В. Дригалкин - Как освоить радиоэлектронику с нуля. Учимся собирать конструкции любой сложности

Дригалкин В.В.

«Как освоить радиоэлектронику с нуля.

Учимся собирать конструкции любой сложности»

От автора

Дорогие читатели!

Все вы, конечно, знаете об одной из широчайших областей современной техники — электронике. Смотрите ли вы телевизор, слушаете радиоприемник или пользуетесь музыкальным центром — всюду «работает» электроника. Это она «рисует» изображение на экране телевизора и «приносит» в квартиры голос диктора, превращает запись на магнитной ленте аудиокассеты и бороздках компакт-дисков в звук.

Внимательно посмотрите вокруг, и вы увидите немало приборов, которые благодаря электронике рождаются вторично, например наручные или настольные часы. Электронные устройства в них с большой точностью отсчитывают секунды и минуты, показывая на экране время. А возьмите телефонный аппарат: в нем появилась электронная память, способная сохранять десятки номеров. Набирать их необязательно — достаточно нажать на кнопку, которой соответствует определенный номер. В фотоаппарате электронный «глаз» следит за освещенностью объекта съемки и автоматически устанавливает нужную выдержку. Даже квартирные звонки — электронные. При нажатии на кнопку возле входной двери в квартире раздаются звуки, которые имитируют пение птиц или мелодию известной песни, а иногда женский или мужской голос, который говорит: «Откройте дверь!».

В настоящее время электроника дает возможность решать задачи, которые раньше казались неразрешимыми. Она помогает человеку изучать поверхность и окружающее пространство Луны и некоторых планет, например Венеры и Марса. С помощью электроники человек может наблюдать за развитием живой клетки; за доли секунды выполнять вычисления, на которые расходовались годы; видеть в полной темноте, как днем.

Порой электроника заменяет человека в его работе: сегодня можно встретить электронного диспетчера, секретаря, экскурсовода, закройщика, переводчика. Электронику даже научили играть в шахматы! И не просто играть, а выигрывать у гроссмейстеров!

На промышленных предприятиях электроника автоматически поддерживает заданную температуру и влажность в помещениях, руководит станками и поточными линиями, выполняет сложнейшие операции. В космонавтике без электроники невозможно точно рассчитать траекторию полета корабля, поддерживать видео и телефонную связь с космонавтами, руководить полетом искусственных спутников с Земли. Электроника пришла даже школу. Уже с 6-го класса детей учат программированию, основам веб-дизайна — всему тому, что ранее казалось фантастикой…

Какую бы профессию вы ни выбрали, с электроникой будете встречаться всюду. Чем раньше вы с ней «познакомитесь», тем плотнее будет дальнейшее «сотрудничество». Сделать первый шаг к такому знакомству поможет данная книга. С ее помощью вы научитесь собирать очень простые и сложные электронные самоделки. Многие начинают работать сразу, но есть и такие, которые придется налаживать с помощью измерительного прибора. Практически все самоделки — прототипы электронных приборов, используемых в быту или на промышленных предприятиях.

Не спешите сразу строить понравившуюся самоделку, ведь у вас нет опыта и знаний. На простейших устройствах постарайтесь понять принцип построения электронных схем и их монтажа. Постепенно постигая азбуку практической электроники, вы станете радиолюбителем, который умеет не только «читать» радиосхемы, но и монтировать, а также налаживать разнообразнейшие конструкции.

Будет лучше, если вы начнете изучать электронику вместе с друзьями, организовав домашний радиокружок, возможно, вместе со взрослыми при ЖЭКе. В таком кружке смогут заниматься ребята из ближайших домов.

Надеюсь, что моя книга станет добрым практическим руководством в работе. В дополнение к ней постарайтесь взять в библиотеке другие пособия. Они дадут возможность лучше разобраться в физических процессах, происходящих в созданных вами электронных устройствах, а также найти ответы на любые возникающие вопросы. Не забывайте и про ближайшие внешкольные учреждения (если таковые еще остались), где вы сможете получить любую консультацию и практическую помощь. Итак, дерзайте!

Желаю успехов!

