Podstawy elektroniki i arduino - Kurs praktyczny - #1

• Wstęp
• Podstawowy warsztat elektronika
• Źródło prądu
• Multimetr
• Płytka stykowa i kable
• Niezbędnik: lutownica, "trzecia ręka", lupa, mikroskop, narzędzia.

W tym kursie będziecie więcej skręcać, lutować, mierzyć, badać i konstruować, niż zaczytywać się jeno suchą teorią książkową. Postaram się tak przekazać wiedzę abstrakcyjną, teoretyczną, aby była ona "widoczna jak na dłoni", wyjaśniona w tym co będziemy robić.

Oto w jakie komponenty dobrze jest wyposażyć swój elektroniczny warsztat na samym początku:

1. Źródło prądu stałego 5-25V.

Prąd elektryczny, jak wszystko w tym świecie, jest związany z przetwarzaniem, sterowaniem i dystrybucją energii, dlatego potrzebujemy jakiegoś źródła energii tym razem elektrycznej. W naszych pracach będziemy używać niskonapięciowych - a więc bezpiecznych dla zdrowia - źródeł prądu stałego o napięciu wyjściowym ok. 5-9V. Może to być bateryjka 9 lub 6V(rys.1), albo obojętnie jaki zasilacz (rys.2), którego napięcie wyjściowe mieści się w granicach 5-25V, a prąd wyjściowy jest rzędu kilkuset miliamperów.

1.bateria alkaliczna, cynkowo-węglowa 6F22 o napięciu 9 V

2. Tani zasilacz uniwersalny z możliwością regulacji napięcia wyjściowego od 3 do 12 V.

Żeby można było łatwo i solidnie podłączyć gniazdka bateryjki do układu zaopatrz się w przejściówkę (rys.3). Jeśli używasz zasilacza, też przyda się odpowiednia złączka. Przejściówki, złączki, kable, wtyki i gniazda omówimy dogłębnie w następnej części kursu (wszak jesteśmy praktykami).

3. Adapter, gniazdo, klips do baterii 9 V.  Ten drugi będziemy używać do zasilania baterią płytek arduino

2. Miernik uniwersalny.

Mamy już źródło energii, więc przydałaby się możliwość pomiaru i śledzenia przemian tej energii w układach. To właśnie umożliwia miernik uniwersalny.




4. Miernik Uniwersalny UNI-T UT33C - Pomiar temperatury do 200°C

Multimetr jest bardzo ważnym narzędziem w warsztacie elektronika. Zazwyczaj wchodzi do akcji, gdy coś nie gra, albo wtedy gdy eksperymentujemy. Większość tanich popularnych multimetrów niewiele się od siebie różni na pierwszy rzut oka, ale wybranie w sklepie pierwszego, lepszego miernika, może być nietrafionym zakupem. Na tej stronie można tanio kupić odpowiednie multimetry. Multimetry pozwalają nam na zmierzenie takich parametrów jak:

• napięcie prądu stałego
• napięcie prądu przemiennego
• natężenie prądu stałego
• rezystancja elementu
• sprawność i polaryzacja elementów półprzewodnikowych, tranzystorów i diod.
• ciągłość obwodu (tak zwany "brzęczyk")

Te lepsze pozwalają ponadto na zmierzenie:

• pojemności elektrostatycznej (uF)
• częstotliwości
• temperatury

Multimetry najczęściej są zasilane baterią 6F22 9V(rys.1), dlatego jeśli multimetr nie działa, lub nie działa właściwie - należy w pierwszym kroku sprawdzić stan baterii.

Nie kupuj multimetru, który nie ma brzęczyka, przy szukaniu wadliwych połączeń buzzer bardzo pomaga.

Jeśli zastanawiasz się, jaka jest dokładność pomiarów wykonywana takim kilku, kilkudziesięciozłotowym miernikiem, to mogę cię uspokoić, że do naszych zastosowań jest wystarczająca i mieści się w granicach 1-2%.

Multimetr z czujnikiem temperatury przyda, gdy tworzymy układy, w których płyną duże prądy i na przykład trzeba zmierzyć jak bardzo, grzeje się tranzystor dużej mocy. Wysoka temperatura elementów jest naszym wrogiem, sprzyja starzeniu się elementów  i może być przyczyną niestabilnego działania układu. Taki miernik jest dostępny np. tutaj.

