Теперь допустим, что даже после двойной проверки схема все же не работает. В этом случае нужно воспользоваться контрольно-измерительными приборами. Практически для проверки любого из устройств, описанных в данной книге, достаточно иметь лишь один многофункциональный измерительный прибор, хотя иногда могут потребоваться и более сложные приборы.

Следует проверить напряжение источника питания и убедиться, что оно находится в заданных пределах. Так же надо проверить полярность подключения источника питания, чтобы исключить возможное перепутывание клемм «плюс» и «минус». Затем с помощью вольтметра необходимо измерить напряжение питания на всех интегральных схемах. На принципиальной схеме обычно указано, какие выводы подключаются к положительной клемме, а какие - к отрицательной. Такая проверка может выявить неправильные соединения, которые остались незамеченными при визуальном осмотре.

Если, например, на выводе 14 определенной интегральной схемы должно быть напряжение +5 В, а практически его нет, то несомненно, что отсутствует контакт. Такая неисправность связана либо с некачественными соединениями в плате макета, либо с внутренним обрывом в проводнике, что не обнаруживается при визуальном осмотре. В то же время с помощью вольтметра такая неисправность обнаруживается очень легко.

Существует также вероятность того, что радиолюбителю попадается неисправный полупроводниковый прибор - свето-диод, диод, транзистор или интегральная схема. Эти радиодетали сами по себе не выходят из строя, так что радиолюбитель должен допускать возможность того, что они пришли в негодность раньше, возможно, при неправильном включении в другой схеме. Если источник поступления радиодеталей надежен, такие дефекты сводятся к минимуму.

Независимо от причин неисправности единственной достоверной проверкой является замена отказавшего полупроводникового прибора на заведомо годный. Для новичков это может показаться довольно трудоемким, поскольку будет Означать замену последовательно каждого полупроводникового прибора в изготовляемой схеме.

Опытным радиолюбителям не придется прибегать к полной переделке схемы, так как они знают назначение каждого компонента в схеме. И если какой-либо компонент не выполняет этого назначения, то он является наиболее вероятным кандидатом для замены.

В случае если все проверки и перепроверки не дадут положительного результата, радиолюбитель должен сначала выявить свои собственные ошибки, а затем уже переходить к поиску неисправных полупроводниковых приборов (пассивные радиодетали, такие, как резисторы и конденсаторы, отказывают крайне редко).

1.6. Сборка окончательного варианта схемы

Если схема работает нормально, радиолюбитель может изготовить окончательный вариант выбранного устройства. Однако, прежде чем сделать это, надо подумать, поскольку изготовление окончательного варианта требует больших затрат во времени и средств, чем изготовление устройства в виде макета.

Для окончательного изготовления устройства необходимо иметь две вещи: средства для монтажа радиодеталей и корпус. Переключатели, шкалы и лампочки или светодиоды монтируются обычно на корпусе, но бывают исключения, так что в этих случаях радиолюбителю поможет здравый смысл. Малогабаритные компоненты, чтобы они не были на виду, монтируются на внутренней плате.

Для монтажа радиодеталей сейчас выпускаются платы нескольких типов. Самым удобным, но и самым дорогостоящим является использование собранного макета, который размещается в корпусе вместе с другими необходимыми компонентами. Такой способ нежелателен, если радиолюбитель намерен использовать ту же беспаечную соединительную плату для изготовления макетов других устройств.

Другим способом монтажа радиодеталей является приклеивание резисторов и конденсаторов на одной стороне платы с отверстиями. При таком способе для монтажа транзисторов и интегральных схем необходимо использовать гнезда, причем такие гнезда или держатели так же приклеиваются. После этого к контактам и выводам радиодеталей подпаиваются отрезки проводников с обратной стороны платы. Такой способ монтажа является как дешевым, так и сравнительно простым.

Третий способ монтажа радиодеталей является разновидностью второго. При этом пайка отрезка проводников к контактам и выводам производится аналогичным образом, но пассивные компоненты и гнезда или держатели ставятся не на клей, а припаиваются. Для этого используется специальная плата с площадками медной фольги с одной стороны платы. На такой плате всегда имеются несколько площадок и отверстий, электрически соединенных между собой через фольгиро-ванные проводники, что упрощает прокладку и припайку необходимых проволочных проводников. Такой способ является более дорогим, чем использование простых плат с отверстиями, но схемы при этом получаются аккуратнее и надежнее.

Четвертый, совершенно отличный от описанных выше способ монтажа радиодеталей предусматривает изготовление специальной печатной платы. Для этого требуется выполнение значительной работы по ее проектированию, но в конечном итоге получается более аккуратная и простая для сборки схема, чем при изготовлении первыми тремя способами.

Процесс изготовления печатной платы с необходимым рисунком печатных проводников начинается с выбора односторонней фольгированной платы из гетинакса или стеклотекстолита. Далее изготовляется рисунок

общего расположения радиодеталей на плате и в точках нахождения их выводов или контактов просверливаются отверстия необходимого диаметра. При продумывании общего расположения радиодеталей следует иметь в виду, что сами радиодетали будут монтироваться на изолированной стороне платы, а пайка их выводов и контактов - с фольгированной стороны платы. При этом отсчет номеров выводов интегральных схем должен производиться в обратном порядке относительно их расположения на виде сверху. Другими словами, вывод 1 будет первым штырьком в правом верхнем углу, а остальные выводы отсчитываются в направлении по часовой стрелке.

После выбора расположения радиодеталей и просверливания монтажных отверстий необходимо нанести специальную, стойкую к травлению пасту на медную фольгу вокруг каждого отверстия и в местах прохождения будущих проводников между контактными площадками. При этом ни в коем случае не следует забывать, что номера выводов интегральных схем отсчитываются в обратном порядке!

По окончании вычерчивания на фольге проводников и контактных площадок надо проверить правильность нанесения рисунка и толщину слоя пасты. При необходимости изменить рисунок, нанесенный на медную фольгу, нужно удалить на этом месте пасту, воспользовавшись обычной карандашной резинкой. Последующая операция травления напоминает, в некотором роде процесс проявления фотоснимков, но при этом темной комнаты не требуется. Для выполнения травления плата помещается фольгой вверх в неглубокую неметаллическую кювету, в которую заливается травящий раствор до уровня, обеспечивающего полностью погруженное состояние платы. При легком покачивании кюветы можно видеть, как незащищенная медная фольга постепенно растворяется. Вся операция травления занимает примерно 20 мин и заканчи-вается после полного растворения медной фольги, за исключением нанесенного пастой рисунка. Затем производится промывка проточной водой в течение не менее чем 10 мин. Защитная паста может быть удалена любым углеводородным растворителем, включая раствор для смывания маникюра. После промывки зачистка печатного рисунка производится порошковой окисью железа или мелкозернистой шкуркой.

При правильном выборе расположения радиодеталей и выполнении травления остальная часть работы довольно проста. Радиодетали монтируются в соответствующих отверстиях и затем припаиваются. Таким образом, радиолюбителем изготовляется собственная печатная плата для выбранного устройства. Все четыре описанных способа монтажа имеют свои преимущества и недостатки, так что оптимальный их выбор остается за самим радиолюбителем.

После размещения собранной платы в корпусе необходимо удостовериться, что ни одно соединение не касается металлических поверхностей. Одним из надежных способов исключения таких касаний является использование корпуса собственной конструкции из пластмассы или дерева. Подходящий по размерам и форме корпус можно найти также в магазине.

Окончательная сборка устройства весьма проста и включает просверливание в корпусе нескольких отверстий для установки переключателей, лампочек и потенциометров, а также припаивание нескольких проводников между лицевой панелью корпуса и платой. Следует сделать эти проводники по возможности длиннее, чтобы удобно было снять лицевую панель, когда понадобится сменить батареи питания или удалить неисправности в схеме. В целом устройство должно быть аккуратным и компактным, однако не следует забывать также о простоте доступа к радиодеталям, которые со временем могут потребовать проверки или замены.

Глава 2

ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ

Для любого электронного устройства, будь то сложная ЭВМ или простой светосигнализатор, необходим источник электроэнергии. Поэтому каждая схема, описанная в данной книге, имеет определенный источник питания, причем, как правило, источник питания постоянного тока.

Наиболее подходящим источником электроэнергии, особенно для описанных здесь маломощных устройств, являются сухие батареи. В наши дни такие батареи широко известны всем, так что описывать их подробно нет необходимости. Другой подходящий источник - бытовая электросеть, обеспечивающая переменное напряжение 127 или 220 В. К сожалению, весьма мало интегральных схем могут включаться непосредственно в сеть. Обычно необходимо включение преобразователя между сетью с напряжением 127 или 220 В и низковольтными устройствами, питающимися постоянным током. Такой преобразователь называется вторичным источником питания.

В данной главе наряду с использованием батарей уделяется большое внимание изготовлению источников питания постоянного тока. Как упоминалось выше, источник питания необходим радиолюбителю в любом устройстве. В некоторых случаях удобно использовать батареи, однако бывают ситуации, когда лучше применить какой-либо другой источник питания постоянного тока. И чем больше радