этапе разработки структурной схемы будущего устройства. Это необходимо как для планирования сроков разработки, так и для определения возможности программной реализации заложенный схемотехнических решений. К сожалению, при недостатке у схемотехника знаний об особенностях разработки программного обеспечения, некоторые заложенные в схему решения могут оказаться в принципе неосуществимыми с точки зрения написания софта, а выяснится это все только после изготовления печатных плат. Поэтому для того, чтобы избежать такой грустный сценарий, стоит продумать и согласовать все принципиальные с точки зрения ПО вопросы с теми, кто потом это ПО будет писать.

Кроме того, при разговоре о комплексном подходе, нельзя не упомянуть и такой важный момент, как организация будущего производства. Уже на этапе рисования схемы необходимо задуматься о том, как потом эта плата будет производиться, как ее отлаживать, проверять, тестировать. Уже сейчас нужно заложить контрольные точки для измерения напряжения источников питания, подумать про рабочие места, про всевозможные кабели и куда их подключать, про методику проверки. Очень может быть, что для тестирования вашей платы в условиях серийного производства понадобится специальная оснастка – ее разработку (хотя бы в эскизном виде) надо начинать параллельно с проверяемой платой, потому что это два взаимосвязанных устройства.

В общем, в качестве краткого резюме по текущему разделу – подходите к разработке комплексно. Думайте о конструкции изделия, о корпусе, о разработке программного обеспечения, о том, как будут производиться и тестироваться ваши устройства в самом начале проектирования, а не тогда, когда уже большая часть работ сделана, и любой шаг в сторону сопровождается огромными затратами ресурсов.

7. Используйте нулевые резисторы

Я уверен, что любому разработчику знакома такая ситуация: схема разработана, плата разведена, компоненты запаяны, и вот изделие попадает на отладку. Включаем – и не работает. Начинаем искать причину – вот незадача, перепутаны RX и TX у UART. Или D+ и D- у USB. Или MOSI и MISO в SPI. Или… да ошибиться можно где угодно, особенно если данный кусок схемы делается в первый раз. Приходится брать скальпель, резать дорожки на печатной плате, зачищать маску и пытаться припаяться к этим самым дорожкам проводами. А что если дорожки во внутренних слоях печатной платы? А микросхемы – в BGA корпусе? Да еще и с использованием технологии Via-In-Pad? Вот где настоящая боль. В такие моменты невольно начинаешь завидовать программистам, у которых проблему можно решить путем перекомпиляции программы, тогда как здесь маячит перспектива полной переделки печатной платы без возможности оживить текущую. Можно ли как-то избежать такого грустного финала? Зачастую да. В случае, когда какой-то кусок схемы делается впервые, а топология печатной платы не располагает к экспериментам, «сомнительные» цепи лучше соединять не напрямую, а через нулевой резистор (резистор с сопротивлением 0 Ом).

В таком случае, даже если вы ошибетесь в схеме, ошибка не будет фатальной. Достаточно будет снять запаянные резисторы и скоммутировать схему правильным образом. Обойдется без перерезания дорожек и, тем более, без ковыряния меди на внутренних слоях платы.
Может возникнуть вопрос – а не слишком ли расточительно вот так вот ставить резисторы на плату, которые не очень-то и нужны? Ну, на момент написания статьи, цена на DigiKey нулевого резистора в корпусе 0402 составляла порядка 2$ за 1000 штук. Пусть каждый сам для себя решит дорого это или нет. Кроме того, замечу, что нулевые резисторы необходимы только на опытных образцах, когда еще нет уверенности в правильности схемы. При запуске серийного производства, когда все недостатки схемы устранены, в новой ревизии платы вполне можно их исключить.
К выбору типа нулевого резистора необходимо подходить комплексно. Необходимо учитывать как минимум следующие параметры:

• Максимально допустимый ток через резистор
• Паразитную индуктивность и емкость резистора
• Тип корпуса и занимаемую площадь на печатной плате

Например, если вы поставите проволочные резисторы в высокоскоростные цепи, то схема, скорее всего, не будет работать: паразитная индуктивность их слишком велика. Для большинства цифровых цепей хорошо подходят SMD резисторы. Обычно я использую корпус 0402 – это некий компромисс по занимаемому месту на печатной плате и удобству монтажа. Нулевые резисторы в корпусе 0402 не оказывают существенного влияния даже на относительно высокочастотные цепи: High Speed USB (480 Мбит/с) и гигабитный Ethernet устойчиво функционируют. Не возникало проблем даже в суб-гигагерцовом диапазоне у радиотрактов: нулевые резисторы случалось применять и там как элемент согласования. Но, конечно, при проектировании высокочастотной схемы всегда стоит помнить про паразитные параметры нулевых резисторов (да и не только их) и при необходимости выполнить моделирование.

8. Разделяйте земли и фильтруйте питание

На практике очень часто встречаются случаи, когда на одной печатной плате присутствуют одновременно высокочувствительные аналоговые тракты и шумные цифровые процессоры. Или мощные импульсные преобразователи и склонные к сбоям цифровые системы управления. В общем, когда по соседству на одном куске текстолита находится какой-то источник помех и рядом с ним чувствительные к ним компоненты. Как в таком случае быть? Практика говорит, что 90% успеха при создании таких устройств – это грамотно разведенная печатная плата. С правильной компоновкой элементов, с грамотным стеком и с формированием полигонов земель и питания по определенным правилам. Но текущая статья не про печатные платы, кроме того, нельзя недооценивать и таким вещи, как фильтрация питания и разделение земель, про которые мы и поговорим в настоящем разделе.

Основная суть процесса разделения земель заключается в том, чтобы возвратные токи «шумной» цифровой или силовой частей схемы не протекали совместно с возвратными токами чувствительных цепей: в противном случае чувствительные цепи могут улавливать колебания напряжения шумов на земляных полигонах и интерпретировать их как часть полезного сигнала, что неминуемо приведет к ошибкам в работе. Для этого в проекте создаются две цепи с разными именами (например, A_GND и D_GND). Чувствительные земляные цепи подключаются к A_GND, а «шумные» – к D_GND. Но если цифровые и аналоговые блоки общаются между собой (а такое бывает практически всегда), необходимо соединить цепи A_GND и D_GND между собой (иначе возвратным токам негде будет протекать). Как это правильно сделать? Существуют разные мнения на этот счет. Я обычно соединяю эти цепи между собой нулевым резистором, располагая его вблизи источника питания на печатной плате.

Если вы работаете в Altium Designer, то для этих целей там предусмотрен специальный тип компонента под названием Net Tie, можно использовать и его.

Иногда для соединения этих земляных цепей рекомендуют использовать индуктивность, мотивируя это тем, что она хорошо блокирует высокочастотные помехи. Но я это делать категорически не советую: не стоит забывать, что через эту индуктивность будут течь и возвратные токи сигналов между цифровой и аналоговой частями схемы. Это приведет к сильному искажению формы сигналов и, возможно, к полной неработоспособности схемы. Индуктивности полезно применять в цепях питания для его фильтрации, однако делать это тоже надо аккуратно. Давайте рассмотрим этот вопрос немного подробнее.

Прежде всего необходимо запомнить одно простое правило: индуктивность фильтра всегда должна идти в паре с конденсатором. Схема без конденсатора, скорее всего, вообще работать не будет. Почему? См. первый раздел настоящей статьи.

Тип и номинал индуктивности выбирается исходя из ожидаемой интенсивности помех по питанию, спектра помех и особенностей вашей схемы. Разумеется, должен быть соблюден запас по току. В своей практике для фильтрации питания я достаточно часто использую индуктивности серии BLM от Murata: они предназначены специально для фильтрации помех в аппаратуре самого разного типа. Краткая характеристика индуктивностей серии BLM приведена на рисунке.

9. Учитывайте переходные процессы

Переходные процессы – это как себя ведет система до момента наступления установившегося состояния. В частности, под переходными процессами можно понимать моменты включения питания, моменты подключения нагрузки к источнику, коммутацию ключей и многое другое. Вообще подробное рассмотрение переходных процессов – это тема под целую серию статей. В данной же статье мы рассмотрим более подробно вопрос включения питания, как встречающийся наиболее часто.

Ситуация 1. Вы подключили какую-нибудь плату проводами к лабораторному источнику питания. Подаете питание и обнаруживаете, что у вас плата вместо того, чтобы запустится, находится в режиме циклической перезагрузки. Что происходит и что делать?

Действительно такие ситуации могут возникать и причина – в переходном процессе. В момент старта ваша плата может потреблять в несколько раз больше тока, чем в момент штатной работы. Особенно это хорошо заметно, если на плате стоит какой-нибудь мощный процессор.
Нарастающий импульс тока проходит от источника питания к плате через провода, которые, увы, совсем не идеальны: у них есть и паразитное сопротивление, и паразитная индуктивность. Все это приводит к провалу напряжения на плате: этот провал отрабатывает супервизор процессора и по итогу имеем циклическую перезагрузку. Решений у проблемы несколько: укоротить провода и увеличить площадь их сечения, использовать лабораторные источники питания с обратной связью, либо же вообще поставить на плате преобразователь питания и подавать на плату более высокое напряжение.

Ситуация 2. Вы подаете питание на свою плату и тут замечаете, что в начальный момент почему-то слегка подмигивает светодиод, который должен быть выключен. Или на короткий момент начинает работать какой-нибудь преобразователь питания, который, вроде как, должен быть заблокирован в ПО процессора. Либо хаотично щелкает реле. В чем же дело? Ошибка в коде? Все может быть и проще, и сложнее одновременно. Возможно, вы просто не учли состояние портов ввода-вывода процессора (или же какой-то другой микросхемы) в моменты сброса и начальной инициализации. А между тем, это важный параметр, про который нельзя забывать. Обычно такие моменты прописаны в документации. Например, STMicroelectronics в документации на свой микроконтроллер STM32F750 явно пишет, что все ножки, кроме тех, которые отвечают за программирование и отладку, в течение сброса и сразу после него сконфигурированы как входы, не подтянутые ни к питанию, ни к земле.

Чем нам это грозит? Дорожка на печатной плате, где с обоих сторон высокоимпедансные входы – отличная антенна для улавливания всевозможных помех. И если она заведена, например, на вход EN какого-нибудь источника питания, либо управляет реле, то в моменты начальной загрузки этот источник питания может хаотично включаться и выключаться, а реле щелкать с безумной скоростью буквально по мановению руки. К счастью, данная проблема решается достаточно просто: достаточно поставить подтягивающие резисторы к GND либо к VCC номиналом 10…100 кОм на критичные цепи. Они надежно зафиксируют уровень сигнала в моменты инициализации и не допустят хаотичного переключения периферийных устройств.

