Генрих Кардашев - Радиоэлектроника-с компьютером и паяльником

Рис. 97. Внешний вид печатной платы преобразователя

Рис. 98. Общий вид преобразователя Мастер КИТ NK131

Технические характеристики преобразователя

Входное напряжение, В… 6-12

Выходное напряжение, В… 12-30

Ток нагрузки, А… 1–1,5

Размеры печатной платы, мм… 5x55

Собрав преобразователь по прилагаемой инструкции, включаем его при различных нагрузках, измеряя напряжения и токи. Помимо описанных в инструкции отказов может случиться, что преобразователь выдает на выходе практически то же напряжение, что и на входе. Это, при правильной сборке и исправных деталях, означает, что отсутствует генерация. Поскольку использована индуктивная связь, то, чтобы добиться генерации, надо поменять местами (перепаять при выключенном питании) два вывода трансформатора (проще А и В, так как они тоньше). Эту неисправность легко имитировать и на виртуальной модели (рис. 95), где не случайно знаками «+» показаны генераторные выводы обмоток. Если выходное напряжение преобразователя не будет соответствовать требуемому, то на модели можно, изменяя параметры, установить необходимые регулировки или замены компонентов. Не забудьте укомплектовать радиатором выходной транзистор VT3 (закон (^охранения и превращения энергии и работоспособности систем применим не только к лошадям!).

Заключите преобразователь в подходящий корпус и укомплектуйте его необходимыми проводами и разъемами, например, как для «прикуривателя» автомобиля. Теперь можно подключать к нему имеющиеся устройства, не забывая о полярности. В случае, если потребуется преобразователь большей мощности, можно предварительно просмотреть на виртуальной модели вариант параллельной работы двух и более рассмотренных преобразователей на общую нагрузку.

3. ЭЛЕКТРОННЫЙ ДОМ

Нам электричество ночную тьму разбудит,

Нам электричество пахать и сеять будет,

Нам электричество заменит тяжкий труд,

Нажал на кнопку —

Чик! —

все будет тут, как тут.

3.1. Незаменимые помощники

Тестер — он и в Африке Тестер

Случай на даче

Футбольный чемпионат в самом разгаре. Смотрим по телевизору решающий матч. Переживаем за «Спартак». Явно голевой момент. И вдруг, в штрафной, исчезли все до одного спартаковцы. Что за чертовщина? Куда подевались эти красные? Кто бьет по воротам? Игра вроде продолжается, но ничего не разберешь. И тут до нас доходит: «сломался» наш старенький «Рубин». Так, значит, в изображении нет красного цвета. Конечно, причин может быть очень много, но, скорее всего, «полетел» выходной транзистор каскада видеоусилителя по этому каналу. Найти его не сложно. Вот он виновник: КТ940А. Надо бы проверить, но мы на даче… И, как всегда, на помощь приходит Мастер КИТ, а именно набор NS042.

Электронная логика

Вскрываем упаковку и знакомимся с ее содержимым. В этом наборе имеется все необходимое, для того чтобы стать обладателем очень простого и надежного тестера для проверки исправности транзисторов и определения их структуры (PNP, NPN). Это, конечно же, незаменимый помощник для начинающих радиолюбителей, который предотвратит использование заведомо неисправных транзисторов и некоторых типов диодов, а также позволит проверять и ремонтировать радиоэлектронную технику. Устройство питается постоянным напряжением 9В, максимальный ток потребления 90 мА. Размеры печатной платы: 35x43 мм.

Посмотрим принципиальную схему. Интересно: как же она работает? Поскольку собственно ремонт телевизора не самоцель, смоделируем работу этого тестера в программе EWB.

Соберем модель из логических элементов (Logic Gates) типа инверторы (NOT Gate), которых необходимо шесть штук. Буксируем их на рабочее поле и нумеруем U1-U6 (рис. 99, а).

В отличие от приложенного к набору описания мы используем условные графические обозначения в стандарте DIN, а не в ANSI (см. рис. 38, 40). Далее на рабочее поле выносим остальные компоненты: резисторы — R1, R2, R3, конденсатор — С1, батарею — Е1, светоизлучающие диоды (Light-Emitting Diode — LED) — VD1, VD2, NPN транзистор — VT1.

Рис. 99. Тестер для транзисторов Мастер КИТ NS042:

а — виртуальная модель прибора на инверторах в EWB; б — окно редактирования светодиода; в — задание неисправностей транзистора в модели; г — виртуальная модель прибора с использованием модели микросхемы; д — проверка транзистора

Редактируем номиналы компонентов согласно описанию и проводим сборку виртуальной модели.

В силу специфики моделирования в данной программе смешанных аналого-цифровых устройств нам пришлось изменить способ питания схемы, введя перемычку XY. Это приводит к тому, что в модели проверяются только транзисторы NPN типа. Ну да это не беда! Обойдемся пока этой усеченной моделью.

Для соответствия с прототипом введем нумерацию узлов входа и выхода логических элементов, она отражает номера на выводах использованной микросхемы, а также обозначения выводов транзистора.

Включаем моделирование: схема не работает. Проверяем все подряд. Вроде ошибок нет. Попробуем увеличить чувствительность светодиода. Для этого редактируем его свойства: LED Properties > Models > red LED > Edit. В появившемся окошке Turn-on current (ток включения) заменяем значение на 0.005 А (рис. 99, б).

Снова проводим моделирование и наблюдаем мигание светодиода VD2. Модель работает.

Искусственно введем неисправность, например, разорвав какое-либо соединение от одного из выводов транзистора, имитируя его перегорание. Включаем моделирование: мигание VD2 прекратилось — транзистор неисправен.

Можно также воспользоваться тем, что в программе EWB предусмотрен специальный инструментарий для имитации неисправностей компонентов. Войдя в редактирование свойств транзистора: NPN Transistors Properties (см. рис. 99, в), выбираем позицию Fault (дефект). В открывшемся окне можно задать различные типы дефектов между выводами 1-2-3: утечку (Leakage) в омах, короткое замыкание (Short) или обрыв (Open). По умолчанию здесь установлено отсутствие дефектов (None). При работе с этими случаями, возможно, придется подстроить математические параметры расчетов переходных процессов (Transient) в опции анализа (Analysis Options).

Тем, кто захочет глубже проанализировать работу схемы, можно посоветовать использование виртуального двухканального осциллоскопа (Oscilloscope). Подключая его входы к различным выводам схемы и сравнивая осциллограммы сигналов, можно сделать заключение о работе соответствующих цепей.

Следующим шагом моделирования является переход к сборке модели тестера на основе конкретной микросхемы. В данном наборе использована простейшая цифровая КМОП микросхема типа 4049. Ее выбираем в цифровых компонентах (DIGIT): цифровые микросхемы (Digital ICs), затем 4xxx Template и, наконец, 4049 (Hex INVERTER).

На рабочем поле появляется изображение корпуса IC 4049 (см. рис. 99, г). Маркировка выводов такова: VDD и VSS — соответственно «плюс» и «минус» (заземление) источника питания; I и О, снабженные номерами, соответственно входы и выходы шести инверторов; NC — отсутствие соединения (холостой вывод).

Дополнив эту микросхему компонентами и проведя необходимые соединения в соответствии с принципиальной схемой (рис. 99, а), получаем модель того же тестера в другом виде (см. рис. 99, г). Здесь, также как и в схеме на рис. 99, а, в цепи питания вводим дополнительную перемычку XY. С этой моделью проводим те же эксперименты, что и в первом случае, и убеждаемся в их идентичности.

Давненько не брал я паяльник в руки…

Поднаторев в теории, берем в руки паяльник и, в полном соответствии с приложенной к набору инструкцией и «Наукой паять», проводим сборку тестера (рис. 99, д). Подключаем батарейку и, используя зажимы «крокодил», соединяем его с выводами: транзистора, диода, резистора. Внимательно следим за соответствием выводов компонентов и прибора, а также возможными «закоротками» при из соединениях. Вначале лучше потренироваться на исправных компонентах. Все работает как часы. А вот и тот злосчастный транзистор из телевизора. Так и есть, он неисправен. Заменяем его на новый, предварительно «прозвонив» свежеиспеченным тестером.