Познание основ электроники начинается с понимания принципов работы электронных устройств, работа которых опирается на взаимодействии электромагнитных полей и свободных электрических зарядов. Получить и закрепить теоретические знания помогут электронные самоделки своими руками.Создание простых электронных устройств не только развивает технические навыки, но и приносит огромное удовольствие.
Для создания электронных самодельных устройств не требуется больших материальных и финансовых вложений. Они могут быть реализованы в домашних условиях, так как увлечение электроникой и работы, связанные с ней, по большей части можно назвать «чистыми». Однако если относиться к электронике легкомысленно и не соблюдать меры предосторожности, то неизбежно последует расплата в виде нанесение серьезного вреда организму.
Функционирование любого электронного элемента невозможна без тока и разности потенциалов, то есть напряжения. Поэтому при работе с резисторами, конденсаторами, индуктивностями и прочим понимание законов Ома и Кирхгофа является одним из основных требований.
Лучший способ учиться — это практика, тогда лучше начинать с простых проектов, которые помогут закрепить имеющиеся знания. Не отступайтесь от экспериментирования, результаты которого можно применить при создание уже конкретных устройств.
Содержание
- Усилитель низкой частоты
- Электронные самоделки — микрофонный усилитель
- Коротковолновый передатчик
- Электронный отпугиватель птиц
- Электронные самоделки — схемы управления освещением
- Электронное реле
- Электронные самоделки — регулятор мощности паяльника
- Неисправный конденсатор
- Электронные самоделки — травление плат
- Заключение
Усилитель низкой частоты
Собирать устройство с массой транзисторов, резисторов, конденсаторов и так далее мало кого привлекает. В этом случае лучше использовать специальные микросхемы.
Однако неплохой усилитель низкой частоты (УНЧ) может быть собран с использованием лишь одного транзистора. Таким транзистором может быть германиевый П210А с военной приемкой (ромбик на его корпусе).
Задача усилителя состоит в том, чтобы динамик хорошо воспроизводил звуки от маломощного источника сигнала. Многим знакома классическая схема УНЧ класса А на одном кремниевом транзисторе с резистором смещения.
Этот резистор помогает путем подачи напряжения 0,6 — 0,7 В открыть р-n переход транзистора. При отсутствии этого резистора звучание будет хриплым.
При подаче напряжения смещения ток протекает по приоткрытому транзистору и уменьшает ступеньку, из-за которой звук хриплый. Такие устройства относятся к неэкономичным, но их качество звучания существенно повышается.
Транзистор П210А относится к германиевым средней мощности. В отличие от транзисторов малой мощности, он значительно реже выходит из строя, поэтому эксперименты будут удачными.
В отличие от классической схемы устройства, усилитель на П210А воспроизводит чистый звук без резистора смещения от одной пальчиковой батарейки 1,5 В с током потребления 2,5 мА.
Конечно, громкость звучания может быть недостаточной, но для прослушивания музыки и человеческой речи вполне приемлема. Если в этой схеме вместо германиевого транзистора использовать кремниевый, то усилитель отказывается работать.
Если через транзистор протекает ток не нулевого значения (2,5 А), то не может быть речи о том, что транзистор не находится в режиме усиления гармонических колебаний.
В кремниевом транзисторе без смещения из-за малого входного сигнала он не усиливается. Когда же его напряжение превысит 0,7 В на переходе база-эмиттер, то в этот момент эта амплитуда сигнала усиливается и в динамике слышны хрипы.
В случае с германиевым транзистором присутствует не нулевой ток покоя I0 без всякого смещения и через транзистор протекает ток 2,5 мА. По сути I0 создает рабочую точку, когда любой гармоничный сигнал нормально усиливается без каких-либо искажений.
Германиевые транзисторы существенно отличаются от кремниевых по своим оригинальным свойствам. Так, например, с увеличением напряжения питания до 12 В ток возрастает незначительно и может быть 3, 5 А, то есть не изменяются параметры усиления одно транзисторного УНЧ. Транзисторы П210А в то же время представляют «перевертыши» по отношению к питанию, то есть если перепутана полярность включения транзистора.
При неправильно включенном питании УНЧ будет также работать, лишь с уменьшенным током и громкостью, а транзистор не выйдет из строя. В тоже время, германиевые транзисторы лучше работают с высокоомной нагрузкой. Поэтому если в усилителе подключить вместо низкоомного динамика высокоомную нагрузку (головные телефоны, выходной звуковой трансформатор), то можно подключать к усилителю мощные динамики с достаточно низким сопротивлением.
