Elektronek

Prosty układ

Dzisiaj chciałbym przedstawić Ci układ, który zmontowałem od razu po przeczytaniu pierwszego artykułu związanego z elektroniką. Właśnie był on opisany w tej publikacji jako “Pierwszy układ dla nieelektroników”. Nazywa się on “mini latarka”. Jest on banalnie prosty i bez problemu powinieneś poradzić sobie z jego budową. Mini latarka jak sama nazwa wskazuję jest małą latareczką, w której źródłem światła jest mała dioda LED obojętnie jakiego koloru. Posiada ona możliwość włączania i wyłączania, dzięki zastosowania zwykłego przełącznikowi “zwiemy”. Po zwarciu przełącznika nasza dioda zacznie świecić. Układ najlepiej zmontować w pająka, czyli poprzez połączenie każdego elementu bezpośrednio ze sobą, albo za pomocą kabelków. Taki wynalazek najlepiej włożyć do jakiejś tuby, a diodę wyprowadzić na zewnątrz. Do budowy układu możemy również wykorzystać włącznik, wlutowując go równolegle z diodą. W tym układzie będzie się włączała przy “wyciśniętym przycisku”

Oto układ:

Jak go rozszyfrować?

W rezystorach dla oznaczenia wartosci użyto kolorowego kodu paskowego. Każdy kto chce zajmować się elektroniką musi poznać znaczenie poszczególnych kolorów pasków. Zapamiętanie ich nie jest aż tak trudne jak się wydaję. Jest ich jedynie dziesięć. Każdemu kolorowi przypisana jest jedna liczba:

Czarny: 0

Brązowy: 1

Czerwony: 2

Pomarańczowy: 3

Żółty: 4

Zielony: 5

Niebieski: 6

Fioletowy: 7

Szary: 8

Biały: 9

Do tego dochodzą jeszcze kolory potrzebne do okreslenia tolerancji i bardzo małego mnoznika:

Złoty: 0,1, tolerancja 5%

Srebrny: 0,01 tolerancja 10%

Znając podane wartości kolorów możemy bez problemów odczytać rezystancje oporników. Musimy jednak wiedzieć, że pierwszy pasek oznacza pierwsza liczbę, drugi drugą, trzeci jest mnożnikiem, a czwarty oznacza tolerancję. Pierwszy pasek jest umieszczony zawsze blisko rezystora.Przykładowo taki kod:

czerwony, czerwony, czerwony, srebrny

Oznacza 2,2Kohmy o tolerancji 10%. Natomiast taki:

czerwony, czerwony, czarny, złoty

Oznacza 22ohmy o tolerancji 5%.

Na co zwracać uwagę?

Chcąc wybrać odpowiednie rezystory do swojego układu musimy najpierw poznać ich parametry. Oczywiście przy wyborze rezystora trzeba kierować się jego wartością oporu, która jest wyrażona za pomocą kolorowego kodu paskowego. Jak rozszyfrowywać taki kod napisze już jutro, a na razie zajmijmy się pobocznymi, ale dosyć ważnymi parametrami rezystorów.

Tolerancja:

Jest to rozrzut oporu wyrażony w procentach. Przykładowo jeżeli taka tolerancja wynosi 5%, to wartość rezystancji może w trakcie pracy zwiększyć lub zmniejszyć się o te 5%. Tolerancje przedstawia ostatni pasek kodu na oporniku.

Moc znamieniowa:

To największa moc, którą wytrzyma opotnik.

Temperaturowy współczynnik rezystancji:

Współczynnik zmian wartości oporu pod wpływem zmiany temperatury. Oznaczany jest symbolem TWR.

Napięcie graniczne;

Największa wartość napięcia stałego, które może być podłączone pod rezystor.