Однако стоит помнить, что состояние выводов микросхемы в моменты сброса и начальной инициализации очень индивидуально и зависит от конкретной микросхемы. И если в том же STM все довольно просто и понятно, то, например, в процессоре AM4376 от Texas Instruments все гораздо хитрее: часть GPIO имеет состояние HIGH-Z, часть имеют подтяжки PU, другие PD:

Ситуация 3. Вы полностью обесточили свою плату, но на ней продолжает гореть светодиод или микросхемы проявляют какую-то активность? В чем дело, неужто вечный двигатель? Увы, все гораздо проще. Скорее всего, у вас остался подключен к плате какой-нибудь преобразователь USB-UART или другая периферия, запитанная на стороне и имеющая высокий логический уровень на своих выводах. Дело в том, что любая микросхема имеет на своих входах по два диода, включенных между GND и VCC. Через эти диоды напряжение с входа микросхемы может проникать на вывод питания микросхемы и дальше распространяться по всей плате, как это показано на рисунке.

Конечно, полноценно запитать всю плату таким образом вряд ли получится. Однако на цепи VCC может образоваться какой-нибудь промежуточный уровень напряжения: меньший, чем напряжение питания микросхемы, но тем не менее достаточный, чтобы микросхемы оказались в «непонятном» состоянии. К счастью, большинство микросхем все-таки не особо чувствительны к подобным натеканиям напряжения, однако про эту проблемы нельзя забывать, и в случае необходимости следует ставить в критичные цепи специальные изолирующие буферы.

Ну и теперь у нас остался последний пункт настоящей статьи.

10. Читайте документацию на применяемые компоненты

Внимательно. Всегда. В ней действительно находятся ответы на большинство вопросов, в том числе и на те, которые мы рассмотрели в данной статье. Да, порой эта документация содержит десятки, сотни или даже тысячи страниц, но потраченное время на их изучение на этапе проектирования устройства, с лихвой окупится в процессе запуска изделия и отладки. Изучайте также схемы на отладочные платы, предоставляемые производителем, а также проглядите примеры топологии печатных плат: обычно лучше производителя никто вам не скажет, как правильно обвязывать микросхему и разводить под нее печатную плату. Не забывайте про Errata, там иногда таятся неожиданности. Всегда старайтесь понять, что делает каждая ножка в применяемой вами микросхеме: казалось бы ничем не примечательный вывод, не подключенный как надо, может испортить всю работу.

Заключение

В данной статье мы рассмотрели десять основных правил проектирования электрических схем. Надеюсь, это поможет начинающим разработчикам избежать хотя бы самых простых ошибок при проектировании схем. Ну и самое главное – разрабатывайте устройства и не бойтесь экспериментов, потому что практика, в конечном итоге, все равно лучший учитель.

Включить-выключить. Схемы управления питанием | Электроника для всех

С батарейным питанием все замечательно, кроме того, что оно кончается, а энергию надо тщательно экономить. Хорошо когда устройство состоит из одного микроконтроллера — отправил его в спячку и все. Собственное потребление в спящем режиме у современных МК ничтожное, сравнимое с саморазрядом батареи, так что о заряде можно не беспокоиться. Но вот засада, не одним контроллером живо устройство. Часто могут использоваться разные сторонние периферийные модули которые тоже любят кушать, а еще не желают спать. Прям как дети малые. Приходится всем прописывать успокоительное. О нем и поговорим.

▌Механическая кнопка
Что может быть проще и надежней сухого контакта, разомкнул и спи спокойно, дорогой друг. Вряд ли батарейку раскачает до того, чтобы пробить миллиметровый воздушный зазор. Урания в них для этого не докладывают. Какой нибудь PSW переключатель то что доктор прописал. Нажал-отжал.

Вот только беда, ток он маленький держит. По паспорту 100мА, а если запараллелить группы, то до 500-800мА без особой потери работоспособности, если конечно не клацать каждые пять секунд на реактивную нагрузку (катушки-кондеры). Но девайс может кушать и поболее и что тогда? Приматывать синей изолентой к своему хипстерскому поделию здоровенный тумблер? Нормальный метод, мой дед всю жизнь так делал и прожил до преклонных лет.

▌Кнопка плюс
Но есть способ лучше. Рубильник можно оставить слабеньким, но усилить его полевым транзистором. Например вот так.

Тут переключатель просто берет и поджимает затвор транзистора к земле. И он открывается. А пропускаемый ток у современных транзисторов очень высокий. Так, например, IRLML5203 имея корпус sot23 легко тащит через себя 3А и не потеет. А что-нибудь в DPACK корпусе может и десяток-два ампер рвануть и не вскипеть. Резистор на 100кОм подтягивает затвор к питанию, обеспечивая строго определенный уровень потенциала на нем, что позволяет держать транзистор закрытым и не давать ему открываться от всяких там наводок.

▌Плюс мозги
Можно развить тему управляемого самовыключения, таким вот образом. Т.е. устройство включается кнопкой, которая коротит закрытый транзистор, пуская ток в контроллер, он перехватывает управление и, прижав ногой затвор к земле, шунтирует кнопку. А выключится уже тогда, когда сам захочет. Подтяжка затвора тоже лишней не будет. Но тут надо исходить из схемотехники вывода контроллера, чтобы через нее не было утечки в землю через ногу контроллера. Обычно там стоит такой же полевик и подтяжка до питания через защитные диоды, так что утечки не будет, но мало ли бывает…

Или чуть более сложный вариант. Тут нажатие кнопки пускает ток через диод на питание, контроллер заводится и сам себя включает. После чего диод, подпертый сверху, уже не играет никакой роли, а резистор R2 эту линию прижимает к земле. Давая там 0 на порту если кнопка не нажата. Нажатие кнопки дает 1. Т.е. мы можем эту кнопку после включения использовать как нам угодно. Хоть для выключения, хоть как. Правда при выключении девайс обесточится только на отпускании кнопки. А если будет дребезг, то он может и снова включиться. Контроллер штука быстрая. Поэтому я бы делал алгоритм таким — ждем отпускания, выбираем дребезг и после этого выключаемся. Всего один диод на любой кнопке и нам не нужен спящий режим 🙂 Кстати, в контроллер обычно уже встроен этот диод в каждом порту, но он очень слабенький и его можно ненароком убить если вся ваша нагрузка запитается через него. Поэтому и стоит внешний диод. Резистор R2 тоже можно убрать если нога контроллера умеет делать Pull-down режим.

▌Отключая ненужное
Можно сделать и по другому. Оставить контроллер на «горячей» стороне, погружая его в спячку, а обесточивать только жрущую периферию.

Выделив для нее отдельную шину питания. Но тут надо учесть, что есть такая вещь как паразитное питание. Т.е. если вы отключите питание, например, у передатчика какого, то по шине SPI или чем он там может управляться пойдет питание, поднимется через защитные диоды и периферия оживет. Причем питания может не хватить для его корректной работы из-за потерь на защитных диодах и вы получите кучу глюков. Или же получите превышение тока через порты, как результат выгоревшие порты на контроллере или периферии. Так что сначала выводы данных в Hi-Z или в Low, а потом обесточивайте.

▌Выкидываем лишнее
Что-то мало потребляющее можно запитать прям с порта. Сколько дает одна линия? Десяток миллиампер? А две? Уже двадцать. А три? Параллелим ноги и вперед. Главное дергать их синхронно, лучше за один такт.

Правда тут надо учитывать то, что если нога может отдать 10мА ,то 100 ног не отдадут ампер — домен питания не выдержит. Тут надо справляться в даташите на контроллер и искать сколько он может отдать тока через все выводы суммарно. И от этого плясать. Но до 30мА с порта накормить на раз два.

Главное не забывайте про конденсаторы, точнее про их заряд. В момент заряда кондера он ведет себя как КЗ и если в вашей периферии есть хотя бы пара микрофарад емкостей висящих на питании, то от порта ее питать уже не следует, можно порты пожечь. Не самый красивый метод, но иногда ничего другого не остается.

▌Одна кнопка на все. Без мозгов
Ну и, напоследок, разберу одно красивое и простое решение. Его несколько лет назад набросил мне в комменты uSchema это результат коллективного творчества народа на его форуме.

Одна кнопка и включает и выключает питание.

Как работает:

При включении, конденсатор С1 разряжен. Транзистор Т1 закрыт, Т2 тоже закрыт, более того, резистор R1 дополнительно подтягивает затвор Т1 к питанию, чтобы случайно он не открылся.

Конденсатор С1 разряжен. А значит мы в данный момент времени можем считать его как КЗ. И если мы нажмем кнопку, то пока он заряжается через резистор R1 у нас затвор окажется брошен на землю.

Это будет одно мгновение, но этого хватит, чтобы транзистор Т1 распахнулся и на выходе появилось напряжение. Которое тут же попадет на затвор транзистора Т2, он тоже откроется и уже конкретно так придавит затвор Т1 к земле, фиксируясь в это положение. Через нажатую кнопку у нас С1 зарядится только до напряжения которое образует делитель R1 и R2, но его недостаточно для закрытия Т1.

Отпускаем кнопку. Делитель R1 R2 оказывается отрезан и теперь ничто не мешает конденсатору С1 дозарядиться через R3 до полного напряжения питания. Падение на Т1 ничтожно. Так что там будет входное напряжение.

Схема работает, питание подается. Конденсатор заряжен. Заряженный конденсатор это фактически идеальный источник напряжения с очень малым внутренним сопротивлением.

Жмем кнопку еще раз. Теперь уже заряженный на полную конденсатор С1 вбрасывает все свое напряжение (а оно равно напряжению питания) на затвор Т1. Открытый транзистор Т2 тут вообще не отсвечивает, ведь он отделен от этой точки резистором R2 аж на 10кОм. А почти нулевое внутреннее сопротивление конденсатора на пару с его полным зарядом легко перебивает низкий потенциал на затворе Т1. Там кратковременно получается напряжение питания. Транзистор Т1 закрывается.

Тут же теряет питание и затвор транзистора Т2, он тоже закрывается, отрезая возможность затвору Т1 дотянуться до живительного нуля. С1 тем временем даже не разряжается. Транзистор Т2 закрылся, а R1 действует на заряд конденсатора С1, набивая его до питания. Что только закрывает Т1.

Отпускаем кнопку. Конденсатор оказывается отрезан от R1. Но транзисторы все закрыты и заряд с С1 через R3 усосется в нагрузку. С1 разрядится. Схема готова к повторному включению.

Вот такая простая, но прикольная схема. Вот тут еще полно реализаций похожих схем. На сходном принципе действия.

