Як навчиться читати електронні схеми

Для початківців електронників важливо розуміти, як працюють деталі, як їх малюють на схемі і як розібратися в схемі електричної принципової. Для цього потрібно спершу ознайомитися з принципом роботи елементів, а як читати схеми електроніки я розповім в цій статті на прикладах популярних пристроїв для початківців.

Схема настільної лампи і ліхтарика на світлодіоді

Схема – це малюнок на яких за допомогою певних символів зображуються деталі схеми, лініями – їх сполуки. При цьому, якщо лінії перетинаються – то контакту між цими провідниками немає, а якщо в місці перетину присутній точка – це вузол з’єднання декількох провідників.

Крім значків і ліній на схемі зображені буквені позначення. Всі позначення стандартизовані, в кожній країні свої стандарти, наприклад в Україні дотримуються стандарту ГОСТ 2.710-81.

Почнемо вивчення з найпростішого – схеми настільної лампи.

Схеми не завжди читають зліва направо і зверху вниз, краще йти від джерела живлення. Що ми можемо дізнатися з схеми, подивіться в праву її частину. ~ – значить харчування змінним струмом.

Поруч написано «220» – напругою в 220 В. X1 і X2 – передбачається підключення в розетку за допомогою вилки. SW1 – так зображується ключ, тумблер або кнопка в розімкнутому стані. L – умовне зображення лампочки розжарювання.

Короткі висновки:

На схемі зображено пристрій, який підключається до мережі 220 В змінного струму за допомогою вилки в розетку або інших рознімних з’єднань. Є можливість відключення за допомогою перемикача або кнопки. Потрібно для харчування лампи розжарювання.

З першого погляду здається очевидним, але фахівець повинен вміти зробити такі висновки дивлячись на схему без пояснень, це вміння дасть можливість виносити діагноз несправності і усувати її або ж збирати пристрої з нуля.

Перейдемо до наступної схеми. Це ліхтарик з живленням від батарейки, в якості випромінювача в ньому встановлений світлодіод.

Погляньте на схему, можливо, ви побачите нові для себе зображення. Справа зображений джерело живлення, так виглядає батарейка або акумулятор, довгий висновок це плюс інша назва – Катод, короткий – мінус або Анод. У світлодіода до анода (трикутна частина позначення) підключається плюс, а до катода (на УДО виглядає як смужка) – мінус.

Це потрібно запам’ятати, що у джерел живлення і споживачів назви електродів навпаки. Дві виходять від світлодіода стрілки дають вам зрозуміти, що цей прилад випромінює світло, якби стрілки навпаки вказували на нього – це був би фотоприймач. Діоди мають буквене позначення VDx, де х- порядковий номер.

важливо:

Нумерація деталей на схемах йде стовпцями зверху вниз, зліва направо.

Резистор – це опір. Перетворює електричний струм в тепло, перешкоджаю його руху, виглядає як прямокутник, зазвичай на схемах має літерне позначення «R».


Як читати електронні схеми: збільшуємо рівень складності

Коли ви вже розібралися з базовим набором елементів, пора ознайомиться з більш складними схемами, давайте розглянемо схему трансформаторного блоку живлення.

Головним засобом перетворювача на схемі є трансформатор TV1, це новий для вас елемент. Пропоную розглянути ряд подібних виробів.

Трансформатори використовуються повсюдно, або в мережевому (50 гц), або в імпульсному (десятки кГц) виконанні. Котушки індуктивності використовуються в генераторах, радіопередавальних пристроях, фільтрах частот, що згладжують і стабілізуючих приладах. Вона виглядає наступним чином.

Другий незнайомий елемент на схемі – це конденсатор, тут використовується для згладжування пульсацій випрямленої напруги. Взагалі основна його функція – це накопичувати енергію в якості заряду на його обкладках. Зображується наступним чином.

У центрі схемі зображено бруківці діодний випрямляч.

Якщо до схеми додати вузол стабілізації, побудований за схемою параметричного стабілізатора, напруга блоку живлення буде стабілізовано. При цьому тільки від підвищення напруги живлення, при просадках нижче, ніж Uстабілізаціі напруга буде пульсуючому в такт з осіданням. VD1 – це стабілітрон, вони включаються в зворотному зміщенні (катодом до точки з позитивним потенціалом). Розрізняються по величині струму стабілізації (Iстаб) і напруги стабілізації (Uстаб).

Короткі підсумки:

Що ми можемо зрозуміти з цієї схеми? Те, що блок живлення складається з трансформатора, випрямляча і фільтра, що згладжує на конденсаторі. Підключається первинної стороною (входом) до мережі змінного струму з напругою 220 Вольт. На його виході має два рознімних з’єднання – «+» і «-» і напруга 12 В, нестабілізорванное.

Давайте перейдемо ще більш складними схемами і познайомимося з іншими елементами електричних ланцюгів.

Як читати схеми з транзисторами?

Транзистори – це керовані ключі, ви можете закрити їх і відкрити, а якщо потрібно відкрити в повному обсязі. Дані властивості дозволяють їх застосовувати, як в ключовому, так і лінійному режимах, що дозволяє їх використовувати в величезному спектрі схемних рішень.

Давайте розглянемо популярну серед новачків схему – симетричний мультивібратор. Це по суті генератор, який на своїх виходах видає симетричні імпульси. Може застосовуватися, як основа для простих мигалок, як джерело частоти для пищалки, як генератор для імпульсного перетворювача і в багатьох інших ланцюгах.

Пройдемося по знайомих деталей зверху вниз. Вгорі ми бачимо 4 резистора, середні два – времязадающіе, а крайні – задають струм резистора, також впливають на характер вихідних імпульсів.

Далі HL – це світлодіоди, а нижче два електроліту – це полярні конденсатори, коли будете їх монтувати залишайтеся уважні – неправильне підключення електролітичного конденсатора загрожує виходом його з ладу аж до вибуху з виділенням тепла.

цікаво:

На графічному позначенні електролітичного конденсатора завжди позначається «позитивна» обкладка конденсатора, а на справжніх елементах – найчастіше є позначка негативною ніжки, не переплутайте!

VT1-VT2 – це нові для вас елементи, таким чином обізнаються біполярні транзистори зворотного провідності (NPN), нижче вказана модель транзистора – «КТ315». У них зазвичай 3 ніжки:

1. База.

2. Емітер.

3. Колектор.

При цьому на корпусі їх призначення не вказується. Щоб визначити призначення висновків, потрібно скористатися одним з пошукових запитів:

1. «Назва елемента» – цоколевка.

2. «Назва елемента» – терморегулятори.

3. «Назва елемента» datsheet.

Це справедливо, як для радіоламп, так і для сучасних мікросхем. Запити мають майже однаковий зміст. Ось таким чином я знайшов цоколевку транзистора КТ315.

На зображенні з терморегулятори має бути чітко видно: з якого боку вважати ніжки, де знаходиться ключ, зріз або мітка, щоб ви правильно визначили необхідний висновок.

цікаво:

У біполярних транзисторів стрілка на емітер позначається напрям протікання струму (від плюса до мінуса), якщо стрілка ВІД бази – це транзистор зворотного провідності (NPN), а якщо К базі то прямий провідності (PNP), часто ви можете замінити всі NPN транзистори на PNP , як в схемі мультивібратора, тоді потрібно буде і поміняти полярність джерела живлення (плюс і мінус місцями) адже, повторюся, стрілка на емітер вказує напрямок протікання струму.

На наведеній схемі позитивний контакт джерела живлення підключений до верхньої частини схеми, а негативний до нижньої. Так і на транзисторі стрілка вказує над-вниз – у напрямку протікання струму!

В елементах з великою кількістю ніг має значення куди підключати, так само, як і в діодах і світлодіодах, якщо ви переплутаєте ніжки – в кращому випадку схема не запрацює, а в гіршому – вб’єте деталі.

Що ми змогли дізнатися, прочитавши схему мультивібратора:

У цій схемі використовуються транзистори і електролітичні конденсатори, харчується вона напругою в 9 В (хоча може і більше, і менше, наприклад 12 В не зашкодять схемою, як і 5 В).

Стало ясно про спосіб з’єднання деталей і включення транзисторів. А також про те, що схема являє собою прилад, що працює на принципі автогенератора заснованого на процесі перезарядження транзисторів, яке викликане поперемінним відкриттям і закриттям транзисторів кожного по черзі, коли перший відкритий, другий закритий.

Простеживши шляху протікання струму (від плюса до мінуса) і використавши знання про те, як працює біполярний транзистор ми робимо висновки про характер роботи.

Тиристори – напівкерованих ключі, вчимося читати схеми

Давайте розглянемо схему з не менш важливим і поширеним елементом – тиристором. Я вибрав слово «напівкерованих» тому що, на відміну від транзистора, ви можете тільки відкрити його, ток в ньому перерветься або при перериванні живлення, або при зміні полярності прикладеної до нього напруги. Відкривається за допомогою подачі на керуючий електрод напруги.

Сімістори – містять два тиристора з’єднаних зустрічно-паралельно. Таким чином, одним компонентом можна комутувати змінний струм, при проходженні верхньої частини (позитивної) напівхвилі синусоїди, за умови наявності сигналу на керуючому, електроді відкриється один з внутрішніх тиристорів. Коли полуволна змінить свій знак на негативний – він закриється і в роботу вступить другий тиристор.

Діністори – різновид тиристора, без керуючого електрода, а відкриваються вони, подібно до стабілітрона, щодо подолання певного рівня напруги. Часто використовуються в імпульсних блоках харчування, як пороговий елемент для запуску автогенераторів і в пристроях для регулювання напруги.

Ось так, власне це виглядає на схемі.

Уважно дивимося на підключення. Схема призначена для підключення до мережі змінного струму, наприклад 220 В, в розрив одного з живильних проводів, наприклад фазного (L). Симистор VS1 – основний силовий елемент ланцюга, справа внизу дана його терморегулятори з даташіта, 3 висновок – керуючий. На нього через двонаправлений динистор VD1 моделі DB3 розрахований на напругу включення близько 30 вольт, подається керуючий сигнал.

Так як всі напівпровідникові прилади в цій конкретній схемі двонаправлені, регулювання здійснюється по обидва півхвилю синусоїди. Динистор відкривається, коли на конденсаторі C1 з’являється необхідної величини потенціал (напруга), а швидкість його заряду, отже, момент відкриття ключів, задається RC ланцюгом, що складається з R1, змінного резистора (потенціометра) R2 і С1.

Ця проста схем має величезне значення і прикладне застосування.

висновки

Завдяки вмінню читати схеми електричні принципові, ви можете визначити:

1. Що робить цей пристрій, для чого воно призначене.

2. При ремонті – номінал вийшла з ладу деталі.

3. Чим живити цей пристрій, яким напругою і родом струму.

4. Приблизну потужність електронного пристрою, виходячи з номіналів компонентів силових ланцюгів.

Важливо не тільки знати умовні графічні позначення елементів, але і принцип їх роботи. Справа в тому, то не завжди ті чи інші деталі можуть використовуватися в звичній ролі. Але в межах сьогоднішньої статті розглянути всі поширені елементи досить складно, так як це займе дуже великий обсяг.

Смотртіте також до на сайті: Керівництво по Ардуіно для початківців – підключення, програмування і управління

Олексій Бартош

Ссылка на основную публикацию