Mrugacz pospolity

Multiwibrator astabilny to bardzo popularny generator nie mającyu satnów stabilnych. Pozwala on uzyskac przebieg prostokątny. TYpowy multiwibrator składa się z dwóch tranzystorów połączonych pętlą dodatniego sprężenia zwrotnego. Do budowy takiego generatora wystarczą dwie pary takich samych rezystorów, dwa kondensatory i dwa tranzystory. Na wyjściu takiego układu raz będzie się pojawiało napięcie, a po chwili znikało i przechodziło na drugie wyjście. Ukłąd taki idealnie nadaje się do prostych mrugaczy na diodach LED.Przy montowaniu układu pamiętaj o spełnieniu tych zależności:

Rb2/Hfe

Rb1/Hfe
Działanie genaratora

Tranzystor drugi jest nasycony, a kondensator drugi naładowany. Rozładowuje się on w obwodzie kolektor - emiter tranzystora drugiego poprzez rezystor. Tranzystor pierwszy jest zatkany. Ładuję sie natomiast pierwszy kondensator w obwodzie emiter - baza tranzystora, który przewodzi. Z powodów różnic w wartościach rezystorów kondensatory rozładowują się i ładują w nierównych odstępach czasu.Rozładowanie jednego kondensatora powoduje zmianę stanu na przewodzenie w danym tranzystorze.

Ciężko wytłumaczyć działanie tego układu, dlatego w następnym wpisie umieszczę jego schemat i spróbuje jakoś jaśniej to opisać.

Porządek musi być

Nie wiem jak Wy, ale ja nigdy nie dbałem o porządek. Robiąc jakiś układ po pewnym czasie moje biurko zasypywało się stertą części elektronicznych, kabli i narzędzi różnego rodzaju. W takim bałaganie dosyć ciężko było coś znaleźć. Szczególnie, że niektóre elementy w dziwnym zbiegu okoliczności spadały gdzieś na ziemie. Kiedy już musiałem zrobić zrobić przy tym biurku coś innego, oczywiście nie segregowałem elementów czy kabli. Wszystko wrzucałem do pudełek jak leciało. Co jak potem nie mogłem czegoś znaleźć? Wysypywałem wszystko w poszukiwaniu upragnionego rezystora o odpowiedniej oporności. Pewnego dnia się przemogłem. Kupiłem sobie bardzo fajna walizeczkę mająca jakieś dwadzieścia małych i zgrabnych przegródek i rozpocząłem segregacje. Oczywiście wszystko nie zmieściło mi się do tej walizeczki. Te dosyć małe i często używane elementy wkładam do odpowiednich pudełek po zapałkach. na dzień dzisiejszy na biurku mam jak zawsze drobny bałagan, jednak dzięki segregacji ważniejszych elementów jeszcze się nie pogubiłem w tym wszystkim i znalezienie rezystora o wartości 360 ohm nie jest dla mnie wyzwaniem . Ciekawy jestem jakie Ty masz sposoby na porządek w osobistym laboratorium. Jeżeli masz choć trochę czasu, prosze Cię napisz tutaj komentarz o własnych sposobach.

Połączenia równoległe i szeregowe

Tak sobie myślę, że powinienem zmienić nazwę tematu, bo skoro przeczytałeś już cztery pierwsze części to jesteś chociaż trochę wtajemniczony. Jednak skoro już tak nazywa się kurs to nie będę go na siłę zmieniał. Dzisiaj dosyć ważny temat o połączeniach równoległych i szeregowych. Domyślasz się już o co chodzi? Zmontuj ten prosty układ jednak z małą zmianą. Do pierwszego rezystora podłącz od razu za nim drugi. Zanotuj sobie spostrzeżenia i ten sam rezystor wlutuj jakby nad ten drugi, tak aby jego pierwsza nóżka była wlutowana przed rezystorem, a druga z nim. Włącz układ i zastanów się dlaczego dioda świeci z różną mocą w tych dwóch przypadkach. Przecież za każdym razem podłączamy rezystory o tych samych wartościach, tylko w inny sposób. Właśnie, dlatego że podłączamy je w inny sposób prąd rozpływa się po układzie za każdym razem inaczej. W przypadku połączenia rezystorów szeregowo ich wartości się sumują, natomiast dużo gorzej jest w przypadku połączeń równoległych. Jest specjalny wzór na obliczanie rezystencji wypadkowej oporników podłączonych równolegle, ale jest on dość skomplikowany dlatego ja przeważnie robie to na czucie. W następnej części dowiemy się co nieco o kondensatorach i dowiemy się jak one się zachowują w przypadku różnych typów połączeń.