12 классических схем электроники

Этот текст взят из журнала Электроника. Кажется, что это был юбилейный №11 за 1980г. Вряд ли ты его сейчас найдёшь. Поэтому я и решил привести эту статью на сайте. Насмотря на солидный возраст, на мой взгляд статья всё ещё интересна. 

Классические схемы

Развитие электронной промышленности было результатом воздействия сложных факторов — технических, социальных, экономических и политических. Но если смотреть глубже, в основе этого развития лежали схемы, которые сделали возможным электронную связь и обработку информации.

Несмотря на все многочисленные нововведения, которыми отмечен многолетний пройденный путь, все схемы по существу происходят от примерно 12-ти основополагающих. Ниже приведены некоторые из них, ставшие, по мнению редакции Electronics, фундаментом для последовавшего промышленного развития радиотехники, телевидения, компьютеров и других систем обработки данных. 

Решить задачу выбора было не просто, однако, по мнению редакции, отобраны действительно новаторские схемные решения, достойные быть представленными в первых рядах.

1. Ламповый генератор (1912 г.)

 

Генератор на электронной лампе в отличие от его предшественника — искрового разрядника — генерировал незатухающие колебания одной частоты, что дало возможность осуществить связь по одному частотному каналу. 

Используя положительную обратную связь и триод в качестве источника энергии подкачки, схема давала на выходе синусоидальные колебания на резонансной частоте контура. Схему такого типа изобрели в 1912 году несколько человек: Реджинальд Фессендерн, Александр Мейснер, Г. Дж. Раунд и Ли Де Фрост. Но наиболее широкое распространение на первых порах получили устрйоства Эдвина Армстронга (рис, а) и Эдвина Колпица (рис, б) — аналогичная схема была также представленна Р. В. Л. Хартли.

2. Модулятор с неизменным током (1913 г.)

Ламповая схема Хайсинга, созданная им в 1913 г. в фирме Western Electric, была первым эффективно работающим модулятором. Благодаря катушке индуктивности L, препятствовашей изменению полного анодного тока ламп V1 и V2, модулирующий сигнал подавался в анодную цепь ВЧ-генератора таким образом, что низкочастотные колебания на выходе модулятора приводили к аналогичным изменениям анодного тока генератора.

3. Триггерная схема (1919 г.)

Среди множества схем. выросших из базового триггерного устройства (рис, а), изобретенного работавшими в Англии Эккслом и Джорданом, были самовозбуждающийся и ждущий мультивибраторы, а также триггер Шмитта. Схема с двумя устойчивыми состояниями, т.е. обычный триггер (рис, б) — предшесственница схем счета-деления частоты и компьютера.

4. Автоматическая регулировка громкости (1926 г.)

Одной из первых схем, использовавших свойства отрицательной обратной связи, была схема автоматической регулировки усиления для радиоприёмников с амплитудной модуляцией, которая обеспечивала практически постоянную громкость в широком диапазоне изменений уровня ВЧ-сигналов. Схема АРУ была сконструирована Гарольдом Уилером в 1926 г. в Hazetline Corp, где он работает и сейчас. (На момент написания статьи шел 1980г)

5. Антенна Уда-Яги, типа «волновой канал» (1926 г.)

Яги и Уда, сотрудники университета Тохоку (Япония), разрабатывая схемы электромагнитной связи, размеры, которых были большими посравнению с длинойволны, впервые использовали интерференцию для повышения усиления и направленности проволочных антенн. 

Хотя изобретение было задумано в 1921 г., промышленная реализация на западе началась лишь в конце 1920-х годов после перевода их статьи в июньском номере журнала PIRE за 1928 г.

6. Усилитель с ОС (1927 г.)

Выполняя одну из наиболее фундаментальных разработок в истории техники связи, Г. С. Блэк нашел, что отрицательная обратная связь, введенная в усилитель, позволяет уменьшить искажения в широкой полосе частот и вместе с тем улучшить стабилизацию. Этот результат, полученный в ходе работ в Bell Labs в 1927 г., отличался от результата Уилера, использовавшего ОС для управления.

7. Схема фазовой автоподстройки (1932 г.)

Работавший во Франции Бельсиз первым описал схему синхронного приёма радиосигналов, которая была проще и элегантнее использовавшейся тогда схемы супергетеродинного приёма. Эта схема ФАПЧ, в которой сигнал обратной связи заставляет управляемый напряжением автогенератор подстраиваться точно на частоту приходящего сигнала. В наши дни схема широко применяется во многих устройствах обработки и передачи информации.

8. Автоматическая подстройка частоты (1932 г.)

Дискриминатор Чарльза Трэвиса и схема с реактивной лампой (показанные выше в урощенной модификации Сили) разработаны им в 1935 г. в RCA; они стали главным элементом первой системы АПЧ и послужили базой для создания модулятора с реактивной лампой и дискриминатора Фостера-Сили для ЧМ-приёмников.

9. Схема бланкировки шумов (1936 г.)

Схема шумоподавления Джеймса Дж. Лэма сделала супергетеродинные АМ-приёмники практически невосприимчивыми к помехам от зажигания и к импульсным помехам, резко снизив одновременно уровень помех неповторяющегося характера. В отличие от существовавших тогда схем такого назначения, работавших по принципу ограничения импульсов сигналов, схема Лэма запирала приёмный тракт при приходе каждого помехового импульса, оставляя его открытым для полезного сигнала во все остальные моменты времени. 

10. Операционный усилитель (1938 г.)

Изобретение Филбриком в 1938 году ОУ, выполнявшего электронным путем интегрирование и дифференцирвоание, было не столь изобретением схемы, сколько разработкой принципа. Используя нечётное число обычных ламповых каскадов высокого усиления, создающих требуемых фазовый сдвиг на 180^o между входом и выходом, Филбрик (и независимо от него Ловелл) показал, что передаточную функцию схемы можно задать двумя внешними компонентами. Эта работа привела к созданию активного фильтра.

11. Гиратор (1948 г.)

Изобретение в 1948 году Теллегеном (Philips) гиратора, сделало возможным разработка однонаправленных СВЧ-ответвителей и безиндуктивных фильтров. Обладая входным сопротивлением, пропорциональным полной проводимости на выходеЮ этот почти не создающий потерь компонент позволял, создавая ёмкостную нагрузку, синтезировать электрические характеристики индуктивности. Это устройство ведёт себя как пассивное, хотя в большинстве случаев содержит в себе активные элементы.

12. Схема двухшагового интегрирования (1955 г.)

Разработанный в 1955 году Гильбертом из Western Instruments двухшаговый интегратор значительно упростил преобразование аналогового сигнала в его цифровой эквивалент и сделал точность любых измерений, выполняемых сравнительно новым цифровым вольтметром, зависящей только от точности опорного напряжения. В настоящее время эта схема или её усовершенствованные варианты используются повсеместно изготовителями цифровых вольтметров.

Вместо эпилога

Отдавая должное этим 12-ти схемам, оказавшим такое влияние на промыленное развитие электроники за прошедшие 50 лет, нельзя не обратить внимание и на то обстоятельство, что большинство этих важныхразработок было сделано до 1940г. Действительно, выглядитестественным, что, по мнению большинства современных, инженеров, эпоха чистых схемотехников давно прошла и в области разработок схем мы подошли к пределу. 

Нет сомнений, что инженеры исчерпали возможности традиционных разработок. На этом практически закончило свою деятельность первое поколение инженеров. Однако, сейчас мир вступил в период истощения природных ресурсов, имеющих жизненно важное значение для индустриально развитого общества. И в этих условиях от инженеров, т.е. тех, которые обладают изобретательностью и умением, почти наверняка настоятельно потребуют, в последующие 50 лет разработки схем, в которых ради сохранения энергии будут использоваться новые законы или мало использовавшиеся , но сейчас оказавшиеся кстати научные принципы.

Возможно даже, что в перспективе будут созданы электроныне устройства для переноса небольших колчеств вещества в пространстве. И те инженеры, изобретательность которыз позволит им оказаться на уровне стоящих проблем,повсеё вероятности займут почетные места рядом с пионерами электроники.

Построение схемы управления питанием электродвигателей

Попытки построить электронные схемы управления электродвигателями предпринимались еще в 50–60-х годах прошлого века сразу после начала массового производства транзисторов средней и большой мощности. Но широкого применения они не получили по причине отсутствия тогда достаточно совершенных процессоров для программной реализации алгоритма управления. Да и характеристики тогдашних транзисторов оставляли желать лучшего. Постепенно, с развитием полупроводниковой техники и технологий микроэлектроники, эти преграды перестали существовать. Однако, несмотря на появление новых мощных полевых транзисторов, изготовляемых по технологии MOSFET, и гибридных транзисторов IGBT, схема оконечного силового каскада практически не изменилась. Сегодня ведущие производители этой техники производят ее именно по такой схеме (рис. 1). Более того, в [1], изданной в 2006 г. и рекомендованной для студентов высших учебных заведений и специалистов, работающих в области электротехнических комплексов и систем, рассматривается именно это техническое решение. Нет никаких сомнений, что рассматриваемая схема работоспособна, но она обладает рядом недостатков.

Рис. 1. Схема силового каскада

Схема электрически не симметрична. Нижние транзисторы по отношению к нагрузке включены по схеме с общим эмиттером. Включаются они сравнительно небольшим потенциалом относительно нулевого потенциала нижней шины и выключаются подачей этого потенциала на затвор. Работают при этом всегда в ключевом режиме насыщения с минимальным проходным сопротивлением. Верхние же транзисторы по отношению к нагрузке включены по схеме с общим коллектором. Для их включения нужен потенциал, сравнимый по величине с напряжением верхней шины, при этом потенциал запирания транзистора остается равным потенциалу нулевой шины. Кроме того, транзистор, работающий в режиме эмиттерного повторителя, не может переходить в ключевой режим насыщения, если не предусмотреть специальных мер. В случае построения инверторов напряжения для питания электродвигателей практикуют применение специальной вольтодобавки к управляющему напряжению включения верхнего транзистора к потенциалу верхней шины. Большая величина напряжения в цепи управления верхними транзисторами в значительной степени усложняет схему блока управления транзисторами. Проблемы такой схемы включения довольно полно изложены в [2], где показано, что для управления нижним и верхним транзисторами необходимо применение драйверов различной схемной реализации. Нижний драйвер решает довольно простую задачу включения транзистора управляющим сигналом небольшого напряжения относительно потенциала нижней шины. Драйвер же управления верхним транзистором отличается от нижнего наличием схемы «сдвига уровня» управляющего напряжения и схемой специальной вольтодобавки относительно потенциала верхней шины, которая обеспечивает ему режим насыщения при включении его по схеме эмиттерного повторителя. Это, как отмечалось выше, ведет к существенному усложнению схемы и, в отдельных случаях, делает ее частотно-зависимой от различных режимов работы инвертора напряжения.