С помощью увеличения входного сигнала громкость выходного сигнала существенно не возрастает. При чрезмерно высоком сигнале усилитель начинает «захлебываться», так как с увеличением напряжения входного сигнала ток начинает падать по причине отсутствия его стабилизации.
Отсюда можно сделать вывод об уникальности такого усилителя, который легко собрать в домашних условиях.
Электронные самоделки — микрофонный усилитель
Устройство представляет собой простую схему из трех транзисторов с минимальным количеством элементов обвязки. Микрофонный усилитель работает от электродинамического микрофона на высокоомную нагрузку, например, головные телефоны 1600 Ом или выходной трансформатор.
Трансформатор подключается с помощью экранированного провода. Для самостоятельной сборки и понятия как работает устройство такие схимы являются более познавательными.
Каждый из имеющихся транзисторов усиливает сигнал предыдущего. В динамическом микрофоне (катушка с магнитом) возникает переменный электрический ток низкой частоты под воздействием голоса.
Конденсатор C5 не позволяет шунтировать транзистор Т3 низким сопротивлением микрофона. Первые два транзистора являются аналогом составного транзистора с высоким коэффициентом усиления Общее смещение для всех транзисторов обеспечивается резистором R4.
Напряжение питания 9 В является оптимальным для такого усилителя, который потребляет ток 10 — 15 мА. На выходе усилителя можно подключить и низкоомный динамик, но потребляемый ток значительно увеличится.
Недостаток схемы в том, что она не термостабильна. С нагревом первого транзистора рабочая точка второго транзистора, как и третьего, смещается, и они открываются сильнее, а выходной ток увеличивается и усилитель может перейти в режим самовозбуждения.
Коэффициент усиления устройство зависит также от использования экранированных проводов. При подключении вместо микрофона ферритовой антенны, то микрофонный усилитель превращается в хорошо звучащий радиоприемник. Когда микрофон включен в базу первого транзистора, то звучание получается лучшего качества.
Коротковолновый передатчик
Устройство собирается на одном транзисторе, но его мощность достигает 1 Вт. Такой коротковолновый (КВ) работает в диапазоне, не разрешенном для радиолюбителей, поэтому, следует помнить, что с его использование могут возникнуть непредвиденные проблемы. Его же простая схема подталкивает к проведению экспериментов в области распространения радиоволн.
Хорошо работает транзистор в черном, но не в коричневом корпусе, но его надо установить на радиатор, так как он греется. Катушка диаметром 5 мм содержит 5 витков лакированного провода диаметром 0,5 — 0,7 мм. Емкость конденсатора 750 пФ.
Питание 12 В обеспечивается от компьютерного блока питания (БП). При снижении напряжения до 5 В передатчик перестает работать. Для получения мощности передатчика 1 Вт необходима хорошая антенна, подключенная через коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом, длина кабеля 75 см. Антенна и противовес, длина которых тоже по 75 см, можно изготовить также из центральной жилы кабеля.
Оплетка кабеля питания подключается к минусу источника, а центральная жила — к коллектору транзистора. Для настройки на выход передатчика надо подключить лампочку накаливания 6,3 В мощностью 1,9 Вт, антенну и противовес.
Если провод антенны и противовеса находятся на большом расстоянии, БП может выключиться, поэтому провода надо сблизить. Таким путем надо постепенно сближать провода и, когда лампочка перестанет мигать и загорится в полный накал, то в антенну поступает полная мощность передатчика и передатчик настроен.
Для проверки работы передатчика включить приемник и путем его подстройки найти частоту, на которой будет небольшое гудение приемника. Путем включения и выключения питания убедиться, что передатчик работает.
После изъятия лампочки накаливания и подключения антенны непосредственно через коаксиальный кабель к передатчику, его также надо настроить, для чего нужно использовать несложный из двух диодов и светодиода.
Медный провод от пробника длиной примерно 15 см обмотать вокруг антенны. Тогда при подаче питания загорается светодиод. Путем сближения-отдаления проводов антенны и противовеса добиться максимального свечения светодиода. ВЧ напряжение от антенны оставляет на коже белые пятна (ожоги).