Глава 1

Уроки юного конструктора

Можно ли сесть за руль автомобиля, не зная, как запустить двигатель и для чего нужны педали и ручки управления?

Конечно, нет, скажете вы. Сначала надо ознакомиться с назначением каждой ручки, выучить строение автомобиля, а потом уже ездить на нем. Так и с нашими конструкциями. В них используются разнообразнейшие детали, каждая из которых выполняет свою заранее установленную функцию. Чтобы создать любое устройство, надо знать, для чего нужны детали, входящие в него, уметь проверять их, соединять между собой, налаживать созданную конструкцию.

Получить базовые знания об электрическом токе, радиодеталях и правилах создания изделий вам поможет этот раздел. Конечно, не все сведения, которые помещены в нем, будут понятны после первого прочтения. Не огорчайтесь — практика вам поможет! Главное — хорошо выучите правила безопасности работы и смелее беритесь за нее. А к этим материалам, имеющим в основном ознакомительный характер, обращайтесь при возникновении вопросов.

Представьте большой резервуар с водой, находящейся под давлением, которая в любой момент может вырваться наружу. От резервуара отходит труба с краном. Открыли кран, и вода полилась через трубу в бассейн. Если диаметр трубы маленький, скорость потока небольшая. С увеличением диаметра трубы вырастает и скорость потока. Происходит это потому, что труба с большим диаметром оказывает меньшее сопротивление напору воды, и она вытекает с более высокой скоростью.

Предположим, что резервуар с водой — это источник электрической энергии, который имеет определенное напряжение (давление воды), а труба — нагрузка, сопротивление (диаметр трубы), которое может изменяться. Тогда водный поток можно воспринять как электрический ток, который проходит через нагрузку.

Пока сопротивление нагрузки маленькое (диаметр трубы большой), через него идет значительный ток (большая скорость потока). Если же сопротивление возрастает (уменьшается диаметр трубы), электрический ток (скорость потока), наоборот, уменьшается. По такой аналогии вы, наверное, можете самостоятельно определить, как изменится ток при увеличении напряжения (повышении давления воды в резервуаре).

А теперь перейдем к единицам измерения напряжения, тока и сопротивления. Напряжение измеряют в вольтах, обозначая эту единицу буквой В (в английском варианте — V). Если вы посмотрите на этикетку, например пальчиковой батарейки, то заметите на ней надпись «1,5 В». Это значит, что напряжение батареи 1,5 В. На этикетке также есть знаки «+» и «-», чаще всего просто «+», что означает полярность выводов. Она указывает, в каком направлении будет идти ток, если к батарее подключить нагрузку, скажем, лампочку карманного фонаря.

Вы все, конечно, видели такую лампочку и знаете, что внутри стеклянного баллона в ней подвешен тонкий металлический волосок. Один его конец припаян к нарезной части лампочки, а второй — к контакту внизу. Нарезная часть и контакт — это выводы лампочки. Как только их подключают к выводам батареи, через волосок лампочки начинает течь электрический ток. Направление его будет определено — от плюсового вывода батареи к минусовому. Поскольку ток идет в одном направлении непрерывно, его называют постоянным, напряжение также — постоянным (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Подключение лампочки к батарее питания.

На рис. 1.2 показано, как данная цепь будет выглядеть на принципиальной схеме. Именно такие схемы мы научимся читать и подбирать к ним детали.

Рис. 1.2. Принципиальная схема подключения лампочки к батарейке.

Вернемся к электричеству. «А почему же не указывают полярности на гнездах сетевой розетки?» — спросите вы.

Дело в том, что сетевое напряжение переменное. Это значит, что в одном гнезде розетки напряжения плюс, в другом минус, и наоборот. Такое изменение полярности происходит 100 раз за секунду. При включении в розетку, например, настольной лампы через ее волосок потечет ток, направление которого будет изменяться столько же раз за секунду, сколько и полярность напряжения.

Силу электрического тока измеряют в амперах, обозначая эту единицу буквой А. Тем не менее на практике такой ток встречается крайне редко, поэтому используют меньшую единицу — миллиампер — тысячную частицу ампера, которую обозначают буквами мА. Существует и другая меньшая единица — микроампер (мкА), и применяется она для описания токов в микромощных электронных схемах.