Создание домашней лаборатории

Чтобы построить схемы, описанные в этом томе, вам понадобится небольшая рабочая зона, а также несколько инструментов и критически важных материалов. В этом разделе описывается устройство лаборатории бытовой электроники.

Рабочая область

Рабочая зона должна состоять из большого верстака, стола или стола (желательно деревянного) для выполнения сборки схем, с бытовой электросетью (120 вольт переменного тока), легко доступной для питания паяльного оборудования, источников питания и любого испытательного оборудования. Недорогие столы, предназначенные для использования за компьютером, отлично подходят для этой цели. Избегайте использования стола с металлической поверхностью, поскольку электрическая проводимость металлической поверхности создает опасность поражения электрическим током и весьма явную возможность непреднамеренного «короткого замыкания», возникающего из-за соприкосновения компонентов схемы с металлической поверхностью стола. Следует избегать использования виниловых и пластиковых поверхностей скамейки из-за их способности генерировать и накапливать большие статические электрические заряды, которые могут повредить чувствительные электронные компоненты. Кроме того, эти материалы легко плавятся при воздействии горячего паяльника и капель расплавленного припоя.

Если у вас нет верстака с деревянной поверхностью, вы можете превратить в него любой стол или письменный стол, положив сверху кусок фанеры. Если у вас есть достаточный опыт работы с инструментами для обработки дерева, вы можете построить свой собственный стол из фанеры и досок 2х4.

Рабочая зона должна быть хорошо освещенной и комфортной. У меня есть небольшой радиоприемник, установленный на моем собственном рабочем столе, чтобы я мог слушать музыку или новости во время экспериментов. На моем собственном верстаке есть розетка для удлинителя и узел переключателя, смонтированный на нижней стороне, к которому я подключаю все устройства на 120 вольт. Удобно иметь один переключатель для отключения всех мощность при случайном коротком замыкании!

Инструменты

Для базовой работы с электроникой требуется несколько инструментов. Большинство этих инструментов недороги и их легко достать. Если вы хотите, чтобы стоимость была как можно ниже, вы можете поискать их в комиссионных магазинах и ломбардах, прежде чем покупать новые. Как вы можете видеть по фотографиям, некоторые из моих собственных инструментов довольно старые, но, тем не менее, работают хорошо.

В первую очередь в вашей коллекции инструментов - мультиметр. Это электрический прибор, предназначенный для измерения напряжения, тока, сопротивления, а также часто других переменных. Мультиметры производятся как цифровыми и аналог форма. Цифровой мультиметр предпочтительнее для точной работы, но аналоговые измерители также полезны для получения интуитивного понимания чувствительности прибора и диапазона. Мой собственный цифровой мультиметр - Fluke модель 27, купленный в 1987 г .:

Цифровой мультиметр

Большинство продаваемых сегодня аналоговых мультиметров довольно дешевы и не обязательно являются прецизионными измерительными приборами. Я рекомендую иметь в своей коллекции инструментов как цифровые, так и аналоговые измерители, тратить как можно меньше денег на аналоговый мультиметр и инвестировать в качественный цифровой мультиметр (я настоятельно рекомендую бренд Fluke).

======================================

Испытательный прибор, который я считаю незаменимым в моей домашней работе, - это чувствительный детектор напряжения . , или чувствительный детектор звука , описанный в почти идентичных экспериментах в двух главах этого тома книги. Это не что иное, как чувствительный набор аудионаушников, оснащенных аттенюатором (регулятором громкости) и ограничивающими диодами для ограничения интенсивности звука от сильных сигналов. Его назначение - звуковой сигнал о наличии сигналов напряжения низкой интенсивности, постоянного или переменного тока. В отсутствие осциллографа это очень ценный инструмент, поскольку он позволяет слушать к электронному сигналу и тем самым определят его природу. Немногие инструменты вызывают такое интуитивное понимание частоты и амплитуды! Я цитирую его использование во многих экспериментах, показанных в этом томе, поэтому настоятельно рекомендую вам создать свой собственный. Во-вторых, только для мультиметра, это самая полезная часть испытательного оборудования в коллекции экспериментатора бюджетной электроники.

