Электронные схемы для дома и быта: описание, принципиальные схемы автоматики и ее изготовление своими руками

Разновидности электросхем

На практике применяется несколько видов электрических схем:

• простые;
• монтажные;
• однолинейные;
• многолинейные.

Первый тип самый распространенный. Основные компоненты и порядок их присоединения друг ко другу указываются на простых схемах (ПС). Кроме того, по ним проверяется правильность сборки. На монтажных (МС) диаграммах показано расположение деталей на плате или внутри корпуса. Полилинейные схемы используют для изображения трехфазных цепей.

Номиналы радиодеталей

Вообще, в этом плане есть разногласия. Согласно ГОСТУ на текущий момент, номиналы деталей на принципиальных схемах не указывается. Это сделано ради того, чтобы не нагромождать схему информацией.

К принципиальной схеме прилагается список деталей, монтажная и структурные схемы, а также печатная плата.

Есть еще один общепринятый стандарт. На схемах указываются номиналы некоторых деталей и их рабочие напряжения.

Например, на этой схеме есть два резистора.

По умолчанию сопротивление без приставки пишется только числом. У R2 сопротивление равно 220 Ом. А у R3 после числа есть буква. Сопротивление этого резистора читается как 2,2 кОм (2 200 Ом).

Рассмотрим на схеме два конденсатора.

В данном случае C5 это неполярный конденсатор с емкостью 0,01 мкФ. Микрофарады могут обозначаться как мкФ, так и uF. А конденсатор С6 полярный и электролитический. На это указывает знак плюс возле УГО. Емкость С6 равна 470 мкФ. Номинальное рабочее напряжение указывается в вольтах. Здесь для С6 это 16 В.

Нанофарады обозначаются как nF.

Если на схеме нет приставки микрофарад (мкФ, uF), или нанофарад (нФ, nF) то емкость этого конденсатора измеряется в пикофарадах (пФ, pF). Такое условие не общепринятое, поэтому тщательно изучите схему, которую вы собираетесь читать или собирать. В фарадах (F) емкостей мало, поэтому используются мкФ, нФ и пФ.

Как читать простые схемы

Процесс чтения для «чайников» рассматривается на примере простого проекта, состоящего из источника питания, звонка, нефиксируемой кнопки и проводников. Схема представляет собой замкнутую цепь с компонентами, соединенными последовательно. Это означает, что сила протекающего по ней тока будет одинакова в любой точке.

При подаче напряжения по нажатию кнопки звонок начинает звонить. Это связано с тем, что ток идет от положительного полюса батареи к отрицательному через все компоненты. Если провода не оказывают сопротивление постоянному току, то напряжение на клеммах звонка и выводах источника питания будет одинаковым по второму закону Кирхгофа.

Что такое даташит и для чего он нужен

Даташит (Datasheet) — это техническая спецификация, в которой указывается полная информация о радиодетали. Вся техническая информация, основная схема включения, параметры и типы корпусов указываются именно в этом документе.

Даташиты бывают на разных языках, в основном на английском. Есть и переведенные варианты.

Документация на микросхему NE555. Нарисован корпус и внешний вид детали.

Такая документация есть на любую деталь. Это очень удобно и информативно, особенно при поиске аналогов. А помощью интернета поиск аналога деталей или схемы стал еще проще.

Еще даташит позволяет опознать неизвестную деталь или микросхему. Достаточно написать ее название в поисковике, добавить слово даташит, и в результатах поиска будет вся документация.

Учимся читать схемы с транзисторами

На данном чертеже мы видим транзистор VT1 и двигатель M1. Для определенности будем применять транзистор типа 2N2222, который работает в режиме электронного ключа.

Кнопка SA1 с фиксацией, то есть он сохраняет свое положение после нажатия. Двигатель M1 постоянного тока.

В исходном состоянии цепь разомкнута контактами SA1. При нажатии кнопки SA1 создается несколько путей протеканию тока. Первый путь – «+» GB1 – контакты SA1 – резистор R1 – переход база-эмиттер транзистора VT1 – «-» GB1. Под действием протекающего тока через переход база-эмиттер транзистор открывается и образуется второй путь току – «+»GB1 – SA1 – катушка реле K1 – коллектор-эмиттер VT1 – «-» GB1.