Bez czego się nie obejdzie

Kiedy dopiero zaczynałem interesować się elektroniką, miałem jedynie starą lutownicę transformatorową, której grot już nie nadawał się do lutowania tak małych rzeczy. Oczywiście pierwszym krokiem w stronę budowy własnego laboratorium, było zakupienie pięknej stacji lutowniczej. Pamiętam jaki byłem wtedy zadowolony. Przy okazji tak dużego zakupu sprzedawca w promocji dałem mi dwa proste i zarazem bardzo ciekawe kity. Przyszedłem do domu zrzuciłem wszystko z biurka i ustawiłem w dogodnym miejscu swoją nową stacje lutowniczą. Trzeba było ją wypróbować, więc rozpakowałem jeden z kitów i rozpocząłem składanie. Lutowało się świetnie, ale stwierdziłem, że bardzo przydałaby mi się w pracowni mała pienceta. Wiadomo niektóre elementy ciężko włożyć, a takie chude nóżki bardzo by pomogły. No nic trzeba było sobie radzić. Wlutowałem kilka elementów i chciałem poodcinać zbędne końcówki. Oczywiście jak zwykle pod ręką nie było ucinaczek. Trochę czasu i nerwów trzeba było poświęcić na ich znalezienie, ale w końcu się udało. Lutuje sobie z radością dalej i przychodzi czas na połączenie kabelkami. Czym by je tu odizolować? Po długim czasie poszukiwań odpowiedniego przyrządu zrobiłem to zębami. Po tym montażu postanowiłem, że przy następnej wizycie w sklepie kupie te niby mało znaczące narzędzia. Tak mała rada ode mnie, jeżeli nie chcesz się męczyć przy budowaniu pierwszych układów, oprócz lutownicy i cyny kup również:
-piencete
-odsysacz do cyny
-zestaw różnego rodzaju szczypczyków
-sprytne narzędzie do odizolowywania kabelków poprzez jedno naciśnięcie

I znowu trudne wybory

Kiedy już przebrniemy przez teorie elektroniki analogowej, przychodzi czas na coś więcej. Mnogość opisywania układów z wykorzystaniem mikrokontrolerów w czasopismach i książkach elektronicznych, jest tak duża, że prędzej czy później zapragniemy tworzyć takie układy. Na wstępie trzeba dowiedzieć się trochę, a to trochę w świecie elektroniki to bardzo dużo, o samych mikrokontrolerach i ich działaniu. Jak już poznamy trochę cyfrową część elektroniki, następuje moment, w którym musimy wybrać najbardziej odpowiadający nam procesor do programowania. Niby można uczyć się programować układy cyfrowe z kilu popularnych rodzin, ale wiąże się to z dodatkowymi kosztami kupna lub zbudowania samemu kilku programatorów. Niestety z tego co sie dowiedziałem różne mikrokontrolery programuje się w inny sposób. Do tego do pierwszych programów potrzebne nam będzie opanowanie architektury danego układu cyfrowego. Między innymi dlatego najrozsądniejszym rozwiązaniem jest kupno programatora pod daną rodzinę mikrokontrolerów i nauka programowania w nich.