Чувствительный детектор напряжения / звука

Как видите, я построил свой детектор из лома (бытовой электрический выключатель / розетка для корпуса, отрезок коричневого шнура лампы для тестовых проводов). Даже некоторые внутренние компоненты были утилизированы (понижающий трансформатор и гнездо для наушников были взяты от старой магнитолы, купленной в нерабочем состоянии в комиссионном магазине). Вся вещь, включая наушники, купленные из вторых рук, стоила не более 15 долларов. Конечно, можно было бы гораздо внимательнее подходить к выбору конструкционных материалов (металлический корпус, экранированный кабель измерительного щупа), но это, вероятно, не улучшило бы его характеристики значительно.

Самым важным компонентом в отношении чувствительности детектора является сборка наушников:вообще говоря, чем выше рейтинг наушников в дБ, тем лучше они будут работать для этой цели. Поскольку наушники не нужно модифицировать для использования в цепи детектора и их можно отключать от нее, вы можете оправдать покупку более дорогих высококачественных наушников, используя их как часть домашней развлекательной (аудио / видео) системы. .

======================================

Также необходима макетная плата без пайки . , иногда называемый макетной платой или прототип платы . Это устройство позволяет быстро соединять электронные компоненты друг с другом без необходимости пайки клемм и проводов компонентов.

Макетная плата без пайки

======================================

При работе с проводом вам понадобится инструмент, чтобы «снять» пластиковую изоляцию с концов, чтобы обнажить оголенный медный металл. Этот инструмент называется устройством для зачистки проводов . , и это плоскогубцы особой формы с несколькими отверстиями с острыми кромками в области губок, размер которых идеально подходит для прорезания пластиковой изоляции, а не меди, для проводов различных размеров или калибра . Здесь показаны клещи для зачистки проводов двух разных размеров:

Клещи для зачистки проводов

======================================

Для быстрого временного подключения некоторых электронных компонентов вам потребуются перемычки . с маленькими зажимами «пасть аллигатора» на каждом конце. Их можно купить целиком или собрать из зажимов и проводов.

Провода перемычки (продаются Radio Shack)

Провода перемычки (самодельные)

Самодельные перемычки с большими неизолированными (голыми металлическими) зажимами типа «крокодил» можно использовать при условии соблюдения осторожности, чтобы избежать любого непреднамеренного контакта между неизолированными зажимами и любыми другими проводами или компонентами. Для использования в переполненных макетных схемах очень предпочтительны перемычки с изолированными (покрытыми резиной) зажимами, например, перемычка, показанная в Radio Shack.

======================================

Плоскогубцы предназначены для захвата мелких предметов и особенно полезны для проталкивания проводов в устойчивые отверстия на макетной плате.

Плоскогубцы

======================================

Ни один набор инструментов не будет полным без отверток, и я рекомендую дополнительную пару (3/16 дюйма с прорезью и Phillips №2) в качестве отправной точки для вашей коллекции. Позже вам будет полезно приобрести набор ювелирных отверток . для работы с очень маленькими винтами и регулировочными головками.

Отвертки

======================================

Для проектов, связанных со сборкой или ремонтом печатных плат, незаменимыми инструментами являются небольшой паяльник и катушка с канифольным припоем. Я рекомендую паяльник на 25 Вт, не больше для работы с печатными платами, и самый тонкий припой, который вы можете найти. Не используйте припой «кислотный сердечник»! Кислотно-стержневой припой предназначен для пайки медных трубок (водопровода), где небольшое количество кислоты помогает очистить медь от поверхностных примесей и обеспечить более прочное соединение. Если использовать для электромонтажных работ, остаточная кислота вызовет коррозию проводов. Также следует избегать припоя, содержащего металлический свинец . , отдав предпочтение припою из сплава серебра. Если вы еще не носите очки, настоятельно рекомендуется надеть защитные очки во время пайки, чтобы предотвратить случайное попадание кусочков расплавленного припоя в глаз, если во время процесса пайки провод выйдет из стыка и куски припоя швырнут на вас.

Паяльник и припой («канифольный стержень»)

======================================

Проекты, требующие соединения больших проводов пайкой, потребуют более мощного источника тепла, чем паяльник на 25 Вт. Паяльник пистолет это практичный вариант.

Паяльник

======================================

Ножи, как и отвертки, являются незаменимыми инструментами для любых работ. В целях безопасности я рекомендую универсальный нож с убирающимся лезвием. Эти ножи также выгодно иметь возможность установки сменных лезвий.

Универсальный нож

======================================

Плоскогубцы, отличные от острогубцев, полезны для сборки и разборки шасси электронных устройств. Я рекомендую два типа: скользящее соединение и регулируемый шарнир («Блокировка канала»).

Плоскогубцы для скользящих шарниров

Плоскогубцы с регулируемым шарниром

======================================

Сверление может потребоваться при сборке больших проектов. Хотя электрические дрели работают хорошо, я обнаружил, что простая ручная дрель отлично справляется с сверлением пластика, дерева и большинства металлов. Он, безусловно, безопаснее и тише, чем дрель, и стоит немного дешевле.

Ручная дрель

Судя по износу моей дрели, я часто использую ее дома!

======================================

Для некоторых экспериментов потребуется источник сигналов напряжения звуковой частоты. Обычно этот тип сигнала генерируется в лаборатории электроники устройством, называемым генератором сигналов . или генератор функций . Хотя создание такого устройства не невозможно (и не сложно!), Оно часто требует использования осциллографа для точной настройки, а осциллографы обычно выходят за рамки бюджета домашнего экспериментатора. Относительно недорогая альтернатива коммерческому генератору сигналов - электронная клавиатура . музыкального типа. Вам не нужно быть музыкантом, чтобы управлять одним из них с целью генерации аудиосигнала (просто нажмите любую кнопку на доске!), И они могут быть легко приобретены в магазинах подержанных автомобилей по значительно меньшей цене, чем новая. Электронный сигнал, генерируемый клавиатурой, передается в вашу схему через кабель наушников, подключенный к разъему для наушников. Более подробную информацию об использовании «Музыкальной клавиатуры в качестве генератора сигналов» можно найти в эксперименте с таким названием в главе 4 (AC).

Расходные материалы

Проволока, используемая в беспаечных макетах, должна быть сплошной медью 22-го калибра. Катушки этого провода доступны в магазинах электроники и некоторых строительных магазинах с изоляцией разных цветов. Цвет изоляции не влияет на характеристики провода, но разные цвета иногда используются для «цветовой кодировки» функций проводов в сложной цепи.

Катушка из сплошной медной проволоки 22 калибра

Обратите внимание, как последние 1/4 дюйма или около того медного провода, выходящего из катушки, были «сняты» с пластиковой изоляции.

======================================

Альтернативой конструкции макетной схемы без пайки является накрутка проводов , где сплошной медный провод 30-го калибра (очень тонкий!) плотно наматывается на клеммы компонентов, вставленных через отверстия в стекловолоконной плате. Пайка не требуется, а сделанные соединения, по крайней мере, так же долговечны, как паяные, а может, и больше. Для обмотки проволоки требуется катушка с этой очень тонкой проволокой и специальный инструмент для намотки, самый простой вид которого напоминает небольшую отвертку.

Wire-wrap Wire and Wrapping Tool

======================================

Большой провод (калибр 14 и больше) может потребоваться для построения цепей, по которым протекает значительный ток. Хотя электрический провод практически любого калибра можно купить на катушках, я нашел очень недорогой источник многожильного (гибкого) медного провода, доступный в любом хозяйственном магазине:дешевые удлинители. Обычно состоящие из трех проводов белого, черного и зеленого цветов, удлинители часто продаются по ценам ниже розничной стоимости одного составляющего провода. Особенно это актуально, если шнур куплен на распродаже! Кроме того, удлинитель предоставляет вам пару 120-вольтных разъемов:вилку (вилку) и розетку (розетка), которые можно использовать для проектов с питанием от 120 вольт.

Удлинитель в упаковке

Чтобы извлечь провода, осторожно срежьте внешний слой пластиковой изоляции канцелярским ножом. По мере практики вы можете обнаружить, что можете снять внешнюю изоляцию, сделав в ней короткий разрез на одном конце кабеля, затем взявшись за провода одной рукой, а изоляцию другой, и потянув их в стороны. Это, конечно, намного предпочтительнее, чем разрезание изоляции по всей длине ножом, как в целях безопасности, так и во избежание порезов изоляции отдельных проводов.

======================================

В процессе построения множества схем вы накопите большое количество мелких компонентов. Один из способов организовать эти компоненты - хранить их в пластиковой коробке-органайзере, наподобие той, которая используется для рыболовных снастей.

Блок компонентов

На этом виде одного из моих блоков компонентов вы можете увидеть множество резисторов на 1/8 Вт, транзисторов, диодов и даже несколько 8-контактных интегральных схем («микросхем»). Этикетки для каждого отделения были сделаны перманентным чернильным маркером.