Получив питание, реле K1 замыкает свои разомкнутые контакты K1.1 в цепи двигателя M1. Таким образом, создается третий путь: «+» GB1 – SA1 – K1.1 – M1 – «-» GB1.

Теперь давайте все подытожим. Для того чтобы научиться читать электрические схемы, на первых порах достаточно лишь четко понимать законы Кирхгофа, Ома, электромагнитной индукции; способы соединения резисторов, конденсаторов; также следует знать назначение всех элементом. Также поначалу следует собирать те устройства, на которые имеются максимально подробные описания назначения отдельных компонентов и узлов.

Обозначения в схемах

Очень важно подчеркнуть, что если не придерживаться при чтении схемы определенной целенаправленности, то можно затратить много времени, ничего не решив. Вход в систему обычно обозначается двумя стрелочками, а выход — проводами с двумя точками на концах. Вам нужно знать как показано сопротивление, конденсатор, трансформатор, разъединитель, точки входа и выхода из схемы, полупроводники, катушки индуктивности.

Схемы не всегда читают слева направо и сверху вниз, лучше идти от источника питания. Для показа выводов обмоток используются однолинейные и многолинейные изображения. Во многих случаях оно требует глубоких знаний, владения методикой чтения и умения анализировать полученные сведения. В некоторых электросхемах есть отдельное описание каждой колодки и расписано назначение проводов, подводимых к ней.

Начинающим радиолюбителям

Раздел для начинающих радиолюбителей или как еще у нас любят говорить -«чайников». В основном здесь находится теория и азы по электронике: условные графические обозначения радиоэлементов, теория электротехники, уроки для радиолюбителей и др. Вопросы начинающих радиолюбителей обсуждаются в форуме для начинающих радиолюбителей, там на ваши вопросы постараются ответить грамотные специалисты и участники форума. Не стесняйтесь, задавайте свои вопросы в форуме, форум для этого и существует! Тем более там вы уже сможете найти ответы на многие вопросы!