Co ja wybrałem

Ja również w pewnym momencie doszedłem do wniosku, że w dzisiejszych ?cyfrowych? czasach nauka elektroniki analogowej powinna iść w parze z nauką jej cyfrowej strony. W sumie to nie ja zadecydowałem o tym jaką rodzinę mikrokntrolerów będę programował. Dostałem w prezencie programator razem z całym ?osprzętem? do programowania mikrokontrolerów z rodziny PIC. Na początku, kiedy dopiero czytałem podstawowe informacje o układach cyfrowych , chciałem zacząć naukę od programowania AVR-ów. Dlaczego? Ponieważ jest masa książek i darmowych artykułów w internecie o ich programowaniu, budowie itp. Ja jednak zacząłem się uczyć wszystkiego co można o PIC-ach. I wiesz co? Naprawdę nie żałuje tego. Im więcej o nich czytam tym bardziej podziwiam ich zalety i cieszę się że nie wybrałem AVR-ów . Rzecz jasna jak już liznę trochę programowania PIC-ów zajmę się rodziną AVR.

Opór

Niektóre substancje świetnie radzą sobie z przewodzeniem prądu innym idzie to gorzej, a jeszcze inne w ogóle nie przewodzą. Pewnie wiesz, że te pierwsze, czyli te które przewodzą, to przewodniki, a te które nie to izolatory. Między nimi występują jeszcze półprzewodniki. To co staje na drodze natężeniu w różnych substancjach to opór inaczej nazywany rezystancją. Jego jednostką jest ohm, a oznacza się go grecką literą omega. Najczęściej w elektronice spotkasz sie z dużymi wartościami rezystencji, takimi jak kilo, czym mega. Niedawno poznaliśmy prawo Ohma, więc nie ma potrzeby rozwodzić się więcej o rezystencji.

Bateria i jej opór wewnętrzny

Chcesz coś popsuć? Jeżeli tak to weź zwykła diodę LED i najtańszą baterie 9V. We wszystkich układach jakie do tej pory robiłeś LED nie łączyła się bezpośrednio do baterii tylko poprzez rezystor. Przyczynę takiego łączenia diody poznałeś przy omawianiu prawa Ohma. Bez rezystora prąd płynący przez diodę byłby tak duży, że świeciłaby ona bardzo mocno. Włóż teraz przygotowaną diodę bezpośrednio do baterii. I co? Okazuję się, że wcale nie świeci tak mocno. Wygląda tak jakby była podłączona do jakiegoś rezystora. Dzieję się tak, dlatego że każda bateria posiada własną rezystancje wewnętrzną. Tak jakby w jej wnętrzu wbudowany byłby rezystor o danej wartości. Wartość takiego rezystora zależy od wielkości baterii. Generalnie im większa bateria, tym mniejsza jest ta wartość.

Uwaga: Przy tym doświadczeniu uważaj na mocno nagrzewające się nóżki diody. Można się naprawdę poparzyć. Uwierz mi na słowo .

Gwiazdki. ramiona, choinki świetlne

Już pod koniec listopada na wystawach sklepowych pojawią się ogromne ilości pięknych świecących układów. Czy wykonanie takich cudeniek na diodach LED może sprawić problem? Oczywiście, że nie takie układy można zmontować używając dwóch bardzo popularnych i tanich układów scalonych. Mowa o LM401 i NE555. Ten pierwszy zmienia stan wysoki na kolejne nóżki, kiedy zostanie zresetowany, czyli kiedy na jego nóżce zostanie podane napięcie, a potem odłączone i znowu podane i tak dalej. NE55 to najsłynniejszy timer. Może on działać w dwóch podstawowych układach. Jako multiwibrator astabilny i monostabilny. Do złożenia świecidełek będzie nam on potrzebny w układzie astabilnym. Nie mam zamiaru opisywać tutaj działania tego układu. Powiem jedynie, że co określony czas przewodzi napięcie przez jedną z nóżek, a potem nie i tak w kółko. Podłączony do tej nóżki nasz LM401 resetuje się przez ten określony czas ustawiając stan wysoki na kolejnych nóżkach układu. Teraz wystarczy podłączyć tranzystor i kilka lampek LED i ułożyć je w jakiś znak. Jak już święta będą za pasem podam kilka schematów takich właśnie układów .