Для модуляции передатчика надо подать звуковые волны на базу транзистора и общий провод. При этом присутствует ВЧ-напряжение, поэтому соединять надо через дросселя индуктивностью 150 мкГн, чтобы не сжечь, например, плеер.
Передатчик на выходе имеет несколько гармоник, поэтому путем настройки приемника надо добиться приема основной частоты.
Электронный отпугиватель птиц
Летом, когда созревает клубника, смородина, вишня, виноград и другие ягоды вездесущие воробьи, да и другие птицы не прочь полакомиться ими. Отгонять непрошеных гостей от урожая поможет электронный отпугиватель птиц. Интерес представляет простая схема на основе PIR-датчика.
PIR-датчик реагирует на тепло, исходящего, например, от животного или птицы. Когда он срабатывает, то открывается полевой транзистор IRF, по цепи протекает ток и пищалка (динамик) начинает издавать звуки.
Последовательно с PIR-датчиком включается геркон, который срабатывает при поднесении к нему магнита. Он может служить своего рода выключателем. С повышающего устройства напряжение может поступать на светодиодную лампочку, которая будет моргать.
В дежурном режиме система потребляет не более 20 мкА и ее можно поместить, например, в полиэтиленовую банку в композиции с банкой из-под пива.
По более сложной схеме можно собрать ультразвуковой отпугиватель птиц.
Электронные самоделки — схемы управления освещением
Основой таких устройств служит обычно световой датчик, который в темноте включает свет, а днем — выключает. В стандартной схеме подключенный фоторезистор образует делитель напряжения.
В светлое время суток уменьшается его сопротивление и отключается транзистор со светодиодом, имитирующим прибор освещения. Стандартная схема фотореле состоит из нескольких радиодеталей, но ее можно упростить, но ее функция останется неизменной
В темноте фоторезистор имеет очень высокое сопротивление и через него ток практически не протекает, поэтому светодиод работает. Днем фоторезистор шунтирует светодиод, и он прекращает светиться.
Ниже в упрощенном варианте представлены еще три схемы управления освещением. Первая схема содержит индикаторный светодиод, светодиод, имитирующий прибор освещения и светодиод, который выполняет роль фоторезистора. Она собрана на полевом транзисторе и питается от напряжения 3-х пальчиковых батареек.
Светодиод, подключенный к затвору транзистора, реагирует на освещенность. Полевой транзистор пропускает ток в обоих направлениях, поэтому индикаторный светодиод и светодиод, имитирующий прибор освещения можно подключать не соблюдая полярность.
На затворе транзистора возникает большой положительный потенциал и он приоткрывается. В то же время, в таком состоянии он представляет ограничительное сопротивление для индикаторного светодиода.
В зависимости от параметров транзистора протекающий ток по двум последовательно соединенным светодиодам рассчитывается так, чтобы они оба горели в темноте. При выключении светодиода, имитирующего прибор освещения, индикаторный светодиод начинает светиться тусклее
Вторая схема работает от одной пальчиковой батарейки, напряжение которой не превышает 1, 5 В. Когда фоторезистор находится в темноте, то загорается светодиод. Экономичность схемы в том, что энергия от батарейки поступает, только на светодиод, когда фоторезистор не освещен.
Максимальный ток достигает 4 мА. Она потребляет меньший ток, чем Джоуль-вор и стандартная схема, поэтому пригодна к использованию в садовых фонариках, которые могут светиться практически всю ночь.
Дроссель в схеме имеет очень малое сопротивление, поэтому, когда фоторезистор освещен, он не в состоянии проводить тока больше, чем дроссель и генерируемой им энергии не хватает для зарядки конденсатора. Тогда генерация срывается и ток схемы уменьшается.
Закрытый транзистор и не работающий светодиод потребляют от батарейки незначительный ток, ограниченный сопротивление на плюсе батарейки. В зависимости от параметров транзистора, напряжение 0,9 В может отличаться по величине.
Третья схема собирается на допотопном фоторезисторе и неоновой индикаторной лампочке. Это схема опасная, так как работает от переменного напряжения 220 В. Устройство также срабатывает, когда свет не поступает на высоковольтный фоторезистор. В темноте сопротивление фоторезистора более 10 мОм, а при освещении сопротивление падает до 200 кОм, но ток, протекающий по резистору 1 мОм не позволяет фоторезистору выходить из строя.
Электронное реле
В качестве эквивалента электромеханического реле, как правило, с успехом служит такой прибор как тиристор. В то же время, электронное реле может быть собрано и без тиристора. Его роль в состоянии выполнять обычная неоновая лампочка или тиратрон МТХ-90.
Кроме того, тиратрон можно заменить несколькими неоновыми лампочками, из которых получается тиристор с сенсорными свойствами. Если подключить сопротивление 2 мОм, как имитатор влажной среды, то схема сразу же включается и начинает работать.
«Тиристор», изготовленный из неоновых лампочек, пропускает ток в обоих направлениях, в том числе переменный напряжением 220 В. Однако с целью безопасности неоновые лампочки надо включать через ограничительное сопротивление. При таком включении напряжение между неоновыми лампочками не превышает 30 В при очень маленьком токе.
От выпрямленного напряжения устройство также будет работать. Однако следует помнить, что у неоновой лампочки также имеется анод и катод, поэтому электроды надо соединять последовательно.
Электронные самоделки — регулятор мощности паяльника
В создании электронных устройств ведущее место принадлежит надежной пайке радиодеталей. В простейшем случае она выполняется с помощью электропаяльника, который большую часть времени не используется, но остается постоянно включенным в сеть 220 В.
С перегревом паяльника обгорает его жало, припой на нем не удерживается, ухудшается качество пайки и т.д. Избавиться от этого поможет регулятор мощности паяльника, схема которого приведена ниже.
В схеме резистор R1 понижает напряжение, поступающее на транзисторы VT1 и VT2. Они играют роль элемента регулировки, который управляет тиристором VD2, то есть силовой частью. Когда устройство собрано правильно, оно в наладке не нуждается и сразу же начинает работать.
Подводимая мощность к паяльнику изменяется переменным резистором R4. Удобство в использовании достигается, если устройство располагается в подставке для паяльника.
Представленная схема рассчитана на работу с паяльником мощностью 40 Вт. При использовании с более мощным паяльником следует заменить тиристор VD1 и диод VD2 на более мощные.
Неисправный конденсатор
В радиоэлектронике наиболее надежными элементами являются конденсаторы. Особенность электролитических конденсаторов заключается в том, что с течение времени в них подсыхает электролит и они теряют часть емкости и возрастает ток утечки.
Если такой конденсатор слегка прогреть, то его емкость и внутреннее сопротивление приводятся к нормальному состоянию. Однако прогревать конденсатор нужно осторожно.
Касаясь уголком паяльника корпуса конденсатора, следует стремиться, чтобы температура не превышала 70-80 градусов. Когда корпус конденсатора остынет, он в течение непродолжительного времени еще сохраняет свои параметры, но потом возвращается в исходное состояние. Такой прием можно использовать, чтобы определить неисправный конденсатор без его выпаивания.
Наблюдая за работой электронного устройства, например, телевизора, и поочередно прогревая конденсаторы можно добиться его приемлемой работы и определить конденсатор, которому требуется замена. После чего конденсатор выпаивается и заменяется аналогичным, но исправным.
На заметку. В простейшем случае для проверки электролитических конденсаторов щупы мультиметра следует подключать в соответствии с полярностью. Короткое замыкание и низкое сопротивление утечки проверяются в режиме прозвонки
Электронные самоделки — травление плат
В радиолюбительской практике травление плат обычно осуществляется персульфатом натрия и хлорным железом, растворенном в воде. Однако неплохие результаты получаются, когда используются:
- перекись водорода — 100 г;
- лимонная кислота — 30 г;
- поваренная соль — 5 г.
В отличие от традиционных растворов, травление получается очень быстрым и процесс занимает не более 15 минут. Раствор не оставляет пятен, а стоимость его ингредиентов существенно ниже.
Заключение
Таким образом, электронные самоделки своими руками — это прекрасный способ развивать свои навыки, творить и получать удовольствие от процесса. Эта область открывает множество возможностей для творчества и самовыражения. Начинайте с простых проектов и постепенно усложняйте задачи. Не бойтесь экспериментировать и учиться на своих ошибках.
Если у вас есть вопросы или вы хотите поделиться своими начинаниями, пишите в комментариях! Не забывайте делиться своими успехами и находками с друзьями и в социальных сетях Удачи вам в ваших начинаниях!