• Что такое электрический ток? Видеокурс
• Электрический ток
• Электроизмерительная лаборатория радиолюбителя
• Пайка для начинающих
• Как правильно паять? Видеокурс
• Химия для пайки
• Особенности сборки и монтажа радиосхем
• Изготовление и ввод в эксплуатацию электронных систем
• Что такое резистор
• Что такое конденсатор
• Лабораторная по физике №5 — оцениваем ток утечки электролитических конденсаторов
• Лабораторная по физике №6 – подбор деталей в программе SpectraPLUS
• Как пользоваться мультиметром?
• Работа с мультиметром: от теории к практике
• Осциллограф ISDS205B. Общие сведения
• Основы использования осциллографов, анализаторов спектра и генераторов
• Внутреннее устройство ISDS205B. Проверка технических характеристик
• Первый запуск устройства и поиск неисправностей
• Источники электрического тока
• Общий провод и заземление в схемах
• Краткий словарик технических терминов
• Условные графические и буквенные обозначения электрорадиоэлементов
• Как размещать индуктивности на печатной плате
• Поверхностный монтаж, применение ЧИП (SMD) компонентов
• О замене радиодеталей в схемах
• Радиоэлементы из старой аппаратуры. Резисторы
• Радиоэлементы из старой аппаратуры. Конденсаторы
• Резисторы, ток и напряжение
• Терморезистор
• Трехуровневый датчик температуры
• Использование термисторов для ограничения бросков тока в источниках питания
• Диоды и их разновидности
• Использование стабилитрона и заряда конденсатора
• Светодиоды и их применение
• RGB светодиодная лента
• Управление семисегментным индикатором
• Немного о транзисторах…
• Биполярные транзисторы
• Начинающему об оптронах – современных приборах управления — Часть 1, Часть 2, Часть 3, Часть 4, Часть 5
• Что такое геркон?
• Как подключить к устройству нагрузку?
• Безопасность при конструировании и наладке схем
• Новый уровень защиты цепей — электронный предохранитель (e-fuse)
• Жив или мёртв? Проверяем радиодетали
• Измерение основных параметров радиоэлементов и проверка их работоспособности
• Выпрямители. Как и почему?
• Управление маломощным электродвигателем. Простые схемы
• Что такое радиоволны?
• Что такое децибел
• Радиоприемное устройство прямого усиления ДВ, СВ диапазонов
• Жучки, передатчики и приемники: основные термины
• Основные параметры передатчиков и приемников
• Генераторы колебаний. Основы. Часть 1
• Генераторы колебаний. Функционирование генераторов. Часть 2
• Генераторы ВЧ
• Генератор – пешка на цифровой шахматной доске
• Генератор ЗЧ с режекторным фильтром
• Операционный усилитель? Это очень просто!
• Практическое применение операционных усилителей. Часть 1.
• Практическое применение операционных усилителей. Часть 2.
• Практическое применение операционных усилителей. Часть 3.
• Измерение параметров ОУ при низковольтном питании
• ШИМ на компараторе LM393
• Цифровой ШИМ генератор на дискретной логике
• Простые трехфазные импульсные генераторы с ШИ-регулированием на логических элементах
• Автомобильные преобразователи напряжения. Часть 1 (видеокурс)
• Автомобильные преобразователи напряжения. Часть 2 (видеокурс)
• Автомобильные преобразователи напряжения. Часть 3 (видеокурс)
• Преобразователь частоты в напряжение
• Расчет триггера Шмитта на ОУ
• Расчет полосового фильтра на ОУ
• Простейший стабилизатор постоянного тока
• Чем видеомагнитофон отличается от видеоплеера?
• Как работает телевизор (развёртка)
• Комплекс приборов для проведения экспериментов (лабораторных работ) по классической механике
• Как не потеряться в отечественных изданиях Искусства схемотехники
• Интервью Пола Хоровица и Уинфилда Хилла
• Урок №1: Инструменты
• Урок №2: Первая конструкция
• Урок №3: Теория начинающим
• Урок №4: Радиоприемник начинающим
• Урок №5: Собственно приёмник

Основы цифровой электроники:

• Функционирование и синтез цифровых устройств. Часть 1. Введение
• Функционирование и синтез цифровых устройств. Часть 2. Промышленно выпускаемые простейшие цифровые схемы
• Функционирование и синтез цифровых устройств. Часть 3. Управляющие автоматы. Принцип микропрограммного управления
• Функционирование и синтез цифровых устройств. Часть 4. Микропроцессорная техника
• Функционирование и синтез цифровых устройств. Часть 5. Сопряжение цифровых и аналоговых устройств и вопросы организации питания цифровых схем
• Введение в цифровую электронику
• Основы булевой алгебры
• Логические элементы изнутри
• Логические элементы снаружи
• Логические элементы и таблицы истинности
• Как представить информацию в цифровых устройствах?
• Триггеры
• Генераторы и формирователи импульсов
• Расширители импульсов
• Регистры
• Счётчики
• Преобразователи кодов (шифраторы, мультиплексоры и т.д.)
• Сумматоры
• Запоминающие устройства
• Понимаем принцип работы К176ИЕ4
• Что такое DIGITAL?
• Поговорим о системах счисления
• Преобразования между системами счисления – легко и с улыбкой
• Обработка нелинейных функций методом приближения или Кусочно-линейная аппроксимация
• Корпуса микросхем
• Цифровые микросхемы. Типы логики, корпуса
• Синтез цифровых схем
• Генераторы импульсов (мультивибраторы, автогенераторы)
• Генераторы импульсов на логике
• Цифро аналоговые преобразователи (ЦАП)
• Теория и практика применения таймера 555. Часть первая.
• Теория и практика применения таймера 555. Часть вторая.
• Генератор прямоугольных импульсов на NE555
• Микроконтроллеры AVR для начинающих. Часть 1 — знакомство с семейством AVR
• Микроконтроллеры AVR для начинающих. Часть 2 — программаторы и прошивка. Работа с PonyProg
• Микроконтроллеры AVR для начинающих. Часть 3 — работа с CodeVision AVR
• Фьюзы микроконтроллеров AVR – как и с чем их едят
• Обучающий видео курс по микроконтроллерам
• Измерение относительной влажности воздуха психрометрическим методом при помощи МК
• Начинающим программистам микроконтроллеров PIC
• Защита входов цифровой электроники

Простые практические схемы:

• Спиннер и FabLab
• Простейший генератор звуковой частоты
• Многотональный автомат звуковых эффектов на двух транзисторах и трёх светодиодах
• Схемы пищалок
• Звуковая сирена
• Светодиод и операционный усиитель: как услышать свет
• Светофон — генератор, управляемый светом
• Простой генератор звуков на одном транзисторе
• Простой механический генератор энергии своими руками
• Светодиод с регулируемой частотой мигания
• Двухуровневый мультивибратор
• Блокинг-генератор
• Имитатор звука сирены
• Простой блок аудио-световой индикации
• Электронный сувенир Котёнок
• Игровой автомат «ловкость рук»
• Четыре схемы на К157УД2
• Простой усилитель низкой частоты
• Цифровой индикатор на К176ИЕ4
• Имитатор левитации
• Простые схемы для начинающих
• Твердотельное реле своими руками
• Простой термостат на компараторе
• Конструкции И. Бакомчева
• Радиоприемник рыболова-любителя

Аудиотехника:

• Усилители мощности. Начало
• Усилители мощности. Окончание начала
• Измерение выходной мощности усилителей звуковой частоты.
• Запуск УНЧ по пунктам
• Простой УНЧ на транзисторах для начинающего
• REM-контроль для различных устройств
• Выходной каскад на 50 Вт

Акустика:

• Конструкция и характеристики динамических громкоговорителей (динамиков)
• Сабвуфер для дома, для семьи. Часть 1 — Общие сведения
• Сабвуфер для дома, для семьи. Часть 2 — Начинаем сборку!
• Сабвуфер для дома, для семьи. Часть 3 — Некоторые хитрости

Акустический моргалик

Принцип работы акустических приборов всегда связан с улавливанием звуков и голоса человека с помощью микрофона. Попадая на чувствительные элементы динамика, звуковые волны конвертируются в электрический сигнал, который заставляет светодиоды на плате «моргать». Схема состоит из следующих радиоэлементов:

• Двух транзисторов КТ315Б;
• Резисторов (3 штуки) на 4700 Ом, 1 МоМб, 10 кОм;
• Микрофона;
• Конденсаторов полярного типа (2 штуки) на 47 и 1 мкФ;
• Светодиодов на 3 Вольта в размере 6 штук.

Вам это будет интересно Установка датчика движения

Функционирует прибор следующим образом: увеличивающий частоту звуковых колебаний усилитель, при попадании на него звуковых волн, начинает менять свое сопротивление. Переменный сигнал проходит через конденсатор и поступает на транзистор, открывая его. Ток достигает коллектора и поступает на второй элемент, который также открывается и лампочки начинают «моргать».

Автоматический регулятор оборотов кулера

Это устройство будет полезным как для простых людей, так и для специалистов по ремонту и обслуживанию ПК. Зачастую производители комплектующих для компьютерной техники подключают питание кулера, охлаждающего процессор или материнскую плату, напрямую. Из-за этого устройство непрерывно вращается на максимальной скорости, несмотря на то, что ПК бездействует. Установив самодельный автоматический регулятор, можно не беспокоиться о температуре процессора, ведь датчик будет включать охлаждение автоматически, когда это действительно необходимо.

Вам это будет интересно Энергомера цэ6803вм

Регулятор оборотов не только увеличит срок службы кулера, но и снизит громкость шумов в помещении. Сделать его можно на основе двух транзисторов, резистора и термистора.

Автоматический выключатель

Схема аппарата крайне проста, но очень надежна. Принцип работы выключателя основан на работе конденсаторе. Когда происходит нажатие на кнопку, загорается светодиод или лампа. Когда конденсатор будет полностью разряжен, источник света погаснет. Принцип работы следующий: при нажатии кнопки с возвратом происходит зарядка конденсатора, и он превращается в «питательный» элемент. Когда выключатель разомкнет контакт, радиоэлемент будет разряжаться и питать собой цепь, в которой установлена лампа.

Вам это будет интересно Установка трёхфазного счетчика

Важно! Так как конденсатор не может вечно держать заряд, то свет рано или поздно погаснет. Когда это произойдет – сказать сложно, так как все зависит от характеристик радиоэлементов, используемых в приборе.

Полезно такое устройство будет, например, в погребе или техническом подполье. Человек нажимает кнопку, берет необходимые ему вещи и, чтобы не тянуться к выключателю с грузом в руках, просто выходит из подвала. Когда конденсатор полностью разрядится, лампочка потухнет.

Лабораторный блок питания своими руками

БП – полезный прибор для любого человека, занимающегося электроникой. Устройство способно регулировать выходное напряжение и ограничивать ток до тех параметров, которые будут необходимы для корректной работы той или иной схемы.

Важно! Купить БП можно в любом магазине электроники, но гораздо выгоднее и полезнее будет изготовить его своими руками с использованием простой схемы.

Схема состоит из следующих деталей:

• Блока питания из трансформатора, диодного моста и конденсатора;
• Регулятора на транзисторе или стабилитроне;
• Клемм и радиатора;
• Светодиода;
• Вольтметра;
• Резисторов.

Детектор скрытой проводки

Индикатор скрытой проводки – это специальное устройство для обнаружения электросети, проложенной в штробах под штукатуркой стены. Без него не обходится даже простой ремонт домашней электропроводки и розеток. Прибор необходим, когда старая проводка в стенах была проложена без исполнительных схем, и определить место её укладки в отсутствие специального прибора невозможно. При выполнении ремонтных работ целостность изоляции скрытой проводки может быть нарушена сверлом или гвоздем. Подобные действия могут вызвать поражение электрическим током, а также вывести из строя всю домашнюю сеть.

Для обнаружения скрытой проводки в большинстве случаев будет достаточно устройства, выполненного из стрелочного или цифрового омметра с полевым транзистором. Корпусом радиоэлемента проводят по участку стены и, если он «видит» проводку, то значения на омметре сразу же меняются. Модифицированный детектор изображен на схеме ниже. Для его изготовления нужны:

• Батарейка;
• Светодиод для индикации;
• Транзистор;
• Резисторы на 1 Мом, 100 кОм, 330 Ом и 220 Ом;
• Переключатель для начала в работы.

Обозначение общего провода

В сложных электрических цепях с целью улучшения читаемости схемы часто проводники, соединенные с отрицательной клеммой источника питания, не изображают. А вместо них применяют знаки, обозначающие отрицательных провод, который еще называют общий или масса или шасси или земля.

Рядом со знаком заземления часто, особенно в англоязычных схемах, делается надпись GND, сокращенно от GRAUND – земля.

Однако следует знать, что общий провод не обязательно должен быть отрицательным, он также может быть и положительным. Особенно часто за положительный общий провод принимался в старых советских схемах, в которых преимущественно использовались транзисторы p–n–p структуры.

Поэтому, когда говорят, что потенциал в какой-то точке схемы равен какому-то напряжению, то это означает, что напряжение между указанной точкой и «минусом» блока питания равен соответствующему значению.

Например, если напряжение в точке 1 равно 8 В, а в точке 2 оно имеет величину 4 В, то нужно положительный щуп вольтметра установить в соответствующую точку, а отрицательный – к общему проводу или отрицательной клемме.

Таким подходом довольно часто пользуются, поскольку это очень удобно с практической точки зрения, так как достаточно указать только одну точку.

Особенно часто это применяется при настройке или регулировке радиоэлектронной аппаратуре. Поэтому учиться читать электрические схемы гораздо проще, пользуясь потенциалами в конкретных точках.