3. Płytka stykowa i przewody.

Płytka stykowa w dużym stopniu ułatwia złożenie prototypu układu elektronicznego, sprawdzenie poprawności jego działania i w miarę potrzeby jego ostateczne modyfikacje. Dzięki płytce stykowej możemy obejść się bez lutowania na tym etapie (prototyp, model) i sprawdzić elementy szybko i łatwo. Można również gotowy i pracujący układ zrealizować tylko na płytce stykowej, jeśli to wystarczy do zachowania fizycznej integralności urządzenia. Na zdjęciach przedstawiono najpopularniejsze rodzaje i wielkości płytek stykowych dostępnych w sklepach.

5. Płytka stykowa (prototypowa) 400, 830 i 170 otworów

Do płytek stykowych używa się specjalnych kabli, które mają odpowiednie złącza z "kolcami". Są trzy rodzaje takich kabelków: męskie (z "kolcem" na obu końcach przewodu), żeńskie (bez "kolca" ze wgłębieniami na końcach, w które można włożyć męskie "kolce") i męsko-żeńskie, będące połączeniem dwóch poprzednich rodzajów, (z jednej strony męskie, z drugiej żeńskie).

6. Kable Arduino, końcówka męska (u góry), końcówka żeńska (na dole)

Te kable są używane do projektów Arduino. W elektronice używa się oczywiście wielu rodzajów przewodów, grubszych, cieniutkich, z oplotem, w emalii, izolowanych i nieizolowanych itp. Należy przy tym pamiętać, że przewód koloru miedzi, który wygląda, jakby był bez izolacji, najczęściej ma przeźroczystą ochronną emalię i przed lutowaniem należy ją zedrzeć z końca kabla nożykiem, lub innym ostrym narzędziem. Duży wybór przewodów i kabli oferuje ta witryna.

To byłoby niezbędne minimum sprzętu elektronicznego, jakie potrzebujemy.

 4. Mniej niezbędne, ale przydatne rzeczy w warsztacie elektronika.

Nie będzie zmarnowaną inwestycją zakupienie również:

• lutownica, lut, topnik

Na dłuższą metę polecam zakup lutownicy z regulowaną temperaturą, lub stacji lutowniczej. Na początek wystarczą te  najtańsze lutownice (koszt ok. 20zł), których zdjęcia są poniżej, a są dostępne tutaj.

7. Lutownica kolbowa (po lewej) i transformatorowa (z prawej)

• "trzecia ręka"

Jest to uchwyt montażowy do precyzyjnych prac, najczęściej przy lutowaniu. Zatem mamy "trzy ręce": w jednej trzymamy lutownicę, w drugiej lut, a trzecia trzyma zaciskami krokodylowymi naszą płytkę. Lupa będzie pomocą dla naszych oczu.

8. "Trzecia ręka"

• Lupa stołowa, nagłowna, mikroskop elektroniczny

Najlepiej kupić lupę stołową, którą przykręca się do stołu i nie trzeba jej trzymać ręką podczas pracy tak jak zwykłą lupkę. Lub też kupić lupę nagłowną, mocowaną do głowy, ale to rozwiązanie ma swoje wady, może powodować pewien dyskomfort podczas noszenia.

Dobra opcja to mikroskop elektroniczny (tutaj) współpracujący z komputerem. Taki sprzęt jest stosunkowo tani, a dla elektronika przydatny. Większość mikroskopów na rynku ma rozdzielczość wystarczającą dla domowego warsztatu.

9. Lupa stołowa (po lewej) i nagłowna (po prawej)

• nożyk, przecinaki, kombinerki precyzyjne, wkrętaki, szczypce, chwytaki, itp. Tutaj jest duży wybór tego typu narzędzi.

11. Szczypce precyzyjne i ściągacz izolacji (zaciskarka) (po prawej)

Do montażu naszych urządzeń przydadzą się również zwykłe narzędzia z warsztatu majsterkowicza, takie jak młotek, piła, wkrętaki itp.

Oczywiście, nie obejdziemy się też bez naszych kluczowych bohaterów, czyli samych elementów elektronicznych, ale o tym już w następnej części kursu.