Электрическая разность потенциалов между коллекторами (стоками) верхнего и нижнего транзисторов исключает возможность «попарного» построения систем отвода избыточного тепла, что приводит к усложнению конструкции выходных каскадов и каскадов предварительного усиления при построении системы. Для устранения перечисленных недостатков была разработана схема, показанная на рис. 2.

Рис. 2. Схема электрически симметричная по отношению к нагрузке

По отношению к нагрузке схема электрически симметрична. Транзисторы управляются небольшими потенциалами относительно шин подключения эмиттеров (истоков). Поэтому для управления не требуется усложненных верхних драйверов управления. Все транзисторы управляются простыми нижними драйверами (термин верхние/нижние драйверы и транзисторы употребляется инженерами — разработчиками схемы рис. 1). В данном конкретном случае при практической отработке предлагаемой схемы в блоке управления были применены микросхемы нижних драйверов MIC4421/4422.

Коллекторы (стоки) транзисторов имеют попарно одинаковые электрические потенциалы, что удобно при конструировании системы отвода избыточного тепла. При повышении требуемой мощности питания двигателя предлагаемая схема легко стыкуется с более мощным каскадом, построенным по такой же структуре и выполняющим роль предварительного усилителя, как это делается при построении мощных электронных схем различного назначения. Авторские права на предлагаемую схему защищены патентом на полезную модель № 103257 от 27 марта 2011 г. (приоритет 08 октября 2010 г.).

Рекомендованный в [2] разнос времени включения транзисторов одной фазы при реализации программы управляющим контроллером бывает не всегда эффективным, так как время «рассасывания» объемного заряда при переходе транзистора из режима насыщения (включения) в режим выключения не постоянно. Оно зависит от:

• напряжения питания;
• выбранного режима работы;
• фаз питающего обмотку двигателя трехфазных векторов.

Учесть все эти факторы программно весьма не просто и сопряжено с дополнительными затратами времени при реализации управляющей программы. Кроме того, в [2] нет упоминаний о возможных сбоях в контроллере, приводящих к одновременному включению транзисторов одной фазы. Поэтому для решения этих проблем была разработана и включена в состав «Блока управления 2» специальная схема, которая запрещает:

• включение второго транзистора фазы, если полностью не отключился предыдущий транзистор этой же фазы;
• прохождение управляющих сигналов «ложных векторов» из-за сбоев в контроллере, которые могут привести к повреждению силовых транзисторов.

При практической отработке выходного каскада заявленной схемы особое внимание уделялось отработке ее динамических характеристик. Высокая степень динамики решает сразу две задачи:

• уменьшение нагрева корпуса транзисторов за счет снижения среднего времени нахождения в активной области включения/выключения;
• возможность применения в качестве приводных механизмов асинхронных электродвигателей с повышенной средней частотой питания статорной обмотки, например 400 Гц.

Экономические выгоды от применения такого привода были таковы, что в 60–70-х годах прошлого века на крупных предприятиях шли на установку больших электромеханических преобразователей 50/400 Гц и прокладку отдельных параллельных питающих электросетей. И тем не менее, по утверждению публикаций того времени, эти затраты оправдывались за счет существенного уменьшения их габаритов и веса при равных технических характеристиках с двигателями, работающими на частоте питания 50 Гц. Это обеспечивало значительную экономию материалов при их изготовлении. Их более высокая динамика приводила к упрощению механических редукторов, повышению надежности и снижению стоимости механической части силового привода в целом.

В настоящее время применение такого привода возможно без значительной части указанных затрат. И если учесть, что сегодняшние схемы могут поддерживать постоянный и достаточно высокий КПД электропривода вне зависимости от нагрузки на валу, то это направление может составить серьезную полезную конкуренцию «ветряным электрическим мельницам» и энергосберегающим осветительным приборам.

С учетом этих информационных доводов и важности динамических параметров, для отработки схемы были выбраны транзисторы американской компании IXYS. В качестве верхних применялись транзисторы IXTT16P60P р-канал и IXTh36N60P n-канал в качестве нижних.

Справедливости ради следует отметить, что российские компании также не без успеха работают в этом направлении. Единственным сдерживающим банальным фактором является недостаток финансирования, и, как следствие, ограниченность решаемых задач.

Литература

1. Соколовский Г. Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием. М.: ACADEMIA. 2006.
2. Волович Г. Драйверы силовых ключей // Современная электроника. 2007. № 8.

Amazon.com: Elenco Snap Circuits Jr. SC-100 Electronics Exploration Kit, более 100 проектов, полноцветное руководство по проекту, более 30 деталей для цепей Snap, обучающая игрушка STEM для детей 8+, черный: игрушки и игры

Цвет: Черный | Модель: Исследовательский комплект

Описание товара

Создание рабочих электронных схем Snap Circuits Jr (SC-100) включает более 30 компонентов для создания 101 различных электронных проектов.Детали, которые включают в себя провода с защелками, ползунковые переключатели, схему сигнализации, интегральную схему для музыки и динамик, легко соединяются на прилагаемой пластиковой решетке — пайка не требуется. Каждый предмет пронумерован и имеет цветовую маркировку, чтобы их было легко идентифицировать. Эти компоненты объединяются для создания рабочих печатных плат, подобных тем, которые используются в телевизорах, радиоприемниках и других электронных устройствах. Благодаря простым инструкциям Snap Circuits дает вашему ребенку практическое образование в том, как работают электрические цепи для работы с повседневными устройствами, с которыми он знаком.Они также получат ценные уроки по построению и следованию инструкциям. В руководство по проекту включены большие цветные иллюстрации и простые инструкции по каждому проекту. Проекты включают звуковой выключатель, музыкальный дверной звонок, лампу с голосовым управлением, летающую тарелку и легкую полицейскую сирену. В рамках этих проектов дети будут экспериментировать с электрическими переключателями, интегральными схемами, цифровыми схемами, предохранителями и преобразованием звуков схем в другие звуки. Включает: пластиковую сетку-защелку, 32 электрических компонента и 1 руководство по проекту.Рекомендовано детям от 8 лет.

Amazon.com

Подарите своему ребенку увлекательное практическое введение в электронику с помощью Elenco Electronics Snap Circuits Jr. SC-100. Этот инновационный набор содержит более 30 реальных компонентов схемы с цветовой кодировкой, которые соединяются вместе для создания рабочих электронных схем и устройств. Этот набор, рекомендованный для детей от 8 лет и старше, предлагает 101 самостоятельный проект, который даст вашему ребенку увлекательное и конкретное образование о том, как работает электроника.

Создание рабочих электронных схем
Snap Circuits поставляется с более чем 30 деталями для создания 101 различных электронных проектов. Детали, которые включают в себя провода с защелками, ползунковые переключатели, схему сигнализации, интегральную схему для музыки и динамик, легко соединяются на прилагаемой пластиковой решетке — пайка не требуется. Каждый предмет пронумерован и имеет цветовую маркировку, чтобы их было легко идентифицировать. Эти компоненты объединяются для создания рабочих печатных плат, подобных тем, которые используются в телевизорах, радиоприемниках и других электронных устройствах.

Простые и увлекательные проекты, позволяющие детям учиться, пока они играют
Snap Circuits с простыми для понимания инструкциями дает вашему ребенку практическое образование в том, как работают электрические схемы для работы с повседневными устройствами, с которыми они знакомы. Они также получат ценные уроки по построению и следованию инструкциям. В руководство по проекту включены большие цветные иллюстрации и простые инструкции по каждому проекту.

Проекты включают звуковой выключатель, музыкальный дверной звонок, лампу с голосовым управлением, летающую тарелку и легкую полицейскую сирену.В рамках этих проектов дети будут экспериментировать с электрическими переключателями, интегральными схемами, цифровыми схемами, предохранителями и преобразованием звуков схем в другие звуки.

Расти по мере продвижения
Поскольку проекты упорядочены по степени сложности, дети могут развивать свои навыки по мере изучения руководства. Уроки начинаются с простого проекта электрического освещения и выключателя, демонстрирующего, как электричество включается и выключается выключателем. Кроме того, дети могут собрать двухскоростной вентилятор, создать звуки, управляемые хлопком, и многое другое.

Создайте свои собственные схемы и модернизируйте свой комплект
Когда дети овладеют несколькими методами, представленными в этом наборе, они могут использовать компоненты для экспериментов и создания своих собственных индивидуальных схем и электронных устройств. Snap Circuits Jr. SC-100 также можно модернизировать до Snap Circuits SC-300, Snap Circuits Pro или Snap Circuits Extreme при покупке комплектов обновления UC-30, UC-40, UC-60 соответственно. Детям понравятся дополнительные детали, руководства и проекты, которые выведут их набор — и их развлечения — на новый уровень.

Snap Circuits Jr. SC-100 требует двух батареек AA, которые не входят в комплект.

Комплектация
Пластиковая сетка с защелками, 32 электрических компонента и 1 руководство по проекту.

Электроника Проекты Схемы

Умная дымовая сигнализация…

«Все объяснено в этом посте. Так что это хорошая статья. Это помогает мне»

Умная дымовая сигнализация…

«Джонпол: Все объясняется в этом посте. Также см. Комментарии ниже. Из-за времени»

Башня Pro MG90S Micro…

«SG90 MG90S 9g руль направления с неподвижным крылом радиоуправляемый самолет 9g моторный самолет 25 см классический руль направления классический руль направления»

Почва…

«Доработанная схема почвомера»

Электроника: Advanced Circuits STEM Kit

Описание продукта

Окунитесь в удивительный мир электроники с этой передовой системой сборных электрических строительных блоков.Начните с экспериментов с красочными световыми схемами, погрузившись в основы электричества. Установите звуковой модуль, чтобы генерировать звуки полицейских машин, машин скорой помощи или пожарных машин.

Изучите важную роль резисторов и потенциометров (переменных резисторов) в электронной схеме.

Используйте мультиметр для измерения невидимого напряжения и тока, протекающего по вашей цепи. Изучите транзисторы в переключателях и усилителях, чтобы узнать, как работают логические схемы в компьютерах.Создавайте схемы, в которых используются датчики для определения влажности, температуры и видимого света.

Включите в свои цепи конденсаторы для хранения и разряда электричества для определенных функций, таких как часы обратного отсчета и красный-зеленый альтернативный мигающий сигнал. Испытайте незаменимый таймер 555, чтобы построить несколько сложных схем. Используйте операционный усилитель и FM-радиомодуль, чтобы построить будильник.

В этом наборе используются те же уникальные электрические строительные блоки, что и в других наших наборах электроники, с добавлением множества новых передовых компонентов, позволяющих создавать более сложные схемы.Более 140 электронных компонентов включают конденсаторы, резисторы, транзисторы, светодиоды (светоизлучающие диоды), фототранзистор, переключатели, динамик, интегральную схему, инфракрасный светодиод, диоды, FM-тюнер, таймер 555, операционный усилитель, два потенциометра, электроды, напряжение и измеритель тока, микрофон и 9-вольтовый аккумулятор.

Информация о продукте

Возраст: 10+
Эксперименты: 146
Количество деталей: 141
Страниц руководства: 168
Размеры продукта: 21,3 x 14,6 x 3.8 дюймов
Вес продукта: 4,2 фунта
Размеры вручную: 11,5 x 8,25 дюйма
Требуемые батареи: 9 В (1)
Страна происхождения: Китай
Год выпуска: 2013

Награды

Золотая награда «Выбор родителей», 2014 год
Введено в «Путеводитель по инженерным подаркам Университета Пердью» за 2016 год

Корреляции NGSS

3-PS2-3 Силы и взаимодействия
3-PS2-4 Силы и взаимодействия
MS-PS2-5 Движение и устойчивость: силы и взаимодействия
MS-PS4-3 Волны и их применение в технологиях передачи информации

Загрузки

Загрузить образец руководства

Загрузить изображения в высоком разрешении

Почему в электронных схемах используется постоянный ток вместо переменного?

Почему в электронных устройствах используется источник постоянного тока вместо переменного тока?

Следует уточнить, что не все электронные устройства, компоненты и схемы используют только источник постоянного тока, но также и переменный ток.Если говорить о логических схемах и ИС (интегральных схемах), да, они используют только постоянный ток. Короче говоря, это зависит от потребностей и целей электронной схемы, используем ли мы переменный или постоянный ток. Посмотрим как.

Ниже приведены сценарии, в которых мы используем как переменный, так и постоянный ток в электронных схемах, и почему большинство электронных схем используют только источник постоянного тока.

Переменный ток в электронных схемах

• В случае LC (резонансная цепь резервуара или схема настройки), сигнал постоянного тока преобразуется в сигнал переменного тока с использованием конденсатора и индуктора (где мы знаем, что конденсатор блокирует постоянный ток, но пропускает переменный ток) который может дополнительно подаваться на схему ограничения или усилитель для усиления или изменения формы сигнала в соответствии с потребностями схемы.
• В фильтрах конденсаторы и катушки индуктивности используются для удаления пульсаций от источника переменного или пульсирующего постоянного тока, чтобы преобразовать его в чистый источник постоянного тока.
• Выпрямители (которые содержат диоды) используются для преобразования входного источника переменного тока в пульсирующий источник постоянного тока, и этот процесс известен как выпрямление.
• При усилении смещенный транзистор может использоваться как усилитель с входными сигналами переменного тока.

Из приведенного выше обсуждения ясно видно, что в электронной схеме также используется переменный ток, а не только постоянный ток.

Почему в большинстве электронных схем используется только постоянный ток?

Ниже приведены причины, по которым мы используем источник постоянного тока в электронных схемах вместо переменного тока.

Мы знаем, что основной принцип работы логических вентилей основан на «двоичных» состояниях, которые равны «1» (ВКЛ) и «0» (ВЫКЛ).

В ИС, микропроцессорах и цифровых компьютерах им требуется чистый постоянный ток без пульсаций в качестве входного сигнала для генерации цифрового двоичного сигнала (высокого или низкого) для работы ВКЛ / ВЫКЛ, что возможно только с источником постоянного тока.

Это было бы сложно в случае переменного тока, поскольку он меняет свое направление и значение несколько раз в секунду из-за частоты. (50 Гц в Великобритании и 60 Гц в США). Это означает, что входной сигнал переменного тока, который может изменяться 50 или 60 раз в секунду, будет генерировать множество сигналов «ВКЛ» и «ВЫКЛ», что вредно для работы схемы. Кроме того, в случае зашумленных сигналов переменного тока процессор не сможет решить, какой сигнал является выключенным или включенным.

• Однонаправленные компоненты:

Электронную инженерию невозможно представить без транзистора.Транзистору требуется смещение постоянного тока, то есть для нормальной работы положительный сигнал подается на базу транзистора. В случае подачи переменного тока на транзистор или диод, он может не работать должным образом как постоянный для нормальной работы, но обеспечивать непрерывную операцию переключения из-за множества положительных и отрицательных сигналов переменного тока (из-за частоты) и даже взорваться, если входное напряжение высокие.

Для конкретных целей, таких как усиление и выпрямление, смещенный транзистор и диод могут использоваться в качестве усилителя и полуволнового выпрямителя соответственно, но это не всегда так в схемотехнике.Короче говоря, переменный ток не поддерживает однонаправленный ток, когда нам необходимо постоянное и установившееся напряжение для большинства электронных компонентов.

Почти все современные электронные устройства (мобильные, ноутбуки, цифровые часы и т. Д.) Используют батареи для хранения и резервного копирования, когда мы знаем, что батареи не могут хранить переменный ток, а только постоянный ток.

Это точные причины, по которым большинство современных электронных схем, устройств и компонентов используют постоянный ток вместо переменного тока.

Полезно знать: мощность одинакова для сигналов переменного и постоянного тока i.е. При подключении к тому же нагревательному элементу 5 В переменного тока будет генерировать такое же количество тепла, что и 5 В постоянного тока (среднеквадратичное значение).

Другие причины :

Постоянный ток намного легче контролировать, точнее и легче распространять, чем сигнал постоянного тока.

Если мы будем использовать переменный ток в большинстве электронных схем вместо постоянного тока,

• Это создаст дополнительную работу для простой обработки фазового сдвига между сигналами.
• Питать их от батареек будет сложнее.
• Вы теряете часть мощности, когда напряжение пересекает 0.
• Если у вас одна фаза, у вас пульсирующая мощность.
• Вам нужно адаптировать частоты, если вы ожидаете, что они будут работать вместе.
• А спроектировать хорошее заземление было бы кошмаром.

Похожие сообщения:

Введение в электронные схемы — ориентированное на человека руководство по демистификации технологий

Напишите список электроники, которую вы регулярно используете.

• Кто такие дизайнеры?
• Какие части, внутри и снаружи капюшона, были использованы для создания каждой из них? Чтобы использовать это?
• Что вы сделали с любыми предметами, которые начали работать хуже, чем оптимально?

В повседневной жизни мы работаем с электроникой больше, чем можем себе представить.Многие из наших основных инструментов для повседневной деятельности используют электричество. В пульте дистанционного управления, который мы используем для переключения каналов на телевизоре, используются диоды, транзисторы, конденсаторы, резисторы и другая электроника. Мы заменяем батареи, чтобы они продолжали работать, или подключаем их, чтобы подзарядить. Или мы выбираем альтернативные варианты, в том числе программные приложения, обычно называемые приложениями, которые мы устанавливаем на наши мобильные телефоны, тем самым используя общие электронные компоненты на одном устройстве, вместо тех, которые можно найти снова и снова на каждом другом портативном устройстве.С ростом DIY — Сделай сам — мы можем следовать относительно простым инструкциям для создания нашей собственной заменяющей электроники, часто расширяя наш собственный дух ремесленного производства до этой расширенной области производителей инструментов. Эта книга начинается с некоторых основных занятий по электронике. Есть много хороших ресурсов, чтобы получить подробное представление о том, как работают электричество и электроника. Но для того, что мы делаем, вам потребуются только самые базовые описания используемых основных компонентов, чтобы вы могли сразу приступить к работе.Вам даже не нужно запоминать конкретные имена и описания. Вы всегда можете вернуться сюда, чтобы посмотреть имена и описания позже. Но, как всегда, рекомендуется читать стратегически, а не линейно. Сделайте общий анализ этого текста, чтобы помочь вам приступить к предстоящим действиям, затем возвращайтесь по мере необходимости, чтобы копнуть немного глубже в том или ином. Как предлагает Мириам Суини, «вместо того, чтобы двигаться по повествованию, вам нужно погрузиться в нее, найти нужную информацию и двигаться дальше.Сказав это, давайте продолжим с определениями ключевой электроники, используемой в оставшейся части этой книги.

Пример: схема с одним светодиодом

Электрическая цепь — это путь, по которому электроны текут от источника к земле. Источник обычно измеряется напряжением (сила, выраженная в вольтах) или током (поток, выраженный в амперах). Резистор (выраженный в омах) контролирует поток этого источника.

Когда я поливаю свой сад из дождевой бочки, в полной бочке оказывается больше давления, чем в почти пустой.Этот полный ствол эквивалентен источнику питания с более высоким напряжением, например, 240 вольт. Бочка, заполненная на две трети, может быть больше похожа на источник питания на 120 вольт, в то время как почти пустая бочка от дождя может быть ближе к источнику питания на 5 вольт.

Если к моему бочке дождя подсоединена форсунка, я часто могу использовать рычаг для увеличения или уменьшения потока воды. Это эквивалентно току источника питания. Некоторые из моих водяных шлангов имеют толщину 1/2 дюйма, а некоторые — 3/4 дюйма.Это эквивалентно большему или меньшему сопротивлению резистора, соответственно, поскольку более тонкий шланг увеличивает сопротивление потоку воды по сравнению с более толстым шлангом.

В качестве примечания, в электротехнике закон Ома дает основное уравнение I = V / R. Это означает, что ток (I) равен напряжению (V), деленному на сопротивление (R). И как все Trekkies знают по своим временам с Жан-Люком Пикаром, сопротивление не бесполезно, оно необходимо! Помимо этого, не беспокойтесь, если вы готовы отложить эти конкретные детали.

Схемы

обычно используются для обозначения пути, по которому электронные компоненты замыкают цепь.

В качестве примера приведенное выше изображение Fritzing представляет собой схему с тремя электронными компонентами:

• аккумулятор
• резистор
• светодиод (LED)

Линии между ними не являются электронными компонентами, а представляют собой некоторую форму проводящего материала, например металлическую проволоку, которая используется для передачи тока от компонента к компоненту.На схеме положительный ток покидает 9-вольтовую батарею и проходит через резистор 560 Ом перед подключением к положительному заряду 10-миллиметрового белого светодиода. Оттуда он проходит через отрицательно заряженную ножку светодиода к заземлению 9-вольтовой батареи, замыкая цепь. Только когда эта цепь полностью и правильно замкнута и батарея имеет достаточно заряда для передачи тока, светодиод включается. (Схемы и макеты в этой книге были в основном созданы с помощью программы с открытым исходным кодом Fritzing.)

Schematics ничего не говорят нам о том, как на самом деле построена схема, и действительно, визуальные эффекты для различных необходимых компонентов сбивают с толку изображения, пока не будет предоставлена ​​их интерпретация. Но если немного попрактиковаться, схемы становятся уникальным концептуальным источником информации. Мы можем использовать конструкторское мышление и быстрое прототипирование, чтобы физически создать схему из определенных частей, имеющихся или приобретенных для достижения чего-то, что мы ценим, даже если они достаточно хороши, чтобы помочь нам больше, чем беспокоить.

Часто, когда вы ищете план или схему использования электроники для выполнения определенной задачи, вместо схемы вы найдете физическую схему частей, как показано на изображении Fritzing, показанном выше. Эта диаграмма основана на чьем-то выборе компоновки с использованием доступных компонентов для фактической реализации схемы, нарисованной на схеме Фритцинга в начале этого примера. На физической схеме мы видим электрические компоненты, соединенные с помощью беспаечной макетной платы, пластиковой платы с проводящими зажимами под группами пластиковых отверстий, что позволяет прохождению тока между компонентами.

Слева от этой конкретной схемы красный провод подводит положительный ток батареи к нижней красной направляющей макетной платы. Другой красный провод перемещает его от этой шины к строке J, столбец 59. Затем в строке H столбца 59 ток подключается к одному выводу резистора 470 Ом, который переносит этот ток, теперь уже находящийся под сопротивлением, в строку H, столбец 55. Это подводит ток к положительному заряду 10-миллиметрового белого светодиода. Строка E, столбец 55 подключается к отрицательно заряженной ножке светодиода, который затем переходит в строку A, столбец 55, где он подключается к черному проводу, по которому ток проходит к верхней синей направляющей на макетной плате.Затем черный провод подводит ток к заземлению 9-вольтовой батареи, замыкая цепь.

По мере продвижения вперед вы можете обнаружить, что изучаете и оцениваете множество онлайн-руководств, ресурсов и примеров и сравниваете их с тем, что показано в книге. (Действительно, глубоко погрузитесь в многочисленные примеры, найденные в Adafruit Learning System, из которых мы черпаем многие для этой книги, для чрезвычайно широкого диапазона электронных систем, а также вспомогательного кода.) Иногда встречаются схемы. Но чаще вы встретите диаграммы, иллюстрирующие, как кто-то или группа людей применяют эту схему на практике. Знайте, что диаграммы могут быть жесткими, поскольку они, как правило, фокусируются на конкретной задаче в определенной конфигурации в определенной среде, которая подходит для определенной когорты, сообщества или культуры. Схемы, с другой стороны, можно найти в более профессиональных настройках и как таковые могут применяться в более широком диапазоне приложений. Эти схемы после проведения исследования по определению компонентов, проиллюстрированных с помощью конкретных визуализаций, также окажутся очень полезными для решения проблем или быстрого создания прототипов для всех новаторов, независимо от опыта.

Может быть полезно думать о схемах как о стандартах, используемых для множества различных приложений, проектов и профессий. Схематические чертежи актуальны для многих пользователей, от инженеров-электриков до школьников. Например, электрические схемы и схемы являются частью Энергетического блока по научным стандартам нового поколения (NGSS) для учащихся начальной школы 4 класса.

Под колпаком макета

Макетная плата без пайки — это пластиковая плата, используемая для создания моделей или прототипов электрической схемы.Они не имеют пайки, потому что вы можете легко вставить провода в предусмотренные отверстия, а затем вытащить их, чтобы переместить в новую конфигурацию. Они бывают разных форм и размеров. Наиболее часто используемые «полноразмерные» макеты имеют длину 6 1/2 дюймов и ширину 2 1/8 дюйма.

Ниже вы увидите несколько разных изображений полноразмерной макетной платы. На первом изображении вы видите типичный рабочий вид макета.

На следующем изображении мы видим нижнюю часть макета.В левой половине центрального изображения видно липкое покрытие, а в правой половине — установленное защитное покрытие. Если макет перемещать вокруг стола или стола, защитное покрытие остается на нижней стороне макета (видно в правой половине центральной макетной платы). Вы можете удалить это покрытие, чтобы макет прилипал к поверхности (видно в левой половине центральной макетной платы).

На изображении макета ниже мы видим нижнюю часть макета, но на этот раз с полностью удаленной липкой лентой.Макетные платы обычно поставляются с направляющими по краям, с проводящими металлическими зажимами (два из которых показаны в самом низу изображения), установленными так, чтобы пропускать ток по длине каждой направляющей.

Если вы сравните это изображение металлических зажимов макета с изображением верхней стороны макета, вы заметите, что в верхней части есть направляющая красного цвета и направляющая синего цвета, а также еще одна направляющая красного цвета и синяя направляющая на плате. нижняя часть макета.Красная шина обычно используется для подключения положительного источника к цепи или серии цепей, в то время как синяя шина обычно используется для подключения цепи или серии цепей к земле. Основная часть макета соединяет группы из пяти отверстий с помощью 126 проводящих металлических зажимов.

Таким образом, столбец 1, строка A соединяется со строками B, C, D и E столбца 1 с помощью одного металлического зажима. Столбец 1, ряды F, G, H, I и J соединены между собой вторым металлическим зажимом. Столбец 1, строки A, B, C, D и E по умолчанию НЕ соединяются со столбцом 1, строками F, G, H, I и J.Они будут соединяться между собой только в том случае, если провод или электронный компонент вставлен в одно из левых отверстий столбца 1, а также в одно из правых отверстий столбца 1 и настроен на пропускание тока от одного соединения к другому.

Контакты GPIO Raspberry Pi имеют нечетные числа слева и четные числа справа и частично включают следующее: 1 и 17 — питание 3,3 В; 2 и 4 — питание 5 вольт; 6, 20, 25, 30, 34 и 39 — шлифованные; 8 — вывод порта универсальной асинхронной передачи и приема, или порта UART; 10 — вывод порта UART.

В предыдущем примере была создана цепь с использованием батареи 9 В, как показано на схеме и на диаграмме. На протяжении всей оставшейся части книги мы обычно не будем использовать батарею для питания нашей электроники. Вместо этого мы будем использовать небольшой одноплатный микрокомпьютер под названием Raspberry Pi в качестве источника питания. Raspberry Pi активно используется во всем мире как для первоначального проектирования, так и для постоянного применения сетевых информационных систем для использования в полевых условиях. Он подключается к электросети 120 В (США) или 240 В (многие другие страны) от розетки или другого источника переменного тока (переменного тока) с помощью кабеля Micro USB из комплекта.Raspberry Pi преобразует это напряжение в источники питания 5 В и 3,3 В, к которым можно получить доступ с помощью контактов ввода-вывода общего назначения (GPIO) Raspberry Pi. Эти контакты обеспечивают аппаратную связь между компьютером Raspberry Pi и электроникой из внешнего мира.

Для создания прототипов мы будем использовать 40-контактный ленточный кабель, чтобы продлить контакты GPIO на нашу макетную плату с помощью монтажной платы Pi Cobbler, собранной Adafruit Industries. Он объединяет контакты GPIO Raspberry Pi и беспаечную макетную плату, а также метку для каждого контакта, используя один ленточный кабель, а не 40 отдельных проводов, чтобы упростить «объединение» прототипов.

На изображении выше представлена ​​схема базовой конфигурации Raspberry Pi, ленточного кабеля GPIO, Cobbler и макета. Он также включает в себя схему базовой схемы, в которой ток 5 В проходит через электронный компонент, называемый резистором, затем через электронный компонент, называемый светодиодом, прежде чем вернуться на землю, тем самым замыкая цепь.

На приведенной выше диаграмме важно отметить, что показано только четыре электронных компонента:

• Неопознанный микропроцессор на интегральной схеме большего размера с черным квадратом на Raspberry Pi
• Неопознанный микропроцессор на интегральной схеме меньшего размера с черным квадратом на Raspberry Pi
• A Резистор 560 Ом
• Белый светодиод размером 3 мм (3 мм) на макете

Его также можно использовать с двумя разными схемами:

• Во-первых, схематическое изображение, иллюстрирующее концептуальную компоновку того, как электронные компоненты и источники питания / заземления на Raspberry Pi подключаются к Cobbler.
• Во-вторых, схема, демонстрирующая концептуальную компоновку того, как с помощью Cobbler источник питания 5 В (вольт) может быть подключен к электронному компоненту резистора 560 Ом (Ом), а затем к положительной анодной ножке светоизлучающего диода. (LED), затем от отрицательной катодной ножки светодиода к источнику заземления для замыкания цепи, тем самым создавая источник белого света.

Прежде чем переходить к шагам, перечисленным ниже, просмотрите эти видео-демонстрации практического процесса и описания деталей.

Ступеньки

Выполните следующие действия, чтобы выполнить это упражнение. Вам настоятельно рекомендуется сделать это с одним или двумя другими людьми, которые одновременно работают над своими собственными инструментами. Помимо первого шага, на котором вы смотрите видео (стиль «один раз посмотрите, сделайте один раз»), один человек должен выполнять работу на практике, в то время как другой (и) наблюдают, работают, чтобы определить еще / еще не моменты, и проводите исследования, чтобы облегчить движение вперед. После того, как первый человек достигнет определенной точки, согласованной участниками сотрудничества, другой (ие) выполнит те же шаги при поддержке первого лица.Таким образом реализуется парное программирование.

1. Выньте необходимые детали из ящика для инструментов.
   
2. Подключите Cobbler к макету, ряды D и H столбца 63 к столбцу 44.
3. Подключите 40-контактный ленточный провод из ленточного кабеля к Cobbler, а белый провод подсоедините к контакту 3V3, контакт № 1, на Cobbler.
   
4. Снимите прозрачную крышку корпуса Raspberry Pi.
   
5. Подключите другой конец 40-контактного ленточного кабеля к GPIO Raspberry Pi, при этом белый провод должен быть обращен к более короткой стороне, на которой размещен контакт №1 3V3.
   
6. Подключите красный штекер к штыревому проводу к контакту 5V, прикрепленному к столбцу 63. Красный провод можно подключить к ряду A или B. Другой конец подсоедините к ближайшей красной шине.
7. Подключите черный штыревой провод к штырю заземления, прикрепленному к колонке 61. Черный провод можно подключить к ряду A или B. Подключите другой конец к ближайшей синей шине.
   
8. Подключите оранжевый штекер к штыревому проводу к контакту 3V3, прикрепленному к столбцу 63. Оранжевый провод должен быть подключен к ряду J.Подключите другой конец к ближайшему красному мужчине.
9. Подключите черный штекер к штыревому проводу к контакту заземления, прикрепленному к колонке 59. Оранжевый провод должен быть подключен к ряду J. Подключите другой конец к ближайшей синей шине.
10. Установите прозрачную крышку на верхнюю часть корпуса Raspberry Pi.
11. Согните более длинную анодную ножку светодиода так, чтобы она была на одном уровне с более короткой катодной ножкой.
12. Подключите более длинную анодную ножку светодиода к столбцу 37, ряд B, а более короткую катодную ножку светодиода — к столбцу 36, ряд B.
    
13. Возьмите синюю перемычку «папа — папа». Подключите один конец к столбцу 36, ряд A. Подключите другой конец к синей шине заземления.
    
14. Плотно согните две ножки резистора 560 Ом. На резисторе должны быть зеленые, затем синие, затем коричневые полосы, а за ними должна быть золотая полоса допуска. Подключите одну ногу резистора 560 Ом к красной шине 5 В, а другой конец — к столбцу 37, ряд A.
    
15. Вставьте кабель питания Micro USB в Raspberry Pi. Подключите шнур питания со стороной 120 или 240 В к подходящему источнику, например к сетевой розетке или удлинителю.
    
16. Убедитесь, что светодиод горит правильно. Используйте руководство по устранению неполадок в следующем разделе, чтобы обдумать дальнейшие действия.

Основные выводы

В этом упражнении мы вошли в первое ученичество, создав платформу для быстрого прототипирования, используя микрокомпьютер Raspberry Pi в качестве источника питания и заземления, а также используя макетную плату в качестве базового инструмента для физического прототипирования. Для этого мы собрали вместе несколько проводов, например, перемычки «папа-папа» и 40-контактный ленточный кабель, состоящий из отдельных проводов.Чтобы протестировать эту платформу, мы собрали вместе два электронных компонента, резистор и светодиод, чтобы обеспечить буквальное освещение платформы.

В дополнение к этим техническим навыкам мы стремились привнести развитие нескольких социально-эмоциональных навыков, включая способность общаться и сотрудничать с другими, используя стратегию «один раз увидеть, один раз сделать, один раз научить» с использованием парного / тройного программирования и, возможно, начал исследовать, как неудача служит важным шагом в разработке проекта, то есть мышлением, направленным на неудачу.

Есть много способов конструировать и создавать электронные артефакты. Это может быть сделано как частные лица, работающие в личных интересах. Это может быть сделано как отдельные лица, работающие в качестве экспертов, чтобы служить другим, рассматриваемым в широком смысле. Это можно сделать, если люди будут работать в качестве экспертов, чтобы более стратегически служить другим. Это может быть сделано в группах случайным образом или в стратегическом партнерстве, чтобы служить внутренним или внешним. Это может быть сделано как практическое сообщество способами, которые включают вклад целого ряда заинтересованных сторон.И это можно сделать многими другими способами.

• Как вы работали над этим первым практическим упражнением по книге с электроникой?
• Как я и другие работали над разработкой этого упражнения? Как это повлияло на вашу работу с электроникой? Кто еще повлиял на вашу работу?
• Что делает светодиод и резистор электронными компонентами? Что делает провода, Cobbler и детали проводников макета, которые поддерживают электронные компоненты ?

Дизайн-мышление ведет нас от вдохновения к идеям, повторениям и обратно.Итерации обычно выполняются с помощью графических чертежей, моделей и электрических прототипов, часто с использованием макетов. Отказ является обычным явлением и обычно остается нормой от итерации к итерации в течение длительного периода.

Чтобы добиться положительного результата, наши итерации дают нам возможность обнаружить, как наши вдохновения и идеи не совпадают с нашим прошлым и текущим прототипом итераций. Другими словами, итерации помогают нам увидеть, насколько одна часть, большая часть или все наши дизайнерские идеи не соответствуют требованиям.Это помогает вдохновлять на лучшие идеи, а иногда даже и на новые идеи, что в конечном итоге приводит к лучшим итерациям — по крайней мере, для нас в данном контексте тестирования.

Позвольте мне сказать это еще раз: попытки и неудачи не являются обязательными. Это норма. Общая альтернатива неудачам — отсутствие улучшений.

Принятие неудач как нормальной, активной, постоянной части того, что мы делаем, приводит нас к неудачам, которые способствуют росту и улучшению самих себя, а когда это делается с учетом функционального разнообразия и культурного богатства сообщества, — также и к улучшению других.Поступая так, мы способствуем созданию высокопроизводительного сообщества практиков.

Итак, предположим, что светодиод не загорелся в последнем упражнении, или что он сгорел в последнем упражнении, или что он не загорится в следующем упражнении. Почему нет? Что случилось?

Люди и другие, более чем люди, окружающие нас люди обладают широким спектром аналоговых чувств, таких как зрение, слух, осязание и обоняние. Это прекрасный ресурс в процессе устранения неполадок. Эти аналоговые сенсоры обеспечивают непрерывно изменяемую физическую величину, такую ​​как длина волны видимого света.Это контрастирует с цифрами 0 и 1, которые обычно представляют значения физического качества, обеспечиваемые цифровыми измерениями.

Внесение наших наблюдений через эти аналоговые, постоянно изменяющиеся органы чувств в процесс критического мышления помогает нам создать план для проверки ряда возможностей. Принятие этого плана по шагам помогает нам продолжить цикл наблюдения, мышления, планирования и действий. Это сердце и душа обучения, основанного на запросах, поскольку мы сотрудничаем в парах и небольших группах посредством диалога.

На протяжении всей оставшейся части упражнений в этой книге и по мере того, как вы работаете над собственными конструкторскими работами, применяя полученные знания на практике, обязательно широко, желательно задокументированно, используйте эти основы поиска и устранения неисправностей. Заманчиво попробовать это несколько раз и двигаться дальше, потому что устранение неполадок в текущих упражнениях становится второй натурой. Этот опыт служит возможностью для обучения, но существует риск того, что обучение превратится в скрытое знание, которое не сможет полностью помочь вам, когда вы столкнетесь с будущими проблемами.

Действительно, именно по этой причине эта книга была написана с использованием лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike. Мы надеемся, что вы добавите аннотации, примечания к страницам и ремиксы для себя и других, чтобы использовать их в качестве источников для собственных проектов дизайнерского мышления. Мы надеемся, что появившиеся в результате вдохновения, идеи, итерации и неудачи будут способствовать дальнейшему совершенствованию нас самих, тех, кто находится в нашем сообществе практики, и тех, кому мы служим с помощью наших творческих работ.

Сделай что-нибудь новое!

Для некоторых это ваше первое путешествие в электронные схемы.You’re Doing Something New через устранение неполадок электронных схем и отказ вперед!

Для других, возможно, у вас уже есть жизненный опыт работы с электронными схемами. Для вас это не новость. Но если вы вообще похожи на меня, некоторые из этих работ стали механическими, а лежащие в основе термины, концепции и принципы скрыли знание. Для вас Doing Something New может быть работой по повторному запоминанию кодов электронной рулевой рубки. И, выходя за рамки, возможно, это обнаружение некоторых социальных влияний, которые сформировали ненейтральные аспекты строгих законов физики внутри.

Для всех, вероятно, по крайней мере, некоторые аспекты коллективного лидерства, опроса сообщества, рефлексии действий, процесса поиска информации и парного / тройного программирования для вас в новинку. Сделай что-то новое

В последнем упражнении мы использовали резистор 560 Ом в нашей цепи светодиода. Обеспечивая небольшое сопротивление прохождению электрического тока, мы помогаем оставаться в оптимальных верхних и нижних границах протекания тока для обозначенного светодиода.В то время как одни светодиоды имеют большую устойчивость к неоптимальному току, проходящему через них, у других меньше. И у большинства источников электроэнергии есть некоторые увеличения и уменьшения тока в пределах заданного напряжения в зависимости от условий в данный момент. Резисторы — важное средство уравновесить это.

Для большей части нашей работы подойдет резистор 560 Ом. Но для более поздних интегральных схем мы будем использовать резистор 10 000 Ом (обычно указывается как 10 кОм). Давайте посмотрим, как концептуально сравнивается 3-миллиметровый белый светодиод с резистором 560 Ом с резистором 10 кОм.

Каждая из двух цепей светодиодов спроектирована как отдельные цепи, работающие параллельно. То есть, если бы металлический провод от источника питания 5 В к резистору 560 Ом каким-то образом перерезать, мощность все равно перетекала бы в цепь резистор 10 кОм — светодиод — заземление, которую мы собираемся построить. Или наоборот, если провод к резистору 10 кОм был разрезан, а провод резистора 560 Ом остался нетронутым — цепь резистор 560 Ом — светодиод — заземление останется под напряжением.

ПРИМЕЧАНИЕ. Не стесняйтесь оставлять Raspberry Pi подключенным к источнику питания Raspberry Pi.Также не стесняйтесь оставлять под напряжением первую 3-миллиметровую светодиодную цепь и гореть светодиод.

Перед тем, как перейти к шагам, рекомендуется просмотреть видео целиком «один раз».

Ступеньки

Вам снова настоятельно рекомендуется проделать это с одним или двумя другими людьми в качестве упражнения по программированию пары / тройки, в котором один выполняет практические действия, а другой читает инструкции, анализирует работу и ищет дополнительные ресурсы для поддержки. сотрудничества, ориентированного на отказ, с установкой на рост.

1. Согните более длинную анодную ножку второго белого светодиода диаметром 3 мм, чтобы выровнять длину нижней стороны ножки, а также иметь возможность идентифицировать эту ножку для более короткой катодной ножки.
2. Подключите более длинную анодную ножку светодиода к столбцу 28, ряд B, а более короткую катодную ножку светодиода — к колонке 27, ряд B.
   
3. Подсоедините синюю вилку к мужскому проводу. Подключите один конец к столбцу 27, ряд A. Это столбец, связанный с катодной ножкой светодиода. Другой конец подсоедините к синей заземляющей шине.
   
4. Найдите и плотно согните две ножки резистора 10 кОм (он должен быть коричневого, черного и оранжевого цвета, за которым должна быть золотая полоса допуска).
   
5. Наконец, подключите одну ногу резистора 10 кОм к красной шине 5 В, а другой конец — к столбцу 28, ряд A.
   
6. Теперь вы должны увидеть, как светодиод загорится, но его яркость будет отличаться от яркости с резистором 560 Ом. Давайте рассмотрим, что мы обнаружили, и некоторые возможные причины, почему:
   

Основные выводы

Для этого упражнения было принято решение расположить два светодиода на расстоянии 9 столбцов друг от друга, но соединить их в одни и те же строки.Тот же самый 5-вольтовый источник питания был использован через всю верхнюю красную рейку. Ключевым отличием было то, что ток изменялся с помощью двух разных резисторов Ом.

• Является ли свет от двух разных светодиодов одинаковым или разным? Если то же самое, то почему? Если другое, то почему?
• По каким причинам, вы можете подумать, мы решили расположить светодиоды, резисторы и провода так, как мы это сделали, чтобы настроить выполнение этого действия?
• Каким образом мы могли бы сделать это по-другому и тем самым создать для вас лучший способ выполнить это задание?

Мы сравнили яркость светодиодов с помощью резистора 560 Ом и резистора 10 кОм.Теперь давайте проверим разницу между схемой, использующей источник питания на 3,3 В и резистор 560 Ом, и схемой с нашим обычным источником питания на 5 В.

Ступеньки

Как показано на концептуальной схеме выше, теперь будет три автономных параллельных контура. Используя схему ниже, реализуйте схему, показанную на схеме, добавив третий белый светодиод диаметром 3 мм в строку H, столбцы 18 (анодная ножка) и 19 (катодная ножка). Подключите резистор 560 Ом к столбцу 18, ряду I, и к красной шине питания 3V3.И, наконец, подключите штекер 6 дюймов к штекеру провода к столбцу 19, ряд I, и к нижней синей шине заземления.

Основные выводы

Для этого упражнения было принято решение расположить два светодиода на расстоянии 9 столбцов друг от друга, но соединить их в одни и те же строки. Тот же самый 5-вольтовый источник питания был использован через всю верхнюю красную рейку. Ключевым отличием было то, что ток изменялся с помощью двух разных резисторов Ом.

• Чем яркость этого третьего светодиода отличается от яркости первых двух светодиодов? Что вызывает эту разницу, если она есть?
• Что вы можете изменить, чтобы яркость этого светодиода была такой же, как у первого, не перемещая его на макетной плате? Второй светодиод?

Это всего лишь первый взгляд на электронные схемы и некоторые способы, которыми мы можем поработать на практике при проектировании и создании прототипов новых схем.По мере того, как мы проходим через Orange Unit и за его пределами, впереди еще много всего. А пока уделите несколько минут быстрой проверке понимания некоторых ключевых терминов и концепций схем, которые мы использовали до сих пор.

Проверка понимания

электронных схем

электронных схем

Электронные схемы

---

Вот несколько изящных схем, которые вы, возможно, захотите попробовать. Схемы и шаблоны печатных плат являются файлами GIF и могут отображаться по-разному в некоторых браузерах.Возможно, вы захотите сохранить изображения (особенно шаблоны печатной платы) на жесткий диск, загрузить их в редактор фотографий (Photoshop, Paint Shop Pro, GIMP и т. Д.) И отрегулировать размер перед переносом рисунка на доску. . Возможны варианты печатных плат. Эта страница постоянно находится в стадии разработки, и время от времени будут появляться новые дополнения. Некоторые из этих схем были разработаны мной, большинство — нет. По возможности я старался указать автора схемы, но поскольку многие из этих схем взяты из моей личной коллекции, которую я собирал в течение многих лет, эта информация не всегда доступна.

Вы можете ранжировать схемы в зависимости от того, насколько они вам нравятся, щелкая по значкам молний. Эти ранги могут быть основаны на том, насколько вам нравится схема, работает она или не работает для вас, или насколько полезной вы нашли схему. Кроме того, вы можете добавить свои собственные комментарии внизу каждой схемы, заполнив форму.

Цепи делятся на категории, как указано ниже.

Рядом с некоторыми схемами в этом списке есть маленькие маркеры риска (*), которые дают основную информацию о том, была ли схема разработана, протестирована или модифицирована веб-мастером.

Маркер	Описание
*	Схема мною не тестировалась. Поэтому я не буду предлагать гарантии, что они будут работать.
*	Эта схема была разработана мной.
*	Эта схема была разработана не мной, а была изменена мной.

Самые популярные схемы сегодня, вчера и за все время можно найти ниже.

Детальный вид: Вкл. / Выкл.
Контур	Автор	Просмотры	Рейтинг	Комментарии	Маркер
Драйвер люминесцентной лампы 12VDC		436 547 90 463		63	*
3-канальный анализатор спектра		212 055		20
Инвертор люминесцентных ламп 40 Вт	Барт Милнс	321,552		60	*
Регулируемый стробоскоп		298 621		36
Черный свет		265 777		29
Цвет (звук) Орган		280,490		36
Электронные кости NEW!		180,751		10	*
Fantastic Atom Expander		194 848		25
Триггер ведомого вспышки		211 817		18	*
Infa-Red Пульт дистанционного управления		623,427		216	*
ИК-пульт дистанционного управления НОВИНКА!		123 709		2	*
IR Remote Jammer	Карл	254 517		110	*
ИК-пульт дистанционного управления НОВО!		150,523		9	*
ЛАЗЕРНЫЙ передатчик / приемник		401 853		92
Светодиодный охотник		434 978 90 463		83	*
Светодиодный метроном НОВИНКА!		93 429		3	*
Светодиодный термометр		199 538		22	*
Детектор света / темноты		298 635		90	*
Simple Color Organ		131 037		10	*
Стробоскоп		266 688		27	*
Диммер TRIAC		540 689 90 463		55

Детектор воды отстойника / трюмной помпы

Детальный вид: Вкл. / Выкл.
Контур	Автор	Просмотры	Рейтинг	Комментарии	Маркер
7-сегментный светодиодный счетчик		909 644 90 463		214	*
Регулятор скорости двигателя переменного тока		376 619		29	*
Детектор воздушного потока		243 952		54	*
Кодовый замок цифровой клавиатуры		189 258		20
Сигнализация низкого напряжения		220 011		58	*
Pine Racecar Victory Judge		96732		1	*
Управление двигателем постоянного тока с широтно-импульсной модуляцией		638 542		94
Датчик дождя		296 765		112	*
Простой детектор лжи		551 215		323
Простой тестер полярности	Дадли Леру	157 611		13	*
Простой сервоконтроллер		213 035		22	*
Простой сенсорный выключатель НОВИНКА!		161 845		5	*
Простой двухскоростной контактор Контроллер двигателя постоянного тока		197,205		21	*
Контроллер шагового двигателя		731 100		120	*
Реле задержки времени		546 560		88
Реле задержки времени II	jawaharlal @ excite.com	236,588		39	*
Сенсорный переключатель		281 317		51	*
Реле с активацией видео		114 905		8	*
Удаление стабилизатора видео / MacroVision	Антти Паарлахти	171 975		10	*
с регулятором		145 297		18	*
Тревога контура провода	Алекс Миден	198,423		27	*

Детальный вид: Вкл. / Выкл.
Контур	Автор	Просмотры	Рейтинг	Комментарии	Маркер
Преобразователь постоянного тока с 12 В на 24 В НОВИНКА!		303 416		25	*
Инвертор от 12 В постоянного тока до 120 В переменного тока		1,494,240		689
Преобразователь 6В в 12В		513 864		121
Автоматическое зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов 12 В		921 274		248
Автоматический переключатель мощности с измерением нагрузки		158 897		16	*
Автомобильное зарядное устройство		869 906		159	*
Источник питания с двойной полярностью		361 447		84	*
Источник питания с фиксированным напряжением		301 677		52	*
Сильноточный источник питания		326 725		66	*
Высоковольтный сильноточный источник питания		244,368		35	*
Источник питания для ЛАЗЕРА		285 730		28
Адаптер для портативного CD-плеера для автомобиля		203 735		12	*
Блок питания		726 245 90 463		259	*
Твердотельная катушка Тесла НОВИНКА!		137 023		4
Твердотельная катушка Тесла / генератор высокого напряжения		430 450		50
Бестрансформаторный источник питания		453 164		117	*
Преобразователь напряжения		326 941		51	*
Преобразователь напряжения II		193,192		19	*

Детальный вид: Вкл. / Выкл.
Контур	Автор	Просмотры	Рейтинг	Комментарии	Маркер
Усилитель звука мощностью 22 Вт		575 445		182
FM-передатчик мощностью 3 Вт	Rae XL Ткачик	323 760		83	*
Усилитель мощностью 50 Вт		496 822		74
8 Note Tune Player		134 087		12	*
8-ваттный аудиоусилитель		361 488		67	*
Приемник бортовой радиосвязи		266 696		49	*
Crystal Radio		152,291		53	*
Цифровой регулятор громкости		323 460		47	*
Электронный стетоскоп		304 004		142	*
Аудиомикшер на полевых транзисторах		333 441		41
FM-передатчик		986 674		420
Guitar Fuzz Effect		236 516		54	*
Микрофонный микшер	Анатолий И.Шихатов	241 754		26	*
Моно-стерео синтезатор	или	124835		18	*
Одноламповый регенеративный радиоприемник NEW!		126 964		4	*
Операционный усилитель Радио		375 437		80	*
Однокристальный AM-радио НОВИНКА!		93 069		2	*
Однокристальное FM-радио НОВИНКА!		162 579		1	*
Измеритель уровня звука		332,158		51	*
Ламповый стереоусилитель	Уэсли Кинслер	259 298		15	*
Регулировка тона		299 526		31
Орган транзистор		190 051		28

---

Вернуться на страницу электроники | Напишите мне | Поиск

---

Все материалы, помеченные как мои, являются собственностью Аарона Торта.Однако вы можете распространять его сколько угодно, с указанием мне или без него. Только не претендуйте на это самостоятельно, и было бы неплохо, если бы вы добавили ссылку на мою страницу. Все остальные материалы являются собственностью их авторов.

Электронная схема — Factorio Wiki

Рецепт

0,5 + 3 + 1 → 1

Всего сырых

1.25 + 1,5 + 1

Рецепт

0,5 + 8 + 2 → 1

Всего сырых

2,5 + 4 + 2

Размер стопки	200
Опытный образец	шт.
Внутреннее имя	электронная схема
Требуемые технологии
Не требуется
Производитель
Потребляется

Электронная схема (или «зеленая схема») является основным промежуточным продуктом, широко используемым на протяжении всей игры.Электронная схема является первой в линейке промежуточных продуктов схемного типа.

Электронные схемы используются в качестве ингредиента для многих рецептов предметов, включая создание всех видов устройств для вставки и большинства производственных машин, таких как сборщики, солнечные панели и электрические сверлильные станки. Для некоторых других логистических устройств также потребуется создание электронных схем, таких как оборудование для железнодорожной сигнализации. Логистическая сеть также невероятно зависит от продуктов, построенных с использованием этих цепей.

Электронные схемы необходимы для производства модернизированных вариантов схем, таких как усовершенствованные схемы и блоки обработки. Комбинированные вместе, эти схемы также могут образовывать модули.

Соотношение сборочных машин для изготовления этого предмета:

Нормальный режим

Дорогой режим

Достижения

.