Содержание

Делаем микросхемы дома — шаги 0 и 1 / Хабр

В этой статье я расскажу о начале своей работы над совершенно безбашенной задачей: конечная цель в том, чтобы получить рабочую микросхему по «толстым» нормам (5-10µm) дома. Это не первое апреля и я не сумасшедший, это просто моё хобби.

Возникла эта идея не сейчас и неспроста. С детства я хотел быть газосварщиком, и… делать микросхемы. И если по первому пункту мне достаточно быстро удалось сделать дома сварочный аппарат (бутан-водород/кислород), то с микросхемами все никак не складывалось. Долгое время все мысли останавливались на том, что я не знал где можно взять собственно полупроводники необходимой чистоты (и мысли останавливались на ковырянии мощных транзисторов), пока на форуме не подсказали что в принципе, можно и купить пластины. Затем я даже наткнулся на человека, который 20 лет работал над похожей задачей, и в итоге сдался. Пожалуй, тут можно было опустить руки и перестать тратить время на глупые мечты. Но, однажды я увидел ролик чудовищно гениальной женщины – Jeri Ellsworth – она смогла сделать отдельные полевые транзисторы на основе заводских пластин – и тогда я решил, что настало время поплотнее заняться этой проблемой.

В этой статьях я расскажу о своём текущем прогрессе, но не ждите быстрого продолжения – весь процесс может легко занять пару лет.

Шаг 0:

Были скуплены все книги по теме из местных Интернет-магазинов (как раз на 1 полку), повыкачаны из торрентов все доступные сборники оцифрованных книг. Теоретической информации там конечно много, но с практической стороны – многое покрыто мраком. Даже старые техпроцессы в деталях не описаны нигде, и потому придется много пробовать. Также перерыл интернет в поисках местных поставщиков всех потенциально необходимых материалов (собственно кремний, фоторезисты, химия, газы). Пока найти не удалось местную компанию которая может изготавливать асферическую оптику из оптического/кварцевого стекла – но это в ближайший год не станет препятствием.

Шаг 1: Кремний

Монокристаллический кремний – сердце домашней микросхемы. Вырастить дома – хоть и реально (по моим безумным меркам), но чертовски дорого. Потому я стал гуглить местных производителей кремния – кто-то говорил что они свернули производство и занимаются только сдачей помещений в аренду, кто-то не отвечал, пока наконец я не дошел до компании Терасил – там я наконец смог купить все что мне нужно. Самое главное – разрезанные и отполированные пластины монокристаллического кремния легированного в P и N тип (справа на фото).

Далее – куча разбитых пластин для тренировки. Потренировался раскалывать пластину на кусочки (оказалось, что они все с ориентацией кристаллической решетки 111 – раскалываются треугольниками, а не квадратами). Т.к они еще не отполированы – я попробовал и отполировать – провал полный: паста гои кремний не берет, нужна алмазная паста. Если со временем получится полировать, можно будет пробовать делать солнечные батареи (а из монокристаллического кремния они получаются довольно эффективные).

И наконец – кусочки монокристаллического кремния. Те что толстые слева – погрязнее (но достаточно чистые для микросхем), 2 тоненьких справа – сверхчистые, намного выше требований чистоты кремния для обычных микросхем. Само собой, разрезать их дома не выйдет (если конечно не завалялась алмазная дисковая пила) – только разбить. Нужны для того чтобы пробовать осаждать пленки аморфного кремния химическим (PE CVD Sih5) или физическим (испарение в вакууме) путем.

Какие дальше стоят задачи

  • В первую очередь – строительство печи на 1200 градусов для маленького образца. Промышленные печи под такую температуру в квартире не поставить, и стоят огого. Потому буду пробовать нагревать образец галогеновыми лампами с рефлекторами.
  • Переезд в отдельную квартиру: меня сразу выгонят увидев бородатого мужика в противогазе и резиновых перчатках с кучей подозрительных баночек.
  • Далее – необходимая химия и фоторезисты – и можно пробовать делать 1 транзистор по процессу Jeri.
Что я ищу и пока не нахожу

В первую очередь – это информация. Хотелось бы иметь контакты людей, которые работают на производстве – ведь я соберу все грабли, которые технологи собирали последние 50 лет

Затем – информация о техпроцессах и главное – библиотеки под толстые техпроцессы – пока мне их не удалось достать, а из отдельных транзисторов особо не по-проектируешь. Ну и наконец, хочу найти разработчика ASIC, который показал бы мне основные шаги разработки (кое-что я думаю что знаю, но много пробелов и я могу ошибаться сильно). По всем этим вопросам приглашаю на

форум по этому проекту

(English only).

Комментарии / мнения — в студию.

Паяльник для микросхем своими руками


Доброго времени суток всем самоделкиным. Многие радиолюбители сталкиваются с такой проблемой, как припаивание мелких деталей, когда паяльник становиться большим по сравнению с размерами микросхем. Немногие знают, что эту проблему можно решить, сделав свой паяльник для микросхем. В этой статье я расскажу, как сделать этот чудопаяльник, который придется по душе каждому радиолюбителю.

В работе радиолюбителя приходится "дружить" с паяльником, но когда его размеры становятся неудобными нужно искать выход из этой проблемы. Проблема решается созданием паяльника для микросхем своими руками.

Для создания паяльника автор самоделки применяет довольно простые детали, в большинстве случаев они есть у каждого радиолюбителя.

А именно это:
•Резистор МЛТ (мощность его 0.5-2 Ватта), Сопротивление от 5 до 10 Ом.
•Отрезок двустороннего текстолита, размером 3*1 см.
•Кусочек стальной проволоки, приблизительно диаметром около 0.8 мм.
•Медная проволока, (снять ее можно, например, из блока питания компьютера), именно она будет служить жалом паяльника.

•Любая шариковая ручка, которая вам по душе, нужна для корпуса паяльника.


Приступаем к сборке, необходимо снять защитный лак и краску с резистора, для уменьшения времени возни с этим делом можно нагреть резистор.

Следующий шаг. Отрезаем один из контактов резистора, на его месте делаем отверстие мелким сверлом. После того, как отверстие готово видно что сам резистор дальше просверлен, именно советские резисторы сделаны так, в импортных такого отверстия нет. Другой конец резистора будет подключен к источнику питания и одновременно служить креплением на ручке.


Далее нужно расширить отверстие резистора, в его начале сделать потай большим сверлом, чтобы жало не касалось стенок резистора, в это место будет припаян второй контакт к питанию.

Этот контакт можно сделать, например, из железной проволоки, в данном случае автор самоделки применяет пружину, взятую из металлического штекера.


Он должен хорошо залуживаться, сделанное в его середине кольцо должно получиться немного меньше по диаметру резистора так, чтобы он резистор плотно одевался на кольцо.

Делаем плату из текстолита, двустороннюю, передняя часть её широкая, с двумя контактами для нашей проволоки с кольцом, припаянная к резистору, средняя для закрепления в корпусе ручки и самая узкая, чтобы припаять провода питания.


Приступим к сборке паяльника в одно целое. Сначала оденем проволоку с кольцом на резистор со стороны отверстия, предварительно залудив эти части, припаиваем их.

Припаиваем контакты для питания к нашей печатной плате.
Теперь нужно жало для паяльника, в этом поможет медная проволока перед ее установкой нужно в корпусе резистора поместить какой либо кусочек, например, той же керамики, чтобы жало не замыкало резистор с его вторым контактом.

Жало можно сделать любой формы, удобной для использования, нужно всего лишь изогнуть его так как нужно вам, для контактов микросхем побольше можно сплющить жало.

Паяльник почти готов, осталось закрутить корпус на плате и припаять провода к источнику питания, им может послужить любой 15 вольтовый блок с силой тока 1 Ампер. Пайка таким паяльником намного удобнее, чем большегабаритным, он удобно сидит в руке такое чувство, что пишешь ручкой, на самом же деле в руке паяльник, в его преимущества входят как мелкий размер жала и самого паяльника, так и его вес, по сравнению с обычным он легче примерно в три раза. Всем удачных самоделок и повторений, сделанных автором.


Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

инструкция по изготовлению своими руками

Термофен для пайки иногда является просто незаменимым помощником в домашнем хозяйстве. При помощи этого фена можно своими руками выполнить ряд различных работ в любых сферах деятельности. Фен дает возможность спаивать линолеум, пленки, микросхемы и является незаменимым оборудованием при других видах работ.

На сегодняшний день предлагается огромное количество моделей, которые отвечают все высоким требованиям и нормам. Эти профессиональные фены на многое способны. Но их цена довольно высокая, и потому термофен для пайки, изготовленный своими руками, для большинства людей выглядит гораздо предпочтительней.

Конструкция термофена

Термофен относится к устройствам для спайки легкоплавких материалов при помощи горячей струи воздуха. Помимо своей главной функции пайки материалов, это устройство может применяться для тепловой обработки материалов с иной целью, к примеру, для удаления краски или нагрева изделия, к примеру, трубы во время изгиба.

Конструкция термофена имеет корпус с высокой термостойкостью, устройства для нагнетания воздушного потока и нагревательного элемента. Воздух в фене разогревается до 600-750 градусов. Для обеспечения этого прогрева мощность нагревательной части обязана составлять свыше 1,7 кВт. Немаловажным элементом промышленных термофенов является возможность регулирования температуры, чаще всего она ступенчатая, 350 и 550 С. Температуру, которая доходит до поверхности спаиваемых материалов, можно отрегулировать и расстоянием от сопла фена до материала. Основное количество фенов настраивается таким образом, что при отдалении устройства на 6-7 см от материала, температура воздушного потока уменьшается в 2 раза.

Сегодня эти фены широко используются для удаления старой краски, что особенно актуально для деревянных поверхностей. В данном случае необходима максимальная температура воздушного потока, не меньше 550 С. При этом нагреве краска становится эластичной и отходит от дерева. Сегодня имеет спрос искусственное старение покрытий из дерева. Термофен великолепно справляется с данной задачей при температуре 550 градусов и расстоянии сопла устройства на 1 см и от материала. Прогретый воздух (на нижнем уровне регулировки) применяется для сушки покрытий.

Особенности изготовления термофена своими руками

Главное требование для самодельного термофена можно обозначить таким образом: фен обязан создать горячий воздушный поток с температурой не менее 850С с мощностью нагревательного элемента не меньше 2,6 кВт. Помимо этого, все элементы этого фена обязаны быть недорогими и доступными. Простые бытовые фены не отвечают данному требованию ни по мощности, ни по температуре.

Чаще всего конструкция выбирается двух видов:

  • Ручной термофен.
  • Стационарный термофен.

Стационарный фен легче сделать, потому что не ограничиваются размеры устройства и не нужно думать о температуре на рукояти. Но в данном варианте фен (в этом случае некая разновидность паяльника) фиксируется неподвижно, а передвигать необходимо деталь. Это обстоятельство значительно усложняет пайку. Наиболее перспективна, хоть и сложнее, мобильная ручная конструкция, она должна быть небольшой и позволять удерживать ее голыми руками.

Один из главных вопросов – нагревательный элемент. В бытовых устройствах (паяльник, фены) нагреватели по мощности не подходят. Необходимый нагревательный элемент нужно изготавливать своими руками из нихромовой проволоки сечением 0,4-0,8 мм. Нихром большего сечения способен создать большую мощность, но добиться при этом необходимой температуры будет намного трудней. Для компактного расположения нагревательного элемента из проволоки нужно будет сделать спираль диаметром 4-8 миллиметра.

Спираль должна располагаться на каком-то основании в виде цилиндра (в форме полого конуса или трубки) из материала, который имеет высокую термическую стойкость. В этом случае тяжело обойтись без кварцевых или фарфора элементов. Это основание можно найти в нерабочих бытовых фенах, однако рекомендуется применять кварцевый изолятор для прожекторов галогенной трубчатой лампы с мощностью 2,3-2,6 кВт. Если найти такую нерабочую лампу, то этот элемент самодельного термофена обойдется вам бесплатно.

В роли нагнетающего элемента потребуется стандартный вентилятор небольших габаритов. Во время сборки фена своими руками эта часть обойдется вам дороже всего. Нагнетатель можно извлечь из какого-либо мощного домашнего фена. Из бытовых вентиляторов можно посоветовать модель BAKU 8032 с мощностью 30 литров в минуту. Этот вентилятор работает от электросети 220 Вольт и имеет

мощность около 420 Ватт.

Самый дешевый и простой вариант, который сможет удовлетворить всем требованиям, это небольшой компрессор для аквариумных рыбок. Его нужно ставить с ресивером, то есть, с воздушным накопителем. Для этого подходит любая маленькая пластиковая бутылочка, так как в районе ее установки нагрева не происходит, а горячий воздушный поток направляется в другую сторону. Да и непосредственно воздушный нагнетатель не подвержен термическому действию.

В изготовлении корпуса фена возможны несколько вариантов:

  • Использовать материал с повышенной термоизоляцией, к примеру, керамику либо фарфор, но это вызовет значительное удорожание и усложнение конструкции.
  • Использовать надежную термоизоляцию канала распределения нагревательного элемента и горячего потока. В данном случае материал корпуса не подвержен температурному действию, за исключением участка, который прилегает к соплу фена.

В роли главной части корпуса (в том числе и ручки) можно выбрать корпус от любого ненужного бытового фена больших размеров (чем старше год изготовления, тем лучше). Носик корпуса, то есть место сопла, нужно сделать из термоизоляционного материала, который сам сможет выдержать температуру около 800С и в это же время изолирует остальные участки корпуса от действия этой температуры. Само сопло термофена необходимо выполнить металлическим, чтобы учитывать вероятные соприкосновения с расплавами во время пайки.

Термическая изоляция может отлично обеспечиться кварцевыми элементами (трубки, пластины), слюдой, стекловолокном или стеклом, фарфором, керамикой и так далее. Во время изготовления фена будет необходим специальный термоустойчивый клей.

В конструкции фена для пайки своими руками необходимо предусмотреть:

  • пусковой включатель;
  • механизм возможности регулировки скорости воздушного потока и температуры (мощности) нагревательного элемента.

Для чего обязаны быть установлены плавные регуляторы – реостаты. Систему регулирования мощности можно использовать от ненужных бытовых электроприборов, если данные элементы еще находятся в исправном состоянии. В роли пускового включателя можно установить клавишный либо кнопочный механизм.

Сборка термофена своими руками

Главное предназначение термофена – это спайка материалов. Такие материалы, как каучук, линолеум, ПВХ-пленка, спаиваются с помощью наполнения сварного шва сплавом присадочного жгута, этого можно достичь горячим воздушным потоком. Расплавление жгута происходит с помощью его нагрева до 350С. Такой способ является основным во время пайки линолеума при настиле на пол. Термофен значительно упрощает задачу изгибания пластиковых труб, листов и профилей. Прогрев при изгибе пластика обеспечивается в диапазоне температур 350-450С на пониженной скорости воздушного потока. Нагрев пластика обязан происходить постепенно и медленно.

Сборка термофена своими руками начинается с создания спирали нагревательной части. Спираль накручивается на стальную проволоку сечением 4-7 мм с натяжкой. Спираль желательно наматывать проволокой из фехраля или нихрома сечением 0,5-0,6 мм. Размер спирали высчитывается с учетом условия, что ее электрическое сопротивление будет составлять приблизительно 75-95 Ом.

Спираль обматывают на трубчатое основание от галогенной лампы для прожектора или паяльника (к примеру, паяльник ЭПСН100). Витки спирали укладывают равномерно по все площади основания с небольшим зазором (контакт витков друг с другом недопустим). Сверху уложенной спирали закрепляется слой из асбеста или с натяжной наматывается слой стекловолокна. Данный слой лучше всего закрепить термоустойчивым клеевым составом. После на слой клея одевается термоизоляционная трубка (кварцевое стекло, керамика, фарфор и так далее). Концы спирали нужно вывести наружу. При этом торцы нагревательного элемента и участки вывода лучше всего обработать термоустойчивым клеем.

Собранный нагревательный элемент устанавливается во внутренний канал корпуса термофена. Но предварительно нужно место установки проложить кварцевыми пластинами, слюдой или асбестом, для дополнительной термоизоляции. Выходы спирали, с помощью винтового крепления, соединяются с проводом электрического питания. Этот электропровод обязан иметь теплостойкую изоляцию – волокнистую изоляцию либо фторопласт. Провод нужно проложить через пусковой включатель и реостат для регулирования напряжения, которое подается на спираль.

В обратной части корпуса закрепляется воздушный нагнетатель четко соосно с отверстием нагревательного элемента. Если компрессор или нагнетательный элемент не может поместиться в корпусе, то его можно зафиксировать снаружи торца корпуса. В данном случае к нему нужно присоединить направляющую трубке для потока воздуха. Данная трубка обязана проходить к нагревательному элементу изнутри корпуса и устанавливаться четко соосно его каналу.

От нагнетателя выводятся провода для электрического питания, которые подсоединяются с проводом для нагревателя таким образом, чтобы включатель одновременно мог управлять питанием двух элементов. Реостат регулировки воздушного потока необходимо ввести в цепь электропровода для нагнетателя – его работа не зависит от включения нагревателя.

Электропровод питания выводится наружу внизу рукояти корпуса, а клавиша или кнопка включателя и рычаги реостатов крепятся в удобном вам месте с наружно стороны корпуса. После половинки корпуса соединяются и крепятся между собой. Монтируется концевая часть из термоизоляционного материала в форме конуса или цилиндра. Крепится металлическое сопло. В конструкции лучше всего предусмотреть сменные сопла с различным выходным диаметром.

Принцип работы термофена

Фен для пайки своими руками работает таким образом. Во время нажатия на спусковую кнопку включается нагреватель и вентилятор. Нагретый воздух узким потоком перемещается в необходимую точку. При достижении установленной температуры, воздушный поток расплавляет флюс и припой, а также нагревает соединяемые детали. Таким образом, происходит спайка деталей.

Пайка микросхем

Если есть желание применить фен в роли паяльника небольших деталей, к примеру, микросхем, то температуру воздушного потока необходимо повысить до 750-800С. Прогретый воздух обязан расплавить припой и в тоже время раскалить металл спаиваемой детали практически докрасна. Воздушный поток обязан иметь узконаправленную форму. Для этого термофена мощность нагревательной части нужно повысить до 2,3-2,6 кВт.

В значительной мере увеличивается требование к термической устойчивости материала корпуса аппарата, а рукоять при этом обязана иметь температуру, которая комфортна для рук человека, чтобы пайка не превратилась в муку. В некоторых конструкциях фенов для удобства эксплуатации и в роли дополнительной тепловой защиты устанавливается резиновое покрытие рукояти.

Инструмент для сборки термофена

Во время изготовления фена своими руками будет необходим такой инструмент:

  • лобзик;
  • ножницы;
  • плоскогубцы;
  • ножовка по металлу;
  • электрическая дрель;
  • тиски;
  • кисточка;
  • отвертка;
  • штангенциркуль;
  • паяльник;
  • метчики;
  • плашки;
  • омметр;
  • тестер.

Термофен сможет помочь во многих работах, которые связаны с пайкой микросхем и маленьких деталей. При помощи его можно спаять линолеум, полимерные пленки и сделать еще множество полезных дел. Термофен можно собрать своими руками с небольшими затратами.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Синтезатор своими руками - как сделать самодельный полифонический, модульный, аналоговый

Синтезаторы, которые продаются в специализированных магазинах, зачастую стоят достаточно дорого, а многие из них имеют функции, которые нужны далеко не всем.

Если вы хотите сэкономить и увлекаетесь электроникой, можно попробовать сделать самодельный синтезатор своими руками.

Как сделать синтезатор своими руками

Существует множество схем изготовления синтезатора – от простейшего аналогового до цифрового. Сегодня вы узнаете, как самостоятельно изготовить полифонический 48-клавишный синтезатор. Аппарат, о котором пойдёт речь, будет построен на основе логической CMOS микросхемы 4060. Она позволит играть аккорды и ноты в 4 октавах. Этого можно достичь за счёт того, что используется 12 генераторов частоты для 12 тонов и 48 генераторов тонов (по одному на каждую из 48 клавиш).

Что потребуется

Необходимые инструменты и материалы

Вам понадобятся следующие инструменты:

  • паяльник;
  • набор отвёрток;
  • комплект шурупов;
  • шуруповёрт;
  • перфоратор.

Что касается материалов, нужно иметь ряд необходимых компонентов и деталей:

  • в качестве клавиатуры можно использовать клавиши от другого синтезатора, который вышел из строя, или от детской игрушки;
  • печатная плата (пластина из диэлектрика, на которой расположены цепи электронной схемы) подходящего размера;
  • плата для клавиш;
  • полный набор проводов и переключателей;
  • корпус можно изготовить из листов пластика или же взять детали от нерабочего синтезатора;
  • 2 звуковых динамика;
  • комплект нужных радиоэлементов и микросхем;
  • усилители;
  • внешний вход;
  • блок питания 7805 (стабилизатор напряжения; максимальный ток – 1.5 А, выход – 5 В; интервал входного напряжения – до 40 вольт).
  • dsPIC (микроконтроллеры), позволяющие использовать дополнительные звуковые эффекты.

Список радиоэлементов

Полный набор необходимых радиоэлементов:

Схема первая. Сюда входят следующие элементы:

  • микросхема 4060N (IC1-IC6) – 6 шт.;
  • выпрямительный диод 1N4148 (D4-D39) – 36 шт.;
  • конденсатор 0.01 мкФ (C1-C12) – 12 шт.;
  • резистор 10 кОм (R1, R4, R7, R10, R 13, R16) – 6 шт.;
  • подстроечный резистор 10 кОм (R2, R5, R8, R11, R14, R17) – 6 шт.;
  • резистор 100 кОм (R3, R6, R9, R12, R15, R18) – 6 шт.

Схема вторая. Необходимые компоненты:

  • линейный регулятор LM7805 (IC 1) – 1 шт.;
  • выпрямительный диод 1N4148 (D1-D4) – 4 шт.
  • конденсатор 0.1 мкФ (C1) – 1 шт;
  • электролитический конденсатор 470 мкФ (C2) – 1 шт.;
  • электролитический конденсатор 220 мкФ (С3) – 1 шт.;
  • резистор 330 Ом (R1) – 1 шт.

Схема третья. В неё входят:

  • аудиоусилитель LM386 (IC1) – 1 шт.;
  • конденсатор 0.1 мкФ (C2) – 1 шт.;
  • конденсатор 0.05 мкФ (C1) – 1 шт.;
  • электролитический конденсатор 10 мкФ (C4, С6) – 2 шт.;
  • резистор 10 Oм (R1) – 1 шт.

Схемы и чертежи

Общая схема конструкции:

Генераторы тона 4060 (в данном случае – схема с шестью выходными тонами)

Блок питания 7805

Звуковой усилитель LM386

Пошаговый алгоритм действий

  1. Чтобы собрать синтезатор, нужно выполнить ряд следующих шагов:
  2. Просверлить на клавишах 12 отверстий для креплений.
  3. Подготовить плату для клавиатуры. Необходимо сделать разметку под каждую клавишу, исходя из их размера, и разместить на плате соответствующие микросхемы.
  4. Подготовить печатную плату, зафиксировав на ней радиоэлементы и переключатели.
  5. Прикрепить к днищу корпуса плату для клавиатуры, печатную плату и два динамика, подсоединив ко всем элементам нужные провода.
  6. Установить клавиатуру.
  7. Загрузить на планшет или смартфон приложение gStrings. Оно позволит вам настроить синтезатор на правильную частоту. Поскольку на синтезаторе установлен делитель частоты, достаточно настроить одну любую ноту, а остальные настроятся автоматически.
  8. В пустом пространстве между деталями можно разместить микроконтроллеры dsPIC.
  9. Зафиксировать верхнюю крышку.

Ваш синтезатор готов!

Возможные проблемы и нюансы

Обратите внимание на следующие важные моменты:

  1. В представленном варианте синтезатора используется схема с шестивыходным тоном и частотой от 130 до 1975 Hz. Если вы хотите использовать большее число клавиш и октав, нужно изменить количество тонов и частот.
  2. Для тех, кому нужен более простой синтезатор без полифонии, подходящим вариантом станет микросхема ISM7555.
  3. При малой громкости усилитель LM386 может иногда давать небольшие звуковые искажения. Чтобы этого избежать, можно заменить его на какой-либо стерео усилитель.

FAQ (часто задаваемые вопросы)

Где можно купить необходимые радиоэлементы?

Их можно приобрести в различных интернет-магазинах, к примеру, в магазине электронных компонентов Ampero.

Подойдут ли схемы от старого советского синтезатора?

Старые радиоэлементы пригодны для использования, но в этом случае не стоит рассчитывать на хорошее качество звука и возможности играть аккорды.
Видео на эту тему

Подведём итоги

Кому-то может показаться, что сделать самодельный синтезатор непросто, но это весьма интересный процесс. А когда на этом инструменте зазвучат первые ноты, вы поймёте, что все усилия были затрачены не напрасно!

принцип работы устройства и простые способы изготовления

Современному электронщику или радиолюбителю помимо обычного паяльника в своём арсенале просто обязан иметь паяльный фен. Кроме простых полупроводников, сейчас приходится паять и микросхемы, а это подразумевает наличие подобного оборудования. Но проблема в том, что заводские приборы имеют высокую стоимость, и человеку, который занимается этим видом деятельности в качестве хобби, совершенно ни к чему такие траты. Именно поэтому стоит сделать термофен для пайки микросхем своими руками практически из подручных материалов.

Основные особенности устройства

Несмотря на разнообразие моделей фенов для пайки, все они имеют общее устройство и принцип работы. Любой фен, в том числе и бытовой для сушки волос, работает по аналогичной схеме. Разница лишь в том, что последний имеет меньшую температуру потока воздуха.

В остальном все приборы имеют практически одинаковую конструкцию, в которую входят:

  • Корпус.
  • Нагревательный элемент.
  • Вентилятор, нагнетающий поток воздуха.

Как можно заметить, устройство паяльного фена крайне простое, что позволяет сделать его самостоятельно в домашних условиях, сократив расходы до минимума. Ведь если профессионалы, которые пользуются подобной техникой постоянно, вполне могут позволить себе купить и заводскую модель, а то и паяльную станцию, то для любителя, занимающегося радиоэлектроникой изредка, лучше будет немного сэкономить. Изготовленный своими руками фен для пайки будет наилучшей альтернативой.

Создавая такую конструкцию, стоит учитывать, что температура выходящего воздуха может достигать 850 градусов Цельсия, это значительно более высокие показатели, чем у фена для сушки волос. Поэтому необходимо понимать, что корпус и ручка устройства должны быть термостойкими и обладать низкой теплопроводностью, чтобы избежать повреждения руки при использовании. Можно сделать и стационарную модификацию, но этот вариант менее удобный, ведь в таком случае придётся подносить непосредственно саму плату к аппарату, что не всегда практично.

Самой большой проблемой при создании самодельного паяльного фена своими руками является именно нагревающий элемент, так как извлечь его из какой-либо аналогичной вещи не получится. Поэтому придётся сделать этот элемент самостоятельно. Для этого необходимо взять нихромовую проволоку сечением от 0,4 до 0,8 мм и смотать в спираль с диаметром кольца от 4 до 8 мм. Полученную спираль следует намотать на термостойкий материал. Лучше всего для этого подойдёт кварцевая или фарфоровая трубка, к примеру, корпус от резистора, деталь галогенной прожекторной лампы или от старого фена.

В качестве нагнетателя воздуха при изготовлении фена для пайки микросхем можно использовать любой бытовой вентилятор, мощный вентилятор от поломанного фена или компрессор для аквариумов.

Не стоит забывать и про безопасность. Так как фен для пайки работает от электричества, следовательно, придётся подумать и о безопасном источнике питания. Безусловно, создаваемый фен-паяльник можно запитать и от розетки напряжением 220 В, однако умельцы рекомендуют использовать источники напряжением 24—36 В, что более безопасно, особенно если в результате эксплуатации возникнет утечка на корпус. Оптимальным вариантом станет блок питания на 24 В.

Изготовление прибора своими руками

Фен для пайки микросхем должен быть не только удобным и безопасным, но и дешёвым по затратам. Следовательно, предпочтительнее использовать доступные подручные средства. Тем более что особых требований к дизайну конструкции нет, а это позволяет дать волю воображению. Главное, чтобы полученное в результате изделие отвечало не эстетическим, а техническим требованиям.

Основные требования к таким устройствам включают в себя совсем немного пунктов:

  • Температура. Для пайки микросхем и другой подобной атрибутики вполне хватит температуры 600 градусов Цельсия. Однако, если предполагается паять серебро или алюминий, температура должна быть не менее 800 градусов. Но подобными работами занимаются крайне редко, так что вполне хватит и 600.
  • Мощность. Здесь так же всё зависит от того, какие работы предполагается выполнять. Если необходимо просто выпаять сгоревшую микросхему или диод, то мощности в 75 Вт будет вполне достаточно. А вот когда требуется работать с процессорами или чем-то подобным, то мощность устройства должна составлять не менее 100 Вт.
  • Толщина спирали. Учитывая то, что фен для пайки должен быть компактным, толщину спирали выбирают в пределах 0,4—0,5 мм. Она хорошо держит форму и при этом не требует больших токов. А вот сечение больших размеров хоть и ведёт себя хорошо в конструкции, но требует повышения тока, что в этом случае будет не очень удобно.
  • Напряжение. В комплектации самодельного паяльного фена будет использован блок питания напряжением 24 В, что является оптимальной и безопасной величиной. Если использовать напряжение меньших размеров, то необходимой мощности не добиться. При заданном же напряжении сопротивление спирали должно быть около 6 Ом.

Порядок выполнения работы

Прежде всего, отмеряется необходимая длина нихромовой проволоки, которую следует намотать в виде спирали на керамическую трубку диаметром около 5 мм. Следует отметить, что если проволоку предварительно накручивать на плоской пластине, получившаяся форма позволит значительно повысить теплообмен, а это как раз будет крайне желательно.

Воздуховод можно сделать из любого термостойкого материала, хорошо для этих целей подойдёт кусок метельной трубки. Для корпуса нагревателя и вовсе можно использовать корпус от пальчиковой батарейки или похожего аккумулятора. Здесь главное, чтобы в его стенках не оставалось электролита. В свою очередь, чтобы спираль нагревателя не соприкасалась со стенками корпуса, внутрь закладывается или слюда от старого паяльника или же стеклоткань. Проще говоря, любой негорючий материал, который одновременно с этим является токоизолирующим.

Сопло, из которого будет выходить поток горячего воздуха, рекомендуется оснащать выходным отверстием размером 4—5 мм, чтобы достичь необходимого качества потока. Для этих целей отлично подходит втулка от патрона потолочной лампы.

Все детали необходимо аккуратно и надёжно соединить между собой, после чего основная часть конструкции паяльного фена уже готова. Остается только прикрепить рукоятку и, собственно, вентилятор.

В качестве рукояти можно использовать ручку от старого паяльника. Если таковой в наличии нет, то вполне подойдёт любой материал, имеющий низкую теплопроводность. К примеру, эбонит, который легко обрабатывается и обладает всеми требуемыми качествами.

Что касается нагнетателя воздуха, то подойдёт практически любой вентилятор или компрессор для аквариумов. Однако в этой конструкции все же предпочтительнее использовать небольшой вентилятор от компьютера, установленный и закрепленный в пластиковый корпус — получается довольно надёжная и одновременно симпатичная конструкция.

Когда нагнетатель готов, его необходимо присоединить к воздуховоду. Делают это с помощью фланца, который можно изготовить из жести. В месте крепления температура будет не очень большой, поэтому такой материал вполне подойдёт для этих нужд.

Самодельный термофен готов, но его ещё нужно подключить к источнику питания. И здесь всё зависит от типа и сложности такого источника. Хорошо, если это модель, позволяющая регулировать подаваемое напряжение, ведь в таком случае изделие может иметь плавную регулировку мощности, что особенно удобно при работе.

Бывают случаи, когда необходимо сопло более тонкого диаметра. Добиться этого можно разными способами, но наиболее интересный является использование стеклянной трубки, купленной в магазине медтехники. Эта трубка изготовлена из закалённого стекла, что позволяет использовать её при высоких температурах.

Вариант конструкции из паяльника

Можно сделать самодельный паяльный фен и из обычного паяльника. Хотя у такого приспособления имеются некоторые недостатки, при этом он удобен, дешёв и быстр в изготовлении, что является неоспоримым преимуществом.

Такой паяльный механизм не требует особых затрат и доработки, но основным минусом, который может показаться в некоторых случаях значимым, является то, что температуры выше 300 градусов с его помощью добиться не получится. Однако для работы с SMD конструкциями это вполне хватит.

Для того чтобы сделать из паяльника термофен для пайки своими руками, потребуется совсем немного усилий. Для начала необходимо подобрать нагнетатель воздуха. В этом случае как раз хорошо подойдёт компрессор для аквариума.

Саму металлическую конструкцию вынимают, обматывают фольгой и медной проволокой, таким образом увеличивая ее теплоёмкость. После этого её снова плотно вставляют в деревянную ручку, в которой предварительно просверливают отверстие под питающий провод.

Жало вынимается и вместо него вставляется металлическая трубка подходящего диаметра, которая будет выполнять роль сопла.

Остаётся лишь герметично заделать отверстие с проводом питания и вставить в верхнюю часть ручки шланг от компрессора, также герметично закрепив его в отверстии.

Теперь самый простой паяльный фен готов к использованию. После включения питания происходит нагрев соответствующей части. Воздух, поступающий от компрессора, нагревается и выходит из трубки-сопла, что и позволяет использовать полученную конструкцию для осуществления паяльных работ.

Простая минипаяльная установка

Можно придумать бесчисленное множество моделей паяльного фена — здесь всё зависит от фантазии мастера. К примеру, существует еще один вариант устройства, который является миниатюрным и удобным прибором. Сделать его можно из простой баночки от лекарств. Причём его возможности сравнимы с паяльной станцией заводского производства.

Всё что понадобится для его изготовления, это:

  • Баночка от лекарств.
  • Корпус от конденсатора.
  • Хороший блок питания, способный регулировать подаваемое напряжение.

Баночку от лекарства обрезают таким образом, чтобы там поместился маленький вентилятор, который должен быть установлен на дне баночки. В алюминиевый корпус от конденсатора вставляют спираль. Здесь же делают сопло, и всю полученную конструкцию плотно вставляют в горлышко баночки. Затем необходимо вывести необходимые провода и примотать изолентой дно баночки к остальной конструкции.

Таким образом, получается простой, и очень удобный в работе термофен для пайки. При этом блок питания на контроллере позволяет менять требуемую температуру от необходимости проводимых работ.

об устройстве и сборка своими руками

Один из наиболее часто используемых компонентов электроники – таймер-генератор. Современный формат выпуска его конструкций организован в виде специализированных сборок, применяемых в миллионах различных устройств. Наиболее распространенный таймер такого типа, или, с другим названием, – реле времени, 555 серия микросхем, впервые выпущенная и разработанная компанией Signetic в 1971 году.

За неимением конкуренции на тот период, она получила очень высокое признание и распространение в схемах электрических приборов. Характеристики и выдаваемый сигнал серии таймеров NE555 (изначальное название) позволил применять их при разработке генераторов, модуляторов, систем задержки, различных фильтров, преобразователей напряжения. С развитием цифровой техники, микросхема не потеряла свою актуальность и применяется уже в качестве ее элемента.

Основная задача таймера 555 – создавать одиночные или множественные импульсы с точным разграничением временных интервалов между ними. Внешний вид микросхемы NE555

Особенности и характеристики

Простой генератор импульсов на основе 555

Наиболее известная особенность 555 серии микросхем, снижающей количество областей их применения – внутренний делитель напряжения. Он задает фиксированный уровень порога срабатывания обоих компараторов устройства, сменить который невозможно.

Питание таймера 555 серии осуществляется напряжением от 4,5 до 16 вольт. Ток потребления непосредственно зависит от этого параметра и составляет от 2 до 15 мА. Характеристики выходного сигнала отличаются у различных производителей. В основном, его ток не превышает 200 мА.

Температурные режимы также зависят от сборки. Обычные NE555 рассчитаны на эксплуатацию в промежутке от 0 до 70°С. Военные варианты таймера (исторически обозначенные серией SE) допускают более широкий диапазон – от -55 до 125°С.

В период активности таймера на выходе присутствует напряжение, оно равно приходящему на шине питания за вычетом 1,75В. В остальных случаях на этом контакте 0,25В, при общем напряжении +5В. Терминология описывает эти состояния, как высокий и низкий уровень сигнала.

Запуск таймера к генерации производится импульсным сигналом 1/3 вольт от питания устройства. Форма его любая – синусная или прямоугольная. Элементы схемы, определяющие временные параметры срабатывания

Время срабатывания изменения состояния устанавливается характеристиками внешнего конденсатора между контактом разряда и землей, а также сопротивлением двух резисторов. Первый расположен на шине питания и соединяет ее с входом останова работы микросхемы. Второй находится на линии между предыдущим и контактом разряда, но до описанной ранее емкости.

Достоинства и недостатки

Основное достоинство реле времени на 555 чипе –низкая цена и громадное количество разработанных и использующих его схем электрооборудования.

Существуют и недостатки, которые, впрочем, исправлены в выпусках микросхем с транзисторной базой на основе КМОП. При использовании биполярных, в момент изменения состояния генерирующего каскада в противоположный, на выводах могло возникнуть паразитное напряжение до 400 мА. Проблема решается установкой полярного конденсатора 0,1 мкФ, между управляющим контактом и общим проводом. Конденсатор, уменьшающий влияние помех на устройство

Можно повысить и помехоустойчивость микросхемы таймера. Для этого размещают неполярный конденсатор 1 мкФ на линию цепи питания.

Режимы работы устройства

Основные режимы использования микросхемы 555 серии – одновибратор, мультивибратор и триггер Шмитта.

Первый применяется для создания единовременного сигнала заданной длительности при подаче входного напряжения на стартовый контакт чипа.

Второй – для генерации множества автоколебательных импульсов прямоугольной формы.

Третий, благодаря эффекту памяти предыдущего сигнала и трех вариантов исходящих согласно внутренней логики, в системах задержки и цифровых устройствах.

Одновибратор

В этой схеме, при подаче сигнала любой формы на второй вход 555 серии, будет генерироваться импульс на третьем ее выходе. Его длительность зависит от характеристик сопротивления R и емкости C. Вычислить необходимое время действия исходящего сигнала можно по формуле t=1,1*C*R. Схема одновибратора

Мультивибратор

В отличие от предыдущей схемы, мультивибратору для начала постоянной генерации не нужна подача внешнего сигнала. Достаточно только произвести подключение питания. На выходе импульсы прямоугольной формы с изменением состояния в течение t2 и с периодом действия t1.

Их время рассчитываться от параметров R1 и R2 по формулам:

Период и частота:


Чтобы достичь времени импульса большего, чем время паузы, используют диод, соединяющий катодом 7 контакт микросхемы (разряд), с 6 (останов) через свой анод.

Мультивибратор

Прецизионный триггер Шмитта

Функциональность в рамках инвертирующего прецизионного переключателя в 555 серии обеспечивается наличием двух порогового компаратора и RS — триггера. Напряжение на входе разделяется на три части, при достижении пороговых значений которых и изменяется состояние выдачи сигнала устройством.

Разграничение делается по полярности, причем для переключения достаточно 1/3 общего вольтажа питания любого из полюсов. На выходе, при получении порогового сигнала на входе, возникает импульс, инвертированный полярно относительно изначального. Его уровень постоянен и длится он ровно то время, которое действует инициирующий импульс.

Проще говоря, триггер Шмитта — это инвертирующий одновибратор с памятью полярности предыдущего сигнала.

Используется подобная схема в системах, где требуется избавление от излишнего шума и приведение его последовательностей к необходимым пороговым значениям. Схема триггера Шмитта с графиком выравниваемых уровней сигнала

Область применения НЕ555

Возможности микросхемы дают широкий спектр техники, в которой она используется. Мультивибраторы на 555 серии встречаются практически во всех схемах генерации сигналов.

Примером служат различные звуковые и световые оповещающие устройства, детекторы металла, освещенности, влажности или касания. Таймер, заложенный в микросхему, позволяет создавать реле времени, для контроля работы различного оборудования по определенным человеком периодам.

Варианты исполнения в виде триггера Шмитта применяются как фильтрующие преобразователи зашумленных сигналов, для придания им правильной прямоугольной формы. Актуальность подобные схемы имеют и в цифровой технике, в которой используются только два вида импульсов – его наличие и отсутствие.

Отечественные и зарубежные производители

Микросхема-таймер 555 серии настолько популярна, что ее аналоги изготавливаются мощностями практически всех известных брендов микроэлектронной промышленности. Причем территориально расположенных не только в США, но и других странах мира. Среди них: Texas Instrument, Sanyo, RCA, Raytheon, NTE Silvania, National, Motorola, Maxim, Lithic Systems, Intersil, Harris, Fairchild, Exar ECG Phillips и множество других.

Зачастую номер серии от конкурентов содержит отсылку к оригинальной NE555. Встречается маркировки NE555N, НЕ555Р или им подобные. Российская КР1006ВИ1

Производится таймер и в России, с маркировкой микросхемы КР1006ВИ1 с биполярными транзисторами и КР1441ВИ1 по КМОП технологии. Национальный вариант немного отличается от классического 555 серии – в нем вход остановки обладает большим приоритетом, чем сигнал запуска.

Как сделать реле времени 555 своими руками

Одним из вариантов ознакомления с таймером 555 серии будет изготовление своими руками реле времени. Схема достаточно проста, считается классической и доступна к повторению специалистом любого уровня. Схема таймера отключения

Запуск производится нажатием тумблера SB1. Длительность подстраивается резистором R2. На представленной схеме среднее время работы находится в пределах 6 секунд. Для его увеличения, без изменения характеристик R2 повышают емкость C1.

Если требуется суточный цикл работы, то понадобится конденсатор на 1600 мкФ. Если устройство будет применяться в условиях, близких к реальности, – количество фарад меняют на более подходящее к нужному времени работы. Расчет производится согласно формуле: T=C1*R2, где C1 емкость соответствующего конденсатора на схеме, R2 среднее сопротивление мегаом подстроечного резистора.

Более точная калибровка времени действия будет устанавливаться в процессе использования переменным резистором R2.

Немного о нумерации используемых контактов микросхемы 555 серии, то есть ее распиновка:

  1. «Земля» (GND) – минус питания.
  2. «Запуск» (Trigger) – на контакт поступает импульс, начинающий работу таймера. Инициируется нажатием тумблера.
  3. «Выход» (Output) – пока таймер активен, на контакте генерируется исходящий сигнал. Его вольтаж равный Vпитания-1,7В, через ограничивающий резистор R3 позволяет открыть базу транзистора VT1. В свою очередь, полупроводниковый усилитель начинает пропускать напряжение на пусковое реле К1, которое уже коммутирует ток к потребителю. Диод VD1 в схеме предотвращает бросок паразитных токов в моменты активации.
  4. «Сброс» (Reset) – при подаче отрицательного сигнала таймер переводится в 0 и останавливается. Чтобы такого не произошло, в схеме сделан подвод положительного полюса питания через сопротивление к этому контакту.
  5. «Контроль» (Control Voltage) – для такого простого устройства, этот вход микросхемы соединяется массой через емкость. Подобная конструкция повышает помехоустойчивость всей сборки.
  6. «Остановка» (Threshold) – в схеме контакт просто присоединен к положительному полюсу питания. В более сложных системах, кратковременное его замыкание на минус остановит работу таймера.
  7. «Разряд» (Discharge) – контакт предназначен для соединения 555 микросхемы с задающей временный интервал емкостью.
  8. «Питание» (VCC) – плюс напряжения схемы.

Как сделать самодельную паяльную станцию своими руками

Современные микросхемы отличаются миниатюрными размерами. Чтобы проводить в них ремонтные и монтажные работы, мастерам требуется особый инструмент с возможностью регулирования режимов пайки. Для этого применяется паяльная станция. Стоит она недешево, поэтому перед умельцами встает вопрос, как сделать паяльную станцию своими руками. Для опытного мастера это не составит большого труда. Основная трудность – в правильной настройке сделанного устройства.

Паяльная станция своими руками

Способы конструирования паяльной станции

Каждый радиолюбитель может придумать оригинальную конструкцию станции, чему подтверждениям являются многочисленные варианты, выложенные в сети. Но все устройства можно объединить в две группы:

  1. Использующие принцип раскаленного воздуха для теплопередачи – наиболее простая конструкция;
  2. Применяющие тепловое излучение от инфракрасного источника. В качестве излучателей используются галогеновые лампы большой мощности, к которым добавляются отражающие элементы.

Конструктивные узлы паяльной станции

Самодельная паяльная станция с использованием фена состоит из следующих конструктивных элементов:

  • микросхема, управляющая нагревом;
  • паяльник;
  • электрический фен;
  • блок питания;
  • внешний кожух.

Главный элемент паяльной станции – фен, состоящий из нагревательной спирали и кулера. При его конструировании учитываются следующие особенности:

  1. Спираль из нихрома наматывается на керамический стержень и изолируется стеклотканью во избежание окисления;
  2. Для создания воздушного потока на выходе делается узкое сопло, диаметром около 0,5 см. Можно поставить втулку из огнестойкого материала;

Самодельный фен для паяльной станции

  1. Мощность нагрева обеспечивается не менее 0,4 кВт;
  2. В качестве вентилятора подойдет компьютерный кулер;
  3. В схему сборки необходимо включить термопару для управления температурным режимом.

Важно! Управление вентилятором должно осуществляться автоматически, его перезапуски вручную сделают процесс пайки невозможным.

Основные рекомендации

  1. Когда собирается паяльная станция своими руками, особое внимание уделяется схеме управления. Простейшее решение – купить микросхему в магазине, например, ATMEGA 328р. При самостоятельной сборке схемы используется плата из стеклотекстолита. Паять следует с максимальной осторожностью, стараясь не допускать излишнего нагрева;

Микросхема ATMEGA 328р

  1. Источником питания может служить импульсный БП на 24 В, обеспеченный защитой от перегрузки. Элементами схемы являются мощные MOS транзисторы, которые защищаются таким образом от избыточного нагрева;

Важно! Оптоэлектронная пара вместе с симистором выносится на обособленную плату, там же размещается охлаждающий радиатор. Применяемые светодиоды не должны быть рассчитаны на ток, больший 20 мА.

  1. Выбор паяльника осуществляется, исходя из мощности 50 Вт и наличия термопары.

Сборка паяльной станции

Подбирается подходящий металлический кожух для монтажа внутри него элементов управления станцией. Радиатор с выключателем будут размещены на задней панели кожуха, температурный индикатор – спереди.

Нагрев фена, паяльника, мощность наддува подстраиваются при помощи управляемых резисторов (10 кОм).

Сборка паяльной станции

Заключительный этап – регулировка собранного устройства. Берется термопара с температурным датчиком, и совершается замер реального нагрева жала включенного паяльника. Это же значение температуры надо установить на индикаторе паяльной станции, используя резистор. Идентичная процедура проводится с феном.

Паяльная станция с инфракрасным подогревом

Инфракрасная паяльная станция бывает необходима при ремонте микросхем BGA или компьютерных процессоров. Устройство состоит из верхней и нижней нагревательных секций и управляющего блока. Плата для пайки помещается между нагревательными секциями, где основную функцию разогрева выполняет верхняя, а нижняя – служит дополнительным тепловым экраном.

Паяльная станция с инфракрасным подогревом

Нагревателями являются галогеновые лампы, для которых монтируются подключающие разъемы в выбранном металлическом корпусе. Идентичная конструкция собирается для обеих секций, различие только в размерах. Для крепления верхней секции используется штативный или другой механизм с возможностью перемещения. Нагрев контролируется термопарами.

Управление нагревателями происходит при помощи микросхемы Arduino MAX6635, подключаемой к ПК. Основная сложность – найти подходящее ПО.

Это только две идеи для самостоятельной сборки паяльной станции, которые возможно дорабатывать или предлагать новые. Творческий подход и умелые руки избавят радиолюбителей от дополнительных финансовых трат и обеспечат их удобными инструментами для работы.

Видео

Оцените статью:

Как сделать УНЧ своими руками из подручных материалов?

В статье рассказывается, как сделать УНЧ своими руками из подручных материалов. Причем предпочтение будет отдано только тем конструкциям, которые сможет повторить даже начинающий любитель, умеющий лишь читать электрические схемы. Но обо всем по порядку. Прежде всего, следует отметить, что существует четыре типа схем: на лампах, транзисторах, микросхемах, а также смешанные, которые могут содержать несколько видов элементов.Например, предусилитель можно собрать на транзисторах, а оконечный - на лампах.

Какую схему выбрать?

Стоит определиться, чего вы ждете от устройства и в какой области собираетесь его применять. Это зависит от того, какая УНЧ-цепь будет использоваться. Но в любом случае, конечно, выбор современной элементной базы - наиболее эффективное решение. Обратите внимание на то, что у ламповой техники есть огромный недостаток - массивный блок питания. Да и найти сейчас трансформаторы будет крайне сложно.А если нет запаса ламп, то в случае выхода из строя одной из них вы потеряете свой усилитель. Изготовить УЛ на свои лампы своими руками довольно просто, только конструкция получается громоздкой.

Конструкции транзисторов выглядят более привлекательно, но у них есть и большой минус. При большой сложности схемы вы получаете очень низкую мощность. Вполне вероятно, что вы можете получить огромную печатную плату, на которой элементы будут располагаться вплотную друг к другу, а мощность всего этого устройства составляет не более 10 Вт.Поэтому остается третий вариант - использование микрочипов. Просто, надежно, прочно (при правильной эксплуатации).

Печатная плата

Устанавливать можно на небольшой площади, поэтому вам хватит куска фольгированного материала размером 30х30 мм. Но можно применить так называемую рыбку - текстолит с отверстиями для крепления элементов и небольшими участками металла вокруг них. Это будет наиболее оптимальное решение. Сделать простой ЛУ своими руками - дело нескольких минут.

Если есть только фольгированный текстолит, то на нем придется вырезать бороздки. Они позволят вам сделать несколько заплаток из меди на небольшой плате. На них будут крепиться все элементы усилителя. Обратите внимание на то, что блок питания может выполняться как отдельно от основной части УНЧ, так и вместе с ней.

Усилитель мощности

Как правило, для бытовых усилителей получается достаточно мощности в 9-18 вольт. Это стандартные значения напряжений, трансформаторы можно найти практически везде.Схема питания стандартная - трансформатор, четыре диода и конденсатор емкостью не менее 100 мкФ для избавления от переменной составляющей питающего напряжения.

Но многое зависит от того, какая схема УНЧ будет использоваться в вашем дизайне. Если вы планируете собирать маломощные УНЧ, то вам нужно посмотреть даташит микросхемы, которую вы собираетесь применить. Обратите особое внимание на строку, в которой указан диапазон питающих напряжений. Если допустимо снизить до 5 В, то можно использовать любое зарядное устройство от телефона.

Как собрать усилитель

УНЧ на микросхемах требует дополнительного охлаждения. Иногда даже маломощные конструкции выделяют много тепла. Поэтому для эффективного охлаждения важно использовать алюминиевые радиаторы.

Если вы собираете мощный UL своими руками, то стоит внимательно отнестись к вопросу охлаждения. Не исключено, что дополнительно потребуется установка кулера.

В целом сборка УНЧ рук не должна быть сложной. Все элементы подключаются по схеме.И после проверки контроля и целостности, подается питание и источник сигнала подключается ко входу. Конечно, для выхода нужна нагрузка - динамик. С исправной микросхемой усилитель начинает работать без каких-либо настроек. Стоит отметить, что схему усилителя лучше всего использовать ту, которая приведена в даташите микросхемы. Эти типовые схемы учитывают все, даже самые мелкие нюансы работы той или иной микросхемы. И это будет хорошо работать только с учетом этих нюансов.Используя схемы из непроверенных источников, вы рискуете повредить микросхему. И иногда его стоимость довольно высока.

p >>

Простой электронный термостат своими руками. Как сделать терморегулятор своими руками Простой электронный терморегулятор для холодильника

Соблюдение температурного режима - очень важное технологическое условие не только на производстве, но и в быту. Поскольку этот параметр настолько важен, он должен чем-то регулироваться и контролироваться.Выпускается огромное количество таких устройств, которые имеют множество функций и параметров. Но сделать терморегулятор своими руками иногда намного выгоднее, чем покупать готовый заводской аналог.

Создать термостат своими руками

Общая концепция регуляторов температуры

Устройства, которые фиксируют и одновременно регулируют заданное значение температуры, все чаще встречаются в производстве. Но они нашли свое место и в повседневной жизни. Для поддержания необходимого микроклимата в доме часто используют терморегуляторы для воды.Такие приспособления для сушки овощей или обогрева инкубатора делают своими руками. Подобная система может найти свое место где угодно.

В этом видео мы узнаем, что такое терморегулятор:


На самом деле большинство термостатов являются лишь частью общей схемы, которая состоит из следующих компонентов:

  1. Датчик температуры, который измеряет и фиксирует, как а также передача полученной информации в контроллер. Это происходит из-за преобразования тепловой энергии в электрические сигналы, распознаваемые устройством.Датчик может быть термометром сопротивления или термопарой, которые по своей конструкции имеют металл, который реагирует на изменения температуры и изменяет свое сопротивление под его воздействием.
  2. Аналитической единицей является сам регулятор. Он принимает электронные сигналы и реагирует в зависимости от своих функций, после чего передает сигнал на исполнительный механизм.
  3. Привод - это механическое или электронное устройство, которое при получении сигнала от устройства ведет себя определенным образом.Например, при достижении заданной температуры клапан перекрывает подачу охлаждающей жидкости. И наоборот, как только показания упадут ниже заданных значений, аналитический блок подаст команду на открытие клапана.

Это три основные части системы контроля температуры. Хотя, помимо них, в схеме могут участвовать и другие детали, например промежуточное реле. Но они выполняют лишь дополнительную функцию.

Принцип работы

Принцип, по которому работают все регуляторы, состоит в том, чтобы измерять физическую величину (температуру), передавать данные в схему блока управления, которая решает, что нужно делать в конкретном случае.

Если делать тепловое реле, то в простейшем варианте будет механическая схема управления. Здесь с помощью резистора устанавливается некий порог, при достижении которого на исполнительный механизм будет подаваться сигнал.

Чтобы получить дополнительную функциональность и возможность работы в более широком диапазоне температур, вам потребуется интегрировать контроллер. Это также поможет продлить срок службы устройства.

В этом видео вы можете посмотреть, как сделать терморегулятор для электрического отопления своими руками:

Самодельный терморегулятор

На самом деле схем изготовления термостата своими руками очень много.Все зависит от того, в какой сфере будет применяться такой продукт. Конечно, создать что-то слишком сложное и многофункциональное крайне сложно. А вот термостат, который можно использовать для обогрева аквариума или сушки овощей на зиму, можно создать с минимумом знаний.

Самая простая схема

Самая простая схема термостата своими руками имеет бестрансформаторный блок питания, который состоит из диодного моста с параллельно включенным стабилитроном, стабилизирующим напряжение в пределах 14 вольт, и гасящего конденсатора.Вы также можете добавить сюда стабилизатор на 12 вольт, если хотите.


Создание термостата не требует больших усилий и денежных вложений

Вся схема будет основана на стабилитроне TL431, который управляется делителем, состоящим из резистора 47 кОм, сопротивления 10 кОм и термистора 10 кОм. действует как датчик температуры. Его сопротивление уменьшается с повышением температуры. Резистор и сопротивление лучше всего подобраны для получения наилучшей точности отклика.

Сам процесс выглядит так: при напряжении больше 2.На управляющем контакте микросхемы образуется 5 вольт, затем он откроется, что включит реле, подающее нагрузку на исполнительный механизм.

Как сделать термостат для инкубатора своими руками, вы можете увидеть в представленном видео:

И наоборот, при падении напряжения ниже микросхема замкнется и реле выключится.

Во избежание дребезжания контактов реле необходимо выбирать его с минимальным током удержания. И параллельно входам нужно припаять конденсатор 470 × 25 В.

При использовании термистора NTC и уже использовавшейся микросхемы стоит сначала проверить их работоспособность и точность.

Таким образом, получается простейший прибор , регулирующий температуру. Но с правильными ингредиентами он отлично работает в самых разных областях.

Комнатный прибор

Такие терморегуляторы с датчиком температуры воздуха своими руками оптимальны для поддержания заданных параметров микроклимата в помещениях и емкостях.Он полностью способен автоматизировать процесс и управлять любым радиатором тепла, начиная от горячего водоснабжения и заканчивая десятками. В то же время термовыключатель имеет отличные рабочие характеристики. Причем датчик может быть как встроенным, так и выносным.

Здесь термистор, обозначенный на схеме R1, действует как термодатчик. В делитель напряжения входят R1, R2, R3 и R6, сигнал с которых поступает на четвертый вывод микросхемы операционного усилителя. Пятый контакт DA1 получает сигнал от делителя R3, R4, R7 и R8.

Сопротивления резисторов должны быть выбраны таким образом, чтобы при минимально низкой температуре измеряемой среды, когда сопротивление термистора максимальное, компаратор был положительно насыщен.

Напряжение на выходе компаратора 11,5 вольт. В это время транзистор VT1 находится в открытом положении, а реле К1 включает исполнительный или промежуточный механизм, в результате чего начинается нагрев. В результате повышается температура окружающей среды, что снижает сопротивление датчика.На входе 4 микросхемы напряжение начинает расти и в результате превышает напряжение на выводе 5. В результате компаратор входит в фазу отрицательного насыщения. На десятом выходе микросхемы напряжение становится примерно 0,7 вольт, что является логическим нулем. В результате транзистор VT1 закрывается, а реле выключается и выключает исполнительный элемент.

На микросхеме LM 311

Такой термоконтроллер своими руками рассчитан на работу с ТЭНами и способен поддерживать заданные температурные параметры в пределах 20-100 градусов.Это наиболее безопасный и надежный вариант, поскольку в нем используется гальваническая развязка датчика температуры и цепей управления, что полностью исключает возможность поражения электрическим током.

Как и большинство подобных схем, в ее основе лежит мост постоянного тока, в одном плече которого подключен компаратор, а в другом - датчик температуры. Компаратор отслеживает рассогласование схемы и реагирует на состояние моста, когда он пересекает точку баланса. В то же время он также пытается уравновесить мост с помощью термистора, изменяя его температуру.А термостабилизация может происходить только при определенном значении.

Резистор R6 устанавливает точку, в которой должен формироваться баланс. И в зависимости от температуры окружающей среды в этот баланс может входить термистор R8, позволяющий регулировать температуру.

На видео вы можете увидеть анализ простой схемы термостата:


Если заданная R6 температура ниже требуемой, значит сопротивление на R8 слишком велико, что снижает ток на компараторе. Это вызовет протекание тока и открытие полупроводника VS1. , который включит нагревательный элемент. Об этом сигнализирует светодиод.

При повышении температуры сопротивление R8 начнет уменьшаться. Мост будет стремиться к точке равновесия. На компараторе потенциал обратного входа постепенно уменьшается, а на прямом - увеличивается. В какой-то момент ситуация меняется, и процесс идет в обратном направлении. Таким образом, термоконтроллер своими руками включит или выключит сервопривод в зависимости от сопротивления R8.

Если LM311 отсутствует, то его можно заменить на отечественную микросхему КР554СА301. Получается простой терморегулятор своими руками с минимальной стоимостью, высокой точностью и надежностью работы.

Необходимые материалы и инструмент

Сама по себе сборка любой схемы электрического терморегулятора не требует много времени и сил. Но для изготовления термостата требуются минимальные знания электроники, комплект деталей по схеме и инструмент:

  1. Паяльник импульсный.Можно и обычный, но с тонким жалом.
  2. Припой и флюс.
  3. Печатная плата.
  4. Кислота для протравливания следов.

Достоинства и недостатки

Даже простой термостат, сделанный своими руками, имеет массу достоинств и положительных сторон. О заводских многофункциональных устройствах говорить вообще не приходится.

Регуляторы температуры позволяют:

  1. Поддерживать комфортную температуру.
  2. Экономьте энергию.
  3. Не вовлекайте человека в процесс.
  4. Наблюдать за повышением качества технологического процесса.

К недостаткам можно отнести дороговизну заводских моделей. Конечно, это не касается самодельных устройств. Но производственные, необходимые при работе с жидкими, газообразными, щелочными и другими подобными средами, имеют высокую стоимость. Особенно, если в устройстве должно быть много функций и возможностей.

В этой статье мы рассмотрим устройства, поддерживающие определенный тепловой режим или сигнализирующие о достижении заданной температуры.Такие устройства имеют очень широкий спектр применения: они могут поддерживать заданную температуру в инкубаторах и аквариумах, в теплых полах и даже быть частью умного дома. Для вас мы предоставили инструкцию, как сделать терморегулятор своими руками и с минимальными затратами.

Немного теории

Простейшие измерительные датчики, в том числе реагирующие на температуру, состоят из измерительного полуплечо с двумя сопротивлениями, эталонным и элементом, изменяющим свое сопротивление в зависимости от приложенной к нему температуры.Это более четко показано на рисунке ниже.

Как видно из схемы, резистор R2 является измерительным элементом самодельного термостата, а R1, R3 и R4 - опорным плечом прибора. Это термистор. Это токопроводящее устройство, которое меняет свое сопротивление при изменении температуры.

Элементом термостата, который реагирует на изменение состояния измерительного плеча, является интегральный усилитель в режиме компаратора. В этом режиме происходит резкое переключение вывода микросхемы из выключенного состояния в рабочее.Таким образом, на выходе компаратора у нас всего два значения «включено» и «выключено». Нагрузка микросхемы - вентилятор ПК. Когда температура достигает определенного значения в ножках R1 и R2, происходит сдвиг напряжения, вход микросхемы сравнивает значение на контактах 2 и 3, и компаратор переключается. Вентилятор охлаждает нужный объект, его температура падает, сопротивление резистора меняется, и компаратор выключает вентилятор. Таким образом, температура поддерживается на заданном уровне и вентилятор регулируется.

Обзор схем

Напряжение разницы с измерительного плеча подается на спаренный транзистор с высоким коэффициентом усиления, а электромагнитное реле действует как компаратор. Когда катушка достигает напряжения, достаточного для втягивания сердечника, она срабатывает и подключается через свои контакты исполнительных механизмов. При достижении заданной температуры сигнал на транзисторах падает, одновременно падает напряжение на катушке реле, и в какой-то момент размыкаются контакты и отключается полезная нагрузка.

Особенностью этого типа реле является наличие - это разница в несколько градусов между включением и выключением самодельного термостата, из-за наличия в цепи электромеханического реле. Таким образом, температура всегда будет колебаться на несколько градусов вокруг желаемого значения. Представленный ниже вариант сборки практически лишен гистерезиса.

Принципиальная электронная схема аналогового термостата для инкубатора:

Эта схема была очень популярна для повторения в 2000 году, но и сейчас она не потеряла своей актуальности и отлично справляется с возложенной на нее функцией.Если у вас есть доступ к старым деталям, вы можете собрать термостат своими руками практически бесплатно.

Сердце самоделки - интегральный усилитель К140УД7 или К140УД8. В данном случае он связан с положительной обратной связью и является компаратором. Термочувствительный элемент R5 представляет собой резистор ММТ-4 с отрицательным ТКЕ, а это значит, что при нагревании его сопротивление уменьшается.

Удаленный датчик подключается через экранированный провод. Для уменьшения и ложного срабатывания устройства длина провода не должна превышать 1 метр.Нагрузка регулируется тиристором VS1, и максимально допустимая мощность подключенного нагревателя зависит от его номинала. При этом на 150 Вт электронный тиристорный ключ необходимо установить на небольшой радиатор для отвода тепла. В таблице ниже приведены рейтинги радиоэлементов для сборки терморегулятора в домашних условиях.

Устройство не имеет гальванической развязки от сети 220 Вольт, будьте внимательны при настройке, на элементах регулятора присутствует сетевое напряжение, опасное для жизни.После сборки обязательно заизолируйте все контакты и поместите устройство в непроводящий корпус. На видео ниже показано, как собрать транзисторный термостат:

.

Самодельный транзисторный термостат

Теперь мы расскажем, как сделать терморегулятор для теплого пола. Схема работы скопирована с серийного образца. Полезно для тех, кто хочет просмотреть и повторить, или как образец для устранения неполадок устройства.

Центр схемы - микросхема стабилизатора, подключенная необычным образом, LM431 начинает пропускать ток выше 2.5 вольт. Это как раз размер данной микросхемы. опорное напряжение внутреннего источника. При меньшем значении тока ничего не пропускает. Эта функция стала использоваться во всевозможных схемах термостатов.

Как видите, осталась классическая схема с измерительным плечом: R5, R4 - дополнительные резисторы, а R9 - термистор. При изменении температуры напряжение на входе 1 микросхемы смещается, и если оно достигает порога срабатывания, то напряжение идет дальше по цепи.В этой конструкции нагрузкой для микросхемы TL431 являются светодиод индикации работы HL2 и оптопара U1, для оптической развязки силовой цепи от цепей управления.

Как и в предыдущей версии, устройство не имеет трансформатора, но питается от цепи гасящего конденсатора C1, R1 и R2, поэтому оно также находится под опасным для жизни напряжением, и при работе с ним необходимо соблюдать особую осторожность. схема. Для стабилизации напряжения и сглаживания пульсаций сетевых скачков в схему устанавливают стабилитрон VD2 и конденсатор С3.На приборе установлен светодиод HL1 для визуальной индикации наличия напряжения. Элементом регулирования мощности является симистор VT136 с небольшой обвязкой для управления через оптрон U1.

При этих характеристиках диапазон регулирования находится в пределах 30-50 ° C. Несмотря на кажущуюся сложность конструкции, его легко настроить и легко повторить. Наглядная схема термостата на микросхеме TL431 с внешним источником питания 12 В для использования в системах домашней автоматизации представлена ​​ниже:

Этот термостат может управлять вентилятором компьютера, реле мощности, световыми индикаторами и звуковой сигнализацией.Для контроля температуры паяльника есть интересная схема, использующая ту же интегральную схему TL431.

Для измерения температуры ТЭНа используется биметаллическая термопара, которую можно позаимствовать с выносного счетчика в мультиметре или купить в специализированном магазине радиодеталей. Для повышения напряжения с термопары до уровня срабатывания TL431 на LM351 установлен дополнительный усилитель. Управление осуществляется через оптрон MOC3021 и симистор T1.

При подключении термостата к сети необходимо соблюдать полярность, минус регулятора должен быть на нулевом проводе, иначе на корпусе паяльника через провода термопары появится фазное напряжение. Это главный недостаток данной схемы, ведь далеко не всем хочется постоянно проверять, подключена ли вилка к розетке, и если этим пренебречь, можно получить поражение электрическим током или повредить электронные компоненты при пайке. Диапазон регулируется резистором R3.Такая схема обеспечит длительную работу паяльника, исключит его перегрев и повысит качество пайки за счет стабильности температурного режима.

Еще одна идея по сборке простого терморегулятора обсуждается в видео:

Терморегулятор на микросхеме TL431

Простой регулятор для паяльника

Разобранных образцов терморегуляторов вполне достаточно для удовлетворения потребностей домашнего мастера ... Схемы не содержат дефицитных и дорогих запчастей, легко повторяются и практически не нуждаются в корректировке.Эти самоделки легко приспособить для регулирования температуры воды в баке водонагревателя, контроля температуры в инкубаторе или теплице, модернизации утюга или паяльника. Кроме того, вы можете восстановить старый холодильник, переделав регулятор для работы с отрицательными температурами, заменив сопротивления в измерительном рычаге. Надеемся, наша статья была интересной, вы сочли ее полезной для себя и поняли, как сделать термостат своими руками в домашних условиях! Если у вас остались вопросы, смело задавайте их в комментариях.

Электронный термостат для холодильника поможет в тех случаях, когда ваш собственный (заводской) термостат неисправен или его точность перестала быть достаточной. В более старых холодильниках используется механический термостат температуры, использующий жидкость или газ, залитый в капилляр.

При изменении температуры изменяется и давление внутри капилляра, которое передается на мембрану (сильфон). В результате термостат включает и выключает компрессор холодильника.Конечно, такая система термостатирования имеет невысокую точность, а ее детали со временем изнашиваются.

Описание работы термостата холодильника

Как известно, температура хранения продуктов в холодильнике должна составлять + 2 ... 8 градусов Цельсия. Рабочая температура холодильника +5 градусов.

Электронный термостат для холодильника характеризуется двумя параметрами: температурой запуска и остановки (или средней температурой плюс значение гистерезиса) компрессора.Гистерезис необходим, чтобы компрессор холодильника не включался слишком часто.

Эта схема предусматривает гистерезис 2 градуса при средней температуре 5 градусов. Таким образом, компрессор холодильника включается при достижении температуры + 6 градусов и выключается при падении до + 4 градусов.

Этого температурного диапазона достаточно для поддержания оптимальной температуры хранения продуктов, и в то же время он обеспечивает комфортную работу компрессора, предотвращая чрезмерный износ.Это особенно важно для старых холодильников, в которых для запуска двигателя используются тепловые реле.

Электронный термостат является подходящей заменой оригинального термостата. Термостат считывает температуру с помощью датчика, сопротивление которого изменяется в зависимости от изменения температуры. Для этих целей часто используется термистор (NTC), но проблема заключается в его низкой точности и необходимости калибровки.

Чтобы обеспечить точную установку контролируемой температуры и избавиться от многочасовой калибровки, в этой версии был выбран термостат для холодильника.Это интегральная схема, линейно откалиброванная в градусах Цельсия с коэффициентом 10 мВ на градус Цельсия. Из-за того, что пороговая температура близка к нулю, относительное изменение выходного напряжения велико. Следовательно, сигнал с выхода датчика можно контролировать с помощью простой схемы, состоящей всего из двух транзисторов.

Поскольку выходное напряжение слишком низкое, чтобы открыть транзистор VT1, датчик LM35 включается как источник тока. Его выход нагружен резистором R1, поэтому ток на нем изменяется пропорционально температуре.Этот ток вызывает падение на резисторе R2. Падение напряжения контролирует работу транзистора VT1. Если падение напряжения превышает пороговое напряжение перехода база-эмиттер, транзисторы VT1 и VT2 открываются, включается реле К1, контакты которого подключаются вместо контактов старого термостата.

Резистор R3 создает положительную обратную связь ... Это добавляет небольшой ток к R2, который смещает порог и, таким образом, обеспечивает гистерезис. Катушка электромагнитного реле должна быть рассчитана на 5... 6 вольт. Контактная пара реле должна выдерживать требуемые ток и напряжение.

Датчик LM35 находится внутри холодильника в подходящем месте. Резистор R1 припаян непосредственно к датчику температуры, что, в свою очередь, позволяет подключать LM35 к печатной плате всего двумя проводами.

Провода, соединяющие датчик, могут вносить шум в цепь, поэтому для подавления шума добавлен конденсатор C2. Схема питается от встроенного блока питания на 5 вольт.Потребление тока в основном зависит от типа используемого реле. должны быть надежно изолированы от сети.

Большим преимуществом этой схемы является то, что она начинает работать сразу после первого запуска и не требует калибровки или регулировки. Если возникнет необходимость немного изменить уровень температуры, то это можно сделать, подобрав сопротивления R1 или R2. Сопротивление R3 определяет величину гистерезиса.

Портативный USB-осциллограф, 2 канала, 40 МГц....

В дождливую, снежную или слякотную погоду всегда необходимо сушить обувь после улицы. Чтобы не надевать каждый раз к радиатору мокрую обувь, было решено сделать маломощный пол с подогревом для сушки обуви в коридоре, у входной двери ... Как известно, контролировать температуру теплого пола нужно нужен терморегулятор, его можно купить, но собрать прибор своими руками гораздо приятнее.

Технические характеристики:

  • Максимальный коммутируемый ток: в зависимости от используемого симистора и его охлаждения.
  • Рабочее напряжение: ~ 230 В
  • Диапазон температур при указанных номинальных значениях: + 35 ... + 55 ° C
  • Датчик температуры: выносной, тип NTC (отрицательный температурный коэффициент)

Работа термостата

В момент включения прибора сетевое переменное напряжение через бестрансформаторный блок питания (R1, R2, C1, C3, C5, VD1, VD2) выпрямляется и стабилизируется до 15В, зеленый светодиод указывает на наличие напряжения. Делитель, состоящий из R4, R5 и R9, устанавливает порог включения / выключения термостата, а поскольку пол холодный, R9 (термистор) имеет максимальное сопротивление около 10 кОм, при этом напряжение выше 2.На регулирующий вход стабилитрона TL431 через R4, R5 подается 5В, стабилитрон открыт. Ток течет по цепочке VD3, R6, HL2, U1, оптосимистор разомкнут, красный диод указывает на это. Открытый оптосимистор U1 образует делитель R7, R8, C2, симистор VS1 включается, пол нагревается. В момент повышения температуры пола сопротивление датчика R9 (термистора) уменьшается и, как следствие, наступает момент, когда напряжение на регулирующем входе стабилитрона становится ниже опорного 2.5V, TL431 замыкается, затем замыкается оптосимистор и симистор, красный светодиод гаснет, нагревательная секция отключена. По мере остывания пола на несколько градусов процесс повторяется, прибор поддерживает заданную температуру.

Настройка и установка

R4 устанавливает максимальную температуру, чем меньше сопротивление R4, тем выше максимальная температура нагрева секции нагрева. R5 устанавливает минимальную температуру, чем выше рейтинг сопротивления R5, тем шире диапазон регулирования температуры.R9 (термистор) - это датчик температуры, он снижает свое сопротивление при повышении температуры, поэтому он контролирует включение / выключение термостата в зависимости от температуры пола. С помощью R7 можно регулировать мощность на выходе термостата.

Порог включения / выключения термостата должен быть установлен после установки датчика R9. Выводы датчика следует изолировать, например, термоусадочной трубкой.

Датчик следует устанавливать рядом с нагревательной секцией, например, между витками нагревательного кабеля.

Все кабели и датчик должны быть замазаны, а концы должны быть выведены в распределительную коробку. В дальнейшем на этом полу будет выложена плитка.

В моем случае корпус термостата сделан из ненужной розетки RJ-45

Плата разведена и подогнана под конкретный случай. И да, советую использовать угловые винтовые клеммы с прямыми клеммами будет очень неудобно.

Мощность нагревательной секции 300Вт, симистор необходимо установить через слюдяную прокладку на радиатор подходящего размера площадью 50 см2.Если мощность нагревательной секции не превышает 150Вт, то можно обойтись без радиатора.

Всем удачи! Заботиться о своем здоровье!

Внимание! Схема термостата не имеет защиты от перегрева нагревательной секции!

З.Ы .: Смотрите комментарии к статье.

Перечень радиоэлементов
Обозначение Тип Номинал Кол-во Примечание Магазин Моя записная книжка
Полупроводниковые элементы
VS1 Симистор

BT136-600E

1 BT139-600 В блокнот
U1 Оптопара

MOC3061M

1 MOC3041 В блокнот
VD1 Диодный мост

DB104

1 В блокнот
VD2 Стабилитрон

1N4744A

1 В блокнот
VD3 IC опорного напряжения

TL431

1 В блокнот
HL1 Светодиод L-132XGD 1 зеленый В блокнот
HL2 Светодиод L-132XID 1 Красный В блокнот
Резисторы
R1 Резистор

1 мОм

1 В блокнот
R2 Резистор

51 Ом 1Вт

1 В блокнот
R3 Резистор

2.2 кОм

1 В блокнот
R4 Резистор

18 кОм

1 * В блокнот
R5 Переменный резистор 20 кОм 1 * В блокнот
R6 Резистор

1,1 кОм

1 В блокнот
R7 Резистор

270 Ом

1 * В блокнот
R8 Резистор

30 кОм

1

Многие полезные вещи, которые помогут повысить комфорт в нашей жизни, легко собрать своими руками.То же самое и с термостатом (также называемым термостатом).

Этот прибор позволяет включать и выключать необходимое охлаждающее или нагревательное оборудование, регулируя при этом определенные изменения температуры в месте установки.

Например, при сильных морозах он может самостоятельно включить обогреватель, расположенный в подвале. Поэтому стоит задуматься, как можно сделать такое устройство своими руками.

Как это работает

Принцип работы термостата довольно прост, поэтому многие радиолюбители для оттачивания мастерства изготавливают самодельные приборы.

Можно использовать множество различных схем, но наиболее популярной является микросхема компаратора.

Этот элемент имеет несколько входов, но только один выход. Таким образом, на первый выход подается так называемое «опорное напряжение», имеющее значение заданной температуры. На второй подается напряжение напрямую от датчика температуры.

После этого компаратор сравнивает два значения. Если напряжение с датчика температуры имеет некоторое отклонение от «эталонного», на выход подается сигнал, который должен включить реле.После этого напряжение подается на соответствующее устройство нагрева или охлаждения.

Производственный процесс

Итак, давайте посмотрим на процесс самостоятельного изготовления простого термостата на 12 В с датчиком температуры воздуха.

Все должно быть так:

  1. Для начала нужно подготовить корпус. Лучше всего в этой емкости использовать старый электросчетчик, например «Гранит-1»;
  2. На основе того же счетчика оптимальнее собрать схему.Для этого ко входу компаратора необходимо подключить потенциометр (обычно он отмечен знаком «+»), который дает возможность установить температуру. Датчик температуры LM335 необходимо подключить к знаку «-», обозначающему обратный вход. В этом случае, когда напряжение на «плюсе» больше, чем на «минусе», на выход компаратора будет отправлено значение 1 (то есть высокое). После этого регулятор подаст питание на реле, которое в свою очередь включит, например, котел отопления.Когда напряжение, подаваемое на «минус», больше, чем «плюс», на выходе компаратора снова будет 0, после чего реле также выключится;
  3. Для обеспечения разницы температур, другими словами для работы термостата, допустим при 22 включении и при 25 выключении с помощью термистора создать обратную связь между «плюсом» компаратора и его выходом. ;
  4. Для обеспечения питания рекомендуется делать трансформатор из катушки. Его можно взять, например, от старого электросчетчика (он должен быть индуктивного типа).Дело в том, что на катушке можно сделать вторичную обмотку. Для получения нужного напряжения 12 В достаточно будет намотать 540 витков. При этом для того, чтобы они подошли, диаметр проволоки должен быть не более 0,4 мм.

Совет мастера: для включения ТЭНа лучше всего использовать клеммную колодку счетчика.

Мощность нагревателя и установка термостата

В зависимости от уровня выдерживаемой мощности контактов используемого реле будет зависеть и мощность самого нагревателя.

В случаях, когда значение составляет примерно 30 А (это уровень, на который рассчитаны автомобильные реле), можно использовать нагреватель мощностью 6,6 кВт (исходя из расчета 30x220).

Но сначала желательно убедиться, что вся проводка, а также автомат выдерживают необходимую нагрузку.

Полезно отметить: любители самоделок могут сделать своими руками электронный термостат на основе электромагнитного реле с мощными контактами, выдерживающего токи до 30 ампер.Такой самодельный прибор можно использовать для различных бытовых нужд.

Установка термостата должна производиться почти в самом низу стены помещения, так как именно там скапливается холодный воздух. Не менее важным моментом является отсутствие тепловых помех, которые могут повлиять на устройство и тем самым сбить его с толку.

Например, он не будет работать должным образом, если он установлен на сквозняке или рядом с электроприбором, сильно выделяющим тепло.

Настройка

Для измерения температуры лучше использовать термистор, у которого электрическое сопротивление изменяется при изменении температуры.

Следует отметить, что версию термостата, созданную из датчика LM335, указанного в нашей статье, настраивать не нужно.

Достаточно просто знать точное напряжение, которое будет приложено к «плюсу» компаратора. Узнать можно с помощью вольтметра.

Необходимые в определенных случаях значения можно рассчитать по следующей формуле: V = (273 + T) x 0,01. В этом случае T будет обозначать желаемую температуру в градусах Цельсия. Следовательно, для температуры 20 градусов значение будет 2.93 В.

Во всех остальных случаях напряжение необходимо проверять опытным путем. Для этого используется цифровой термометр типа TM-902S. Чтобы обеспечить максимальную точность настройки, датчики обоих устройств (имеется в виду термометр и термостат) предпочтительно должны быть прикреплены друг к другу, после чего можно будет проводить измерения.

Посмотрите видео, в котором популярно объясняется, как сделать термостат своими руками:

Как сделать нестандартную печатную плату своими руками

Перед тем, как начать, вы должны знать, что есть компании, специализирующиеся на производстве этих печатных плат на заказ; Вам просто нужно отправить им дизайн, а они позаботятся обо всем остальном, что значительно упростит задачу, хотя и будет стоить дорого.Однако в этом руководстве мы собираемся научить вас создавать собственные печатные платы в домашних условиях, хотя это правда, что, конечно, они вам понадобятся. инструменты , которые, правда, не у всех есть дома в обычном порядке и, следовательно, нацелены на любителей DIY (сделай сам, сделай сам), которые уже кое-что знают.

Что такое печатная плата и для чего она используется?

PCB означает Печатная плата , также называемая электронной картой или печатной платой.Это поверхность, состоящая из дорожек, дорожек или шин из проводящего материала, ламинированных на непроводящей основе, то есть на самом деле это только соединительная пластина, на которую затем могут быть приварены компоненты устройства, которое будет изготовлено. . . Вы могли бы сказать, что, например, материнская плата ПК на самом деле состоит из огромной печатной платы.

Печатные платы используются для электрического соединения различных электрических компонентов посредством токопроводящих дорожек, при этом механически поддерживая все компоненты посредством непроводящей платы.

Например, мы могли бы сделать материнскую плату ПК, просто соединив все компоненты напрямую кабелями, но, помимо огромного беспорядка с подключением, все было бы «в эфире», и ничто не могло бы это поддержать; С печатной платой все организовано, с легким доступом, а также на прочной и прочной поверхности.

Печатная плата , производящая и сборка компонентов, как правило, автоматический , что позволяет производить его массовое производство и делает сборку более экономичной и надежной.Однако это не означает, что вы можете сделать свою собственную печатную плату дома, если у вас есть подходящие компоненты и достаточно навыков для этого, поэтому давайте посмотрим, как бы это было, если бы вы все же решили это сделать.

Как сделать нестандартную печатную плату

Очевидно, первое, что нужно сделать, это PCB layout , который может быть сложнее или проще в зависимости от того, как вы его используете (это зависит от вас). Вы можете использовать такие программы, как EasyEDA O PCBWizard , а также с очень продвинутыми инструментами, такими как Autodesk Eagle .Мы не собираемся вдаваться в программную часть, но, конечно, вам нужно иметь электрическую схему наготове, чтобы знать, как сделать заказную печатную плату заранее.

Una vez que tengas el disño hecho en el software, necesitarás una impresora láser para imprimirlo (ojo porque para esto no vale una impresora de inyección de tinta por los sedimentos que deja en el papel) en forma de espejote de los quegimesu y debes lostgimesurarte de que в одной глянцевой бумаге (вы можете повторно использовать, например, обложку журнала для этого).

Когда все будет готово, вам понадобится кусок меди CEM, обрезанный по размеру для модели, которую вы только что напечатали. Необходимо следить за тем, чтобы поверхность меди была как можно более гладкой и идеально чистой; Для этого хорошо очистите его с помощью мочалки и средства для мытья посуды, ополосните и полностью вытрите бумажными полотенцами или сухой тканью. После высыхания протрите всю поверхность медицинским спиртом, чтобы удалить оставшиеся остатки.

Теперь наступает очень деликатный шаг, потому что от него зависит качество печатной платы: на сложенном листе, как показано на следующем рисунке, вам нужно поместить медную деталь и электрическую схему поверх нее; Напоминаем, что важно, чтобы бумага имела глянцевую поверхность и чтобы печать была сделана на лазерном принтере, и на следующем шаге вы поймете, почему; Поместите сторону для печати на медную фольгу и сложите бумагу.

Теперь вам нужно поместить его (старайтесь не двигаться) на гладкую твердую поверхность, которая не горит легко, например деревянную доску, и буквально погладить ее утюгом на полной мощности. В результате мы получим, что впечатление от схемы создается на блестящей поверхности, которую мы использовали, и с теплом она передается на медную фольгу.

Примерно через 5 минут нагревания (или меньше, в зависимости от прочности утюга) будет достаточно.Затем очень осторожно и с защитой нужно положить медную фольгу с наклеенной бумагой в холодную воду, чтобы она отслоилась.

Когда он остынет, вы можете удалить его, а когда вы удалите бумагу, вы увидите, что отпечаток выгравирован на медной пластине. Если вы видите, что отпечаток схемы не полностью перенесен на медную пластину, вы можете провести по линиям или точкам несмываемым маркером, желательно черным (чтобы он больше отображался на поверхности).

Теперь вам понадобится немного химии , а для этого вам понадобится перекись водорода , порошок лимонной кислоты Да sal fina common. В пластиковый контейнер нужно добавить 100 мл перекиси водорода, 30 граммов порошковой лимонной кислоты и 5 граммов соли. Тщательно перемешайте (не волнуйтесь, он не ядовитый), пока хорошо не смешается.

Теперь вы должны оставить свою медную пластину в этом растворе, который мы создали; Произойдет химическая реакция (которую можно ускорить, если немного нагреть), и вы увидите, что электронная плата начинает медленно пузыриться и становится зеленой (нет, печатные платы обычно не зеленые из-за этого), а через некоторое время , синий.

Зеленый / синий цвет обусловлен химической реакцией, отделяющей медь от платы CEM, и вы узнаете, что процесс завершен, потому что теперь плата полупрозрачна. Он должен выглядеть примерно так, и вы увидите, что черный отпечаток (и / или перманентный маркер) именно таков, что медная часть под ним преобладает над химическим раствором. Другими словами, теперь полупрозрачная часть не является проводящей, а черная часть - токопроводящей.

Практически у вас есть готовая индивидуальная печатная плата, но теперь вам нужно будет точно удалить тонер / маркер, и для этого вы можете просто сделать это с помощью ватного диска и спирта.Вы увидите, что под черным цветом появляется проводящая медь.

Теперь вы можете использовать небольшую дрель или электрический пробойник (на самом деле, более рекомендуется), чтобы пробить точки, в которых компоненты должны быть сварены.

Хотя мы уже сделали медные провода, и они токопроводящие, рекомендуется проверить их с помощью олова и паяльника.

Как только это будет сделано, ваша пользовательская печатная плата будет полностью готова, и вы сможете припаять необходимые компоненты в соответствии с созданным вами дизайном.

Производитель компьютерных комплектов Кано выпускает самодельные камеры, динамики и комплекты пикселей - Quartz

Шестилетний двоюродный брат Алекса Кляйна поставил перед ним задачу три года назад: «Я хочу сделать свой собственный компьютер. Но он должен быть таким же простым и увлекательным, как Lego, чтобы никто меня не учил, как это делать ».

Вскоре после этого Кляйн, самопровозглашенный «компьютерный энтузиаст», вместе с Йонатаном Раз-Фридманом основал Кано и создал комплект для самостоятельной сборки компьютера. Он содержал Raspberry Pi, британскую микроплату за 35 долларов в качестве мозга и кучу недорогих компонентов из Шэньчжэня, Китай: беспроводную клавиатуру, динамик, модульную вилку питания, SD-карту с SD-кард-ридером и многое другое. части.Затем Кляйн вручил детям наборы в стиле Лего за 150 долларов с пошаговым сборником рассказов на базовом английском языке с иллюстрациями, юмором и анекдотами. (Цифровые переводы доступны на китайском, немецком, испанском, арабском, французском, японском, хинди, иврите и португальском языках.)

«Технология обучения программированию, которая появилась в то время и все еще находится в духе времени. - это была брокколи и брюссельская капуста », - сказал Кляйн Quartz. «Это было очень важно:« Научись делать это, чтобы однажды стать Марком Цукербергом »или« Научись делать это, иначе ты будешь бедным и безработным.Кляйн хотел сделать это более увлекательным для следующего поколения программистов: творить искусство, создавать музыку, управлять миром вокруг себя.

Хотя продукты предназначены для детей в возрасте от 6 до 14 лет, люди старше 80 лет экспериментировали с настраиваемым набором. С 2014 года более 100000 комплектов было отправлено в более чем 86 стран мира. (Половина была продана американцам и на 20% больше - в Великобритании). Kano World, онлайн-сообщество программистов-любителей Кано, поделилось более чем 19 миллионами. строк кода пока.Наборы также используются в более чем 4000 образовательных программах по всему миру.

Сегодня (27 сентября) компания возвращается на Kickstarter, чтобы запустить кампанию стоимостью 500 000 долларов для серии настраиваемых наборов, которые позволяют детям создавать проекты с использованием реальных приложений. Когда компания представила свой первый проект на Kickstarter в конце 2013 года, она поставила цель в 100 000 долларов - в итоге она собрала более 1,5 миллиона долларов от более чем 13 000 спонсоров, включая соучредителя Apple Стива Возняка.

Предстоящие продукты включают набор пикселей (который отображает узоры со светодиодной подсветкой), комплект камеры и комплект динамиков - каждый из них продается по цене 129 долларов США.99 - который будет выпущен в течение 2017 года. На каждом устройстве есть место для одновременного хранения до трех предварительно загруженных приложений; их можно менять местами в любое время. На этот раз компания отказалась от Raspberry Pi и разработала собственный одноплатный компьютер. Комплекты второго поколения также поставляются с аналогичными руководствами, похожими на сборники рассказов. Все устройства работают от батарей и могут работать автономно от экрана после того, как они были запрограммированы, что делает их портативными.

Pixel Kit

Aaron Hinchion (Kano)

Pixel Kit

Световая панель со 128 светодиодными индикаторами может отображать данные из облака или спортивные результаты.Его можно использовать для создания игр, визуализации звуков и создания иллюстраций в 1,7 миллиона цветов.

Кляйн утверждает, что никто не предоставил потребителям доступ к огромному количеству доступных компонентов, поступающих из китайских цепочек поставок для использования в повседневной жизни. Например, Pixel Kit поставляется с датчиком наклона, который реагирует на движение, изменяя наличие и интенсивность света.

Доставка намечена на январь 2017 года, но первые 2000 спонсоров Kickstarter могут получить свои Pixel Kits к праздникам в конце этого года, сообщила компания Quartz.

Дата выпуска: Январь 2017

Комплект камеры

Аарон Хинчион (Кано)

Комплект камеры

Эта простая в сборке 5-мегапиксельная кодируемая камера почти такая же мощная, как и камера iPhone 5 »[Это поколение ] выражается в первую очередь с помощью фотофильтров и алгоритмов смены лица, которые были разработаны в какой-то закрытой лаборатории в Купертино », - сказал Кляйн, имея в виду местонахождение штаб-квартиры Apple в Калифорнии. «Разве у нас не должно быть возможности создать это для себя, если мы собираемся снимать эти фото и видео каждый день?»

Вы можете запрограммировать камеру для выполнения различных функций, например, делать снимок, когда вы хлопаете в ладоши, использовать определенный фотофильтр, делать снимки заката и использовать вспышку.Камера оснащена датчиком с подключением по принципу «включай и работай», который использует инфракрасные лучи для обнаружения движения. Вы можете запрограммировать камеру, чтобы делать что-то вроде фотосъемки каждый раз, когда ваш питомец входит в комнату, используя этот датчик.

Дата выпуска: Май 2017

Комплект динамиков

Аарон Хинчион (Кано)

Комплект динамиков

Интеллектуальный динамик можно использовать вместе с датчиком жестов. Это означает, что пользователи смогут управлять динамиком, используя свое движение и местоположение.Например, громкость можно регулировать, перемещая руку ближе к датчику, подключенному к динамику, и от него.

Кроме того, к динамикам можно подключать другие устройства, чтобы они могли делать больше, чем просто воспроизводить музыку: они могут быть запрограммированы на запись, управление и синтез пользовательских звуков и электронной музыки.

Дата выпуска: Июль 2017 г.

Толстопленочные схемы - обзор

2.3.3 Исходные материалы для стекла

Исходным материалом для обработки стекла является стеклянная шихта.Стеклянная шихта изготавливается из различных материалов, некоторые из которых добываются на земле и используются всего за несколько этапов подготовки, а некоторые более очищены (например, порошки оксидов металлов). При нагревании порошкообразная стеклянная шихта превращается в гомогенный стекломассу. Периодическое смешивание, плавление и формование обычно выполняются последовательно на одном предприятии. Схема на рис. 2.17 показывает типичное сырье, используемое в партии для создания натриево-известково-кремнеземного стекла, а также процесс смешивания, который включает добавление стеклобоя (обрезков битого стекла).Другие этапы процесса, функции и термины обсуждаются ниже и в следующих главах. В основе комплексного подхода лежит экономика. Образование расплава стекла требует значительных затрат энергии, поэтому прямое образование продукта из расплава является предпочтительным.

Рисунок 2.17. Схема стекольного завода, показывающая последовательную интеграцию операций дозирования, плавления и формовки. Исходные материалы представляют собой, например, натриево-кальциево-силикатное стекло.

Из US DOE / OIT (2002).

Альтернативой интегрированному способу является создание расплава, как на схеме выше, с последующим формированием стеклянного порошка вместо продукта.Затем стеклянный порошок отправляется в качестве исходного материала клиентам, выполняющим процессы формования. Затраты на транспортировку и переплавку слишком велики для использования этого маршрута в производстве товарных стеклянных изделий, таких как плоское стекло, стекловолокно и тара. Однако некоторые изделия из стекла изготавливаются именно таким способом. Стеклянные порошки, иногда известные как фритта, готовятся и используются для формования, а также для множества других применений. Например, стеклянные порошки комбинируются с металлическими порошками для изготовления токопроводящих красок для толстопленочных схем.Они также используются в качестве добавок для улучшения характеристик спекания поликристаллической керамики.

Дозирование стекла . Материалы в стеклянной партии поступают из разных источников и имеют разные функции. Общие ингредиенты стеклянной шихты перечислены в таблице 2.6. Ингредиенты либо обеспечивают оксид металла для стеклянной композиции, либо являются добавками, которые помогают производить однородный расплав. В последней категории очищающие агенты используются для удаления пузырьков газа из расплава, а флюсы и ускорители плавления образуют низкотемпературный расплав, необходимый для растворения огнеупорных компонентов, таких как кремнезем.Во втором случае флюс способствует плавлению и действует как источник критического компонента в составе стекла. Подробнее о процессе плавления стекла см. В главе 3.

Таблица 2.6. Обычное сырье для партий стекла a

Основные ингредиенты натронно-известково-кремнеземных стекол добываются из земли, а затем используются после нескольких этапов, таких как промывка и дробление. Основным компонентом, кремнеземом, является стеклообразователь в основных предметных стеклах (например, плоское стекло, тарное стекло), а также в большинстве специальных стекол.Кремнезем содержится в отложениях песка и песчаника в виде кварца. После нескольких стадий дробления и разделения исходный материал представляет собой SiO 2 с чистотой> 99% и с соответствующим диапазоном размеров частиц (см. Ниже). В кварцевых песках наиболее опасной примесью является оксид железа, который вызывает коричневый цвет стекла. Кальцинированная сода - второй важный ингредиент в стеклянной шихте. Он действует как флюс, понижая температуру плавления и вязкость стекла. Соляной кек также может использоваться как источник натрия и как ускоритель плавления в сочетании с кальцинированной содой.Соляной кек и кальцинированная сода образуют эвтектический расплав с низкой температурой плавления, который растворяет кремнезем. И кальцинированная сода, и соляной кек находятся в естественных отложениях и используются после нескольких подготовительных шагов для уменьшения размера частиц и повышения чистоты. Наконец, известняк обеспечивает стекло оксидом кальция, еще одним модификатором. Оксид кальция улучшает химическую стойкость натриево-силикатных стекол. Известняк (и другие исходные карбонатные материалы) разлагаются при нагревании с образованием газообразного диоксида углерода. Пузырьки газа помогают перемешивать и гомогенизировать расплав, но в конечном итоге эти пузырьки необходимо удалить перед операцией формования стекла.

Состав партии (т.е. относительные количества ингредиентов) основан на желаемом конечном составе стекла, а также на необходимости получения однородного расплава стекла. Может показаться логичным выбрать один исходный материал для каждого из желаемых компонентов оксида металла в стекле, но из-за доступности и стоимости сырья более сложные рецептуры являются обычным делом. Например, оксид алюминия входит в состав некоторых составов стекла для обеспечения прочности. Глинозем добавляется в стеклянную шихту в виде полевого шпата вместо глинозема из процесса Байера; полевой шпат легче вводится в расплав стекла и дешевле.Использование полевого шпата также обеспечивает получение кремнезема и оксидов щелочных или щелочноземельных металлов. При составлении партии также учитываются характеристики плавления и степени окисления в расплаве.

Расчеты партии обычно основаны на необходимости производства конечного стекла определенного веса. Пример расчета партии стекловолокна E-типа приведен в Примере 2.3. В этом примере стеклобой не включен для простоты, но в большинстве стаканов стеклобой является важным ингредиентом. Как показано на рис. 2.17, стеклобой, образовавшийся в процессе формования, подается обратно в шихту стекла.Этот тип внутренней рециклинга отмечен и для металлов. Добавление стеклобоя в шихту не только обеспечивает экономию затрат, но и улучшает характеристики плавления шихты.

Пример 2.3

Приготовьте замес стекла для получения 1000 г стекловолокна Е-типа. В Таблице 2.5 представлен состав стекла, а в Таблице 2.6 - сырье. Также найдите общую потерю веса при переработке сырья в стекло.

Сначала мы можем указать состав и определить количество молей каждого из оксидных компонентов, необходимых в конечных 1000 г стекла.

903 903 903
Компонент Вес% Вес конечного стекла (г) Молекулярный вес (г / моль) Молей в конечном стекле
SiO 2 60 9,0
Al 2 O 3 14 140 102 1,4
B 2

O 1036 9066 906 69.6

1,4
MgO 4,5 45 40,3 1,1
CaO 17,5 175 56,1

Теперь выбор сырья сделан. Хотя может показаться разумным выбирать одно сырье для каждого из оксидов, обычно более эффективно искать более дешевые материалы, содержащие более одного компонента.Например, анортит CaOAl 2 O 3 2SiO 2 (молекулярная масса = 278 г / моль) является хорошим выбором для подачи Al 2 O 3 . Это сырье также дает некоторое количество CaO и SiO 2 . Нам нужно 1,4 моля анортита (389 г), чтобы обеспечить все 1,4 моля Al 2 O 3 , поскольку на моль анортита приходится один моль Al 2 O 3 . В это количество добавляем еще 1,4 моля CaO (порция от необходимых 3.1 моль) и 2,8 моль SiO 2 (часть необходимых 0 моль). В первой строке нижеприведенной таблицы замеса приведены данные о добавлении анортита.

54 других (CaOAl 2 O 3 2SiO 2 ))
Ингредиент Моль МВт (г / моль) Вес (г) молей SiO 2 молей Al 2 O 3 молей B 2 O 3 молей MgO молей CaO
1.4 278389 2,8 1,4 - - 1,4 -
Доломит (CaCO 3 MgCO 3
- - - 1,1 1,1 2,2 моль CO 2
Борная кислота (B 2 O 3 3H 2

901,436 901 901

173 - - 1.4 - - 4,2 моль H 2 O
Известняк (CaCO 3 ) 0,6 100 60 - - 9036 - 9036 0,6 0,6 моль CO 2
Кремнеземистый песок (SiO 2 ) 6,2 60372 6,2 - - - 9036 9036 - 9036
Всего 1197 9.0 1,4 1,4 1,1 3,1 123 г CO 2
76 г H 2 O

Далее мы можем рассмотреть источник MgO. Единственный в таблице 2.6 - доломит, CaCO 3 MgCO 3 (молекулярная масса = 184 г / моль). Все 1,1 моль MgO происходят из доломита. Доломит разлагается на MgO и CaO при нагревании с образованием газа CO 2 ; два моля газообразной формы CO 2 на моль доломита.Поскольку один моль доломита обеспечивает один моль MgO, нам необходимо 1,1 моль доломита в партии. Обратите внимание, что другая часть (1,1 моль) CaO происходит из доломита. См. Вторую строку в таблице партии.

Единственным доступным сырьем для B 2 O 3 является борная кислота, B 2 O 3 3H 2 O, которая теряет воду при нагревании. Следовательно, необходимо 1,4 моля борной кислоты. Наконец, количество CaO из анортита и доломита не совсем соответствует 3.На последний стакан необходимо 1 моль. Следовательно, также добавляется немного известняка, CaCO 3 . Стеклянный песок используется для получения остатка кремнезема.

Общие потери при прокаливании (LOI) или потеря веса при плавлении партии составляют 123 г CO 2 +76 г H 2 O = 199 г.

При смешивании стеклянной шихты возникают проблемы из-за сегрегации, которая происходит в процессе взвешивания и смешивания. Как и в случае смешивания металлических порошков, однородность стеклянной шихты достигается за счет смешивания исходных материалов с одинаковым размером и плотностью частиц.Ингредиенты стеклянной шихты представляют собой частицы размером примерно 100 мкм на тонком конце и 1 мм на крупном конце распределения. Куски стеклобоя обычно имеют размер около миллиметра. Этот диапазон размеров предотвращает чрезмерное пыление и обеспечивает легкий поток в смеситель из отдельных бункеров для хранения каждого ингредиента. Однако широкий диапазон размеров и плотностей ингредиентов приводит к расслоению при смешивании и течении. Одним из методов борьбы с этой сегрегацией является добавление достаточного количества смачивающей жидкости, такой как вода или 50% раствор едкого натра (NaOH), для образования тонкой жидкой пленки на частицах.Тонкая пленка препятствует свободному течению частиц, что необходимо для их разделения по размеру или плотности. Используются роторные смесители, такие как те, что показаны в разделе, посвященном исходным материалам из металлического порошка, и лопастные смесители. В результате влажного перемешивания получается партия с хорошей химической однородностью. Следующие стадии на большинстве стекольных заводов - это плавление, кондиционирование и формовка.

Производство стеклянных порошков или фритты . Стеклянный порошок или фритта получают путем закалки однородного расплава стекла, и его также можно рассматривать в качестве исходного материала для стекла.Стеклянная шихта подается в печь, обычно называемую плавильной, а затем превращается в однородный расплав. Операция плавления обсуждается в главе 3. Закалка стеклянного расплава от высокой температуры в воду или между металлическими валками приводит к термическому удару и разрушению стекла на фрагменты. Фрагменты можно дополнительно разбить с помощью шаровой мельницы для создания фритты желаемого размера.

Таблицы данных и характеристики стекла . Многие из исходных материалов, используемых в стеклянной шихте, добываются из земли и минимально очищаются, и, следовательно, спецификации для этих материалов несколько отличаются от таковых для контролируемых порошков, используемых при обработке поликристаллической керамики. Технические характеристики неразмолотого кремнезема приведены на Рисунке 2.18. Ключевыми элементами информации об этом и технических паспортов для других ингредиентов стеклянной шихты являются химический состав, температура плавления и гранулометрический состав.

Рисунок 2.18. Паспорт на неразмолотый кремнезем.

Любезно предоставлено американской компанией Silica, www.ussilca.com.

Пример спецификации стеклянного порошка приведен на рисунке 2.20. Здесь ключевыми элементами информации являются состав (приведенный в целом и в виде кодов Corning), термическое поведение (точка размягчения и т. Д.) И свойства. Температурное поведение необходимо для формирования стекла. Компания также предлагает стеклянные порошки с контролируемым размером частиц.

Рисунок 2.20. Паспорт стеклобоя.

Предоставлено Corning Incorporated, www.corning.com.

Как работают интегральные схемы?

Как работают интегральные схемы? - Объясни это Рекламное объявление

Вы когда-нибудь слышали о компьютере 1940-х годов? называется ENIAC? Он был примерно такой же длины и веса, как три-четыре двухэтажных автобуса. содержал 18 000 гудящих электронных переключателей, известных как вакуумные лампы.Несмотря на свои гигантские размеры, это были тысячи в разы менее мощный, чем современный ноутбук - машина примерно в 100 раз меньше.

Если история вычислительной техники звучит как волшебный трюк - выжать все больше и больше мощности во все меньшее и меньшее пространство - это так! Что сделало это возможно было изобретение интегрированного схема (IC) в 1958 году. Это изящный способ втиснуть сотни, тысячи, миллионы или даже миллиарды электронных компонентов на крошечные чипы кремния нет больше ногтя.Давайте подробнее рассмотрим микросхемы и то, как они работают!

Фото: Интегральная схема снаружи. Он поставляется в удобной форме, называемой двухрядным корпусом (DIP), который состоит из черного пластика или керамический внешний корпус с металлическими штырями по бокам для подключения к электронной плате большего размера (коричневая деталь, которую вы видите на заднем плане). Фактическая схема, которая выполняет эту работу, представляет собой крошечный чип, встроенный в DIP; вы можете увидеть, как он подключен к внешним контактам DIP на следующей фотографии.

Что такое интегральная схема?

Откройте телевизор или радио, и вы увидите, что оно построено вокруг Печатная плата : немного похоже на электрическую карту улиц с маленький электронный компоненты (например, резисторы и конденсаторы) на месте здания и печатные медные соединения связывая их вместе как миниатюрные металлические улочки. Печатные платы хороши в небольших таких приборов, но если вы попытаетесь использовать ту же технику для построить сложную электронную машину, например компьютер, вы быстро врезался в препятствие.Даже самому простому компьютеру нужно восемь электронных переключает на хранение одного байта (символа) информации. Итак, если вы хотите построить компьютер с достаточным объемом памяти для хранения этого абзаца, вы смотрите примерно 750 символов, умноженных на 8 или около 6000 переключателей - за один абзац! Если вы любите переключатели, как в ENIAC - электронные лампы размером взрослый палец - скоро вы получите колоссально большой, энергоемкая машина, которой нужно собственное мини-электричество завод, чтобы он работал.

Фото: "Электрическая карта улиц": Интегральная схема (справа) на печатной плате (PCB) с различными обычными электронными компонентами.

Когда в 1947 году три американских физика изобрели транзисторы, несколько улучшилось. Транзисторы были размером с электронные лампы и реле. (электромагнитные переключатели, которые начали заменять электронные лампы в середина 1940-х годов), потребляли гораздо меньше энергии и были гораздо более надежными. Но все еще оставалась проблема соединить все эти транзисторы вместе в сложных схемах.Даже после того, как были изобретены транзисторы, компьютеры по-прежнему представляли собой спутанную массу проводов.

Фото: Интегральные схемы вставляются в печатные платы (ПП), как зеленая, которую вы видите здесь. Обратите внимание на тонкие дорожки, соединяющие «ножки» (клеммы) двух разных микросхем. Другие дорожки связывают ИС с обычными электронными компонентами, такими как резисторы и конденсаторы. Вы можете думать о дорожках как о «улицах», прокладывающих пути между «зданиями», где делаются полезные вещи (сами компоненты).Также существует миниатюрная версия печатной платы внутри интегральной схемы: дорожки создаются в микроскопической форме на поверхности кремниевой пластины.

Интегральные схемы все изменили. Основная идея заключалась в том, чтобы взять полная схема со всеми ее многочисленными компонентами и связями между их, и воссоздать все это в микроскопически крошечной форме на поверхности кусок кремния. Это была удивительно умная идея, и она реализована возможно всевозможные «микроэлектронные» гаджеты, которые мы сейчас принимаем за предоставлено, от цифровых часов и карманные калькуляторы на Луну ракеты и ракеты со встроенной спутниковой навигацией.

Фото: Интегральная схема изнутри. Если бы вы могли снять крышку с типичного микрочипа, такого как тот, что на верхнем фото (а это не очень легко - поверьте, я пробовал!), Вы бы нашли внутри именно это. Интегральная схема - это крошечный квадрат в центре. От него выходят соединения к клеммам (металлическим штырям или ножкам) по краю. Когда вы подключаете что-либо к одной из этих клемм, вы фактически подключаетесь к самой цепи. Вы можете увидеть рисунок электронных компонентов на поверхности самого чипа.Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

Закон Мура

Интегральные схемы произвели революцию в электронике и вычислительной технике в 1960-х и 1970-х годах. Первый, инженеры помещали десятки компонентов на микросхему в так называемой маломасштабной интеграции (SSI). Вскоре последовала Medium-Scale Integration (MSI) с сотнями компонентов в области такого же размера. Как и ожидалось, примерно в 1970 году крупномасштабная интеграция (БИС) принесла тысячи компонентов, очень крупномасштабная интеграция (СБИС). дали нам десятки тысяч и миллионы сверхбольших масштабов (ULSI) - и все на микросхемах не больше, чем они был раньше.В 1965 году Гордон Мур из компании Intel, ведущего производителя микросхем, заметил, что количество компонентов на микросхеме удваивалась примерно каждые один-два года. Закон Мура , как он известен, продолжает действовать с тех пор. В интервью The New York Times 50 лет спустя, в 2015 году, Мур выразил свое удивление по поводу того, что закон продолжает оставаться в силе: «Первоначальное предсказание заключалось в том, чтобы смотреть на 10 лет, что, по моему мнению, было большой натяжкой. Это исходило примерно из 60 элементов. на интегральной схеме до 60 000 - тысячекратная экстраполяция за 10 лет.Я думал, что это было довольно дико. То, что нечто подобное происходит уже 50 лет, поистине удивительно ».

Диаграмма

: Закон Мура: количество транзисторов, упакованных в микрочипы, примерно удваивается каждый год или два за последние пять десятилетий - другими словами, оно растет в геометрической прогрессии. Если вы построите график количества транзисторов (ось y) в зависимости от года выпуска (ось x) для некоторых распространенных микрочипов за последние несколько десятилетий (желтые звезды), вы получите экспоненциальную кривую; вместо этого построив логарифм, вы получите прямую линию.Обратите внимание, что вертикальная ось (y) на этой диаграмме является логарифмической. и (из-за графического программного обеспечения OpenOffice, которое я использовал) горизонтальная ось (x) имеет лишь неопределенно линейную форму. Источник: построено с использованием данных Transistor Count, Wikipedia, сверено с данными из других источников.

Рекламные ссылки

Как изготавливаются интегральные схемы?

Как сделать что-то вроде микросхемы памяти или процессора для компьютера? Все начинается с необработанного химического элемента, такого как кремний, который подвергается химической обработке или легированию для придания ему различных электрических свойств...

Легирование полупроводников

Фото: кремниевая пластина. Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

Если вы читали наши статьи о диодах и транзисторы, ты будешь знаком с идеей полупроводников . Традиционно люди думали, что материалы можно разделить на две аккуратные категории: которые позволяют электричеству течь через их довольно легко (проводники) и те, что нет (изоляторы). Металлы составляют большую часть проводников, а неметаллы, такие как пластик, дерево и стекло изоляторы.На самом деле все гораздо сложнее, особенно когда речь идет об определенных элементы в середине периодической таблицы (в группах 14 и 15), особенно кремний и германий. Обычно изоляторы, эти элементы могут быть заставить вести себя больше как проводники, если мы добавим небольшое количество примеси к ним в процессе, известном как легирование . Если вы добавите сурьму в кремний, вы дадите ему немного больше электронов, чем он. обычно имеет - и способность проводить электричество. Кремний "легированный" таким образом называется n-type .Добавляем бор вместо сурьмы и вы удаляете часть электронов кремния, оставляя после себя «дыры» которые работают как «отрицательные электроны», неся положительный электрический ток в обратном порядке. Такой кремний называется p-type . Помещение областей кремния n-типа и p-типа рядом друг с другом создает переходы, в которых электроны ведут себя очень интересным образом - и это как мы создаем электронные компоненты на основе полупроводников, такие как диоды, транзисторы и воспоминания.

Внутри завода по производству микросхем

Фото: Интегральные схемы производятся в безупречно чистых условиях; Рабочие должны носить вот такие «костюмы для кроликов», чтобы они не загрязняли чипы, которые они производят.Это завод Intel по производству пластин в Чандлере, Аризона, США. Фото любезно предоставлено архивом Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

Процесс создания интегральной схемы начинается с большого монокристалл кремния, имеющий форму длинной сплошной трубки, которая «нарезана салями» на тонкие диски (про габариты компакт-диска) вафли называются . Пластины разделены на множество одинаковых квадратных или прямоугольных областей, каждая из которых из которых будет составлять один кремниевый чип (иногда называемый микрочип).Тогда тысячи, миллионы или миллиарды компонентов создается на каждом чипе путем легирования различных участков поверхности, чтобы превратить их в Кремний n-типа или p-типа. Допинг осуществляется множеством разных процессы. В одном из них, известном как напыление , ионы легирующего материала стреляют по кремниевой пластине, как пули из пистолет. Другой процесс под названием паровое осаждение включает введение легирующего материала в виде газа и его конденсацию, чтобы атомы примеси создают тонкую пленку на поверхности кремния вафля.Молекулярно-лучевая эпитаксия это гораздо более точная форма осаждения.

Конечно, создание интегральных схем, содержащих сотни, миллионы, или миллиарды компонентов на кремниевом чипе размером с ноготь - это все немного сложнее и запутаннее, чем кажется. Представьте себе хаос даже пятнышко грязи может вызвать, когда вы работаете на микроскопический (а иногда даже наноскопический) шкала. Вот почему полупроводники производятся в безупречных лабораторных условиях, называемых чистое помещение , где воздух тщательно продувается фильтрованный и рабочие должны входить и выходить через шлюзы, надев всевозможные защитная одежда.

Как сделать микрочип - краткое описание

Хотя создание микросхемы очень сложно и сложно, на самом деле существует всего шесть отдельных шагов (некоторые из них повторяется более одного раза). Процесс значительно упрощен, вот как работает этот процесс:

  1. Изготовление пластин: мы выращиваем чистые кристаллы кремния в длинные цилиндры и разрезаем их (как салями) на тонкие пластины, каждая из которых в конечном итоге будет разрезана на множество чипов.
  2. Маскирование: мы нагреваем пластины, чтобы покрыть их диоксидом кремния, и используем ультрафиолетовый свет (синий), чтобы добавить твердый защитный слой, называемый фоторезистом.
  3. Травление: мы используем химические вещества для удаления части фоторезиста, создавая своего рода шаблон, показывающий, где нам нужны области кремния n-типа и p-типа.
  4. Легирование: Мы нагреваем протравленные пластины газами, содержащими примеси, для образования областей кремния n-типа и p-типа. Может последовать дополнительная маскировка и травление.
  5. Тестирование: длинные металлические соединительные провода проходят от испытательной машины с компьютерным управлением к клеммам на каждой микросхеме. Любые чипы, которые не работают, помечаются и отклоняются.
  6. Упаковка: Все нормально работающие чипы вырезаны из пластины и упакованы в защитные куски пластика, готовые для использования в компьютерах и другом электронном оборудовании.

Кто изобрел интегральную схему?

Вы, наверное, читали в книгах, что ИС были разработаны совместно Джек Килби (1923–2005) и Роберт Нойс (1927–1990), как если бы эти двое мужчин с радостью сотрудничали в их гениальном изобретении! Фактически, Килби и Нойс придумал идею самостоятельно, более или менее точно так же время, вызвав яростную битву за права на изобретение, которое был совсем не счастлив.

Как два человека могли изобрести одно и то же в одно и то же время? Легкий: Идея интегральных схем ждала воплощения. К середине 1950-х гг. мир (и, в частности, военные) открыли потрясающий потенциал электронных компьютеров, и это ослепляюще для таких провидцев, как Килби и Нойс, было очевидно, что лучший способ сборки и подключения транзисторов в больших количества. Килби работал в Texas Instruments, когда наткнулся на идею он назвал принципом монолитности : пытаясь построить все различные части электронной схемы на кремниевом чипе.12 сентября 1958 года он вручную собрал первую в мире грубую интегральную схему. используя чип из германия (полупроводниковый элемент, подобный кремний) и Texas Instruments подали заявку на патент на идея в следующем году.

Между тем, в другой компании под названием Fairchild Semiconductor (образованной небольшая группа сотрудников, которые изначально работали над транзистором пионер Уильям Шокли) не менее блестящий Роберт Нойс экспериментировал с миниатюрой схемы его собственные.В 1959 году он использовал серию фотографических и химические методы, известные как планарный процесс (который только что был разработан коллегой Жаном Орни) создать первую практическую интегральную схему, метод, который Fairchild затем попытался патент.

Работа: Snap! Два великих инженера-электрика, Джек Килби и Роберт Нойс, пришли к той же идее почти в одно и то же время в 1959 году. Хотя Килби подал патент первым, патент Нойса был выдан раньше.Вот рисунки из их оригинальных патентных заявок. Вы можете видеть, что у нас, по сути, одна и та же идея с электронными компонентами, сформированными из переходов между слоями полупроводников p-типа (синий) и n-типа (красный). Подключения к областям p-типа и n-типа показаны оранжевым и желтым, а базовые слои (подложки) показаны зеленым. Картины любезно предоставлены Управлением по патентам и товарным знакам США с нашей собственной добавленной окраской, чтобы улучшить ясность и подчеркнуть сходство. Вы можете найти ссылки на сами патенты в приведенных ниже ссылках.

Между работой двух мужчин и Техасом было значительное совпадение. Инструменты и Fairchild боролись в судах большую часть 1960-х годов за то, кто действительно разработал интегральную схему. Наконец, в 1969 г. компании согласились разделить идею.

Килби и Нойс теперь по праву считаются соавторами возможно, самая важная и далеко идущая технология, разработанная в 20-м веке. век. Оба мужчины были введены в Национальный зал изобретателей Слава (Килби в 1982 году, Нойс в следующем году) и Килби прорыв был также отмечен присуждением половины доли в Нобелевская премия в Физика в 2000 году (как очень великодушно отметил Килби в своей благодарственной речи, Нойс, несомненно, тоже разделил бы приз, если бы он не умер от сердечного приступа десятью годами ранее).

В то время как Килби помнят как блестящего ученого, наследие Нойса имеет большое значение. добавленное измерение. В 1968 году он стал соучредителем компании Intel Electronics. с Гордон Мур (1929–), который продолжил разработку микропроцессора (однокристальный компьютер) в 1974 г. С IBM, Microsoft, Apple и др. компаниям-новаторам, Intel приписывают помощь в создании доступные персональные компьютеры для дома и на работе. Спасибо Нойсу и Килби и блестящих инженеров, которые впоследствии основывались на своей работе, сейчас используется около двух миллиардов компьютеров. во всем мире многие из них встроены в мобильные телефоны, портативные устройства спутниковой навигации и другие электронные устройства.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

На других сайтах

  • Хотите узнать больше о пионерах? Посмотрите на эти страницы о Джек Килби, первоначально опубликовано на веб-сайте Texas Instruments или посетите музей Intel, чтобы узнать о Роберте Нойсе, Гордоне Муре и их коллегах. На обоих сайтах есть великолепная коллекция фотографии ранних интегральных схем.

Статьи

  • Startup Graphcore опережает Nvidia с последней версией A.I. Чип Джереми Кана, Fortune, 15 июля 2020 г. Представлен транзисторный чип на 59 миллиардов долларов!
  • Хорошее, плохое и странное: 3 направления закона Мура Сэмюэля К. Мура. IEEE Spectrum, 26 октября 2018 г. Взгляд на недавний технический прогресс в получении новой жизни из старого закона.
  • Intel находит следующий шаг закона Мура при 10 нанометрах, автор Рэйчел Кортленд. IEEE Spectrum, 30 декабря 2016 г. Как новый завод по производству микросхем поможет Intel вдохнуть новую жизнь в закон Мура.
  • Закон Мура «На исходе места, технология ищет преемника» Джона Маркова.The New York Times, 4 мая 2016 г. Почему это имеет значение, если производители микросхем больше не могут следовать закону Мура?
  • Закон Мура менее важен для технической индустрии? пользователя Quentin Hardy. Нью-Йорк Таймс. 25 июля 2014 г. Изменение рабочих привычек и появление облачных вычислений меняют ожидания людей от своих компьютеров, а это означает, что закон Мура уже не так важен, как был.
  • Замедляет ли конец закона Мура мировую гонку суперкомпьютеров? пользователя Роберт Макмиллан.Wired, 23 июня 2014 г. Суперкомпьютеры не работают быстрее, чем раньше. Неужели закон Мура, наконец, подходит к концу?
  • «25 микрочипов, потрясших мир» Брайана Санто. IEEE Spectrum, 1 мая 2009 г. Если вы думаете, что микросхема - это просто микросхема, подумайте еще раз. В этой статье перечислены два десятка классических микросхем, от схем таймера до флэш-памяти и синтезаторов речи до микропроцессоров, которые радикально изменили историю вычислений.

Книги

История
Технологии

Видео

  • От песка к кремнию: Intel показывает вам процесс создания микрочипа, начиная с пустыни (с песка, который дает нам кремний) и заканчивая готовым чипом.Довольно изящное видео, но некоторые комментарии или объяснения не пропали бы даром: это видео действительно имеет смысл только в том случае, если вы уже знаете обо всех процессах, которые вам показывают.

Патенты

Один из лучших способов узнать об изобретениях - это прочитать, как сами изобретатели видели и представляли свои собственные идеи; патенты предлагают отличный способ сделать это. Для тех, кто хочет получить более подробную информацию, вот пара ключевых патентов Килби и Нойса, на которые стоит обратить внимание:

  • Патент США 3,115,581: Миниатюрная полупроводниковая интегральная схема от Джека С.Kilby, Texas Instruments, подана 6 мая 1959 г. и опубликована 24 декабря 1963 г. Описывает основную идею создания интегральных схем "с использованием только одного материала для всех элементов схемы и ограниченного числа совместимых технологических этапов их производства".
  • Патент США 2 981877: Полупроводниковое устройство и выводная структура Роберта Н. Нойса, Fairchild Semiconductor, поданный 30 июля 1959 г. и выданный 25 апреля 1961 г. Хотя Нойс подал заявку на это изобретение через два месяца после Килби, патент Нойса был предоставлен более чем через два месяца. годами ранее, что способствовало ожесточенной битве между Texas Instruments и Fairchild за то, кто именно изобрел интегральную схему.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис.(2009/2020) Интегральные схемы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/integratedcircuits.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте ...

Импульсные блоки питания своими руками: особенности сборки и настройки

Основная масса электронных устройств нуждается в блоке питания постоянного тока напряжением 12 вольт. Импульсные блоки питания своими руками собираются на основе микросхемы с необходимыми параметрами.Его выбор осуществляется по радиотехническим таблицам. Обмотка понижающего трансформатора выполнена на ферритовом кольце, марка материала М200МН.

Производство трансформаторов

Первичная обмотка состоит из изолированного провода МГТФ 0,7, вторичная - из провода ПЭВ-1, сложенного пополам. Между ними должен быть изоляционный слой из фторопластовой ленты. Вторичная обмотка в средней части имеет дополнительную ветвь для питания управляющей микросхемы.Снаружи провода обтянуты двойным слоем фторопластовой ленты.

Импульсные источники питания Монтируются на печатной плате из односторонней стеклоткани. Технология производства таких изделий подробно описана в соответствующей литературе и выходит за рамки статьи. На основе принципиальной схемы устройства был разработан чертеж токоведущих дорожек для печатной платы. Для транзисторов нужны радиаторы, которые сделаны из алюминиевой пластины.

Необходимые радиодетали

В качестве входного дросселя рационально использовать готовые дроссели, обычно они устанавливаются в блоках питания дисплеев или персональных компьютеров. Конденсатор рассчитывается из отношения емкости и мощности один к одному. Выпрямитель выполнен на основе диодного моста с низкой рабочей частотой. Такое устройство способно обеспечить на выходе ток до 3 ампер.

Импульсные блоки, используемые в силовой электронике, схемы которых давно отработаны и испытаны, имеют транзисторные ключи.Подбор триодов осуществляется по заданным параметрам, хорошим выбором зарекомендовали себя серия IRF 840 или VT 1 и VT3. Транзисторы для обеспечения необходимого температурного режима должны иметь радиаторы охлаждения для отвода лишнего тепла.

Импульсные источники питания собраны своими руками с выходной частью схемы в виде дросселей на ферритовых цилиндрах длиной около 40 мм и диаметром 3 мм. Плотная обмотка выполняется из того же провода, что и вторичная обмотка трансформатора.Возможно использование других способов стабилизации выходной группы, но проверенные схемы надежны. Искать другие решения в этом случае будет пустой тратой времени.

Сборка и настройка

Качественный блок питания своими руками распаивается на подготовленной плате. При выполнении монтажа необходимо обеспечить нормальное освещение рабочего места и вентиляцию. После проведения пайки рекомендуется проверить надежность установки радиодеталей и контакт между ними и живыми дорожками.Удаление остатков припоя с внутренней поверхности, которые могут привести к короткому замыканию.

Импульсные блоки питания, собранные своими руками и подготовленные к пуску, при проверке рекомендуется нагружать токоограничивающий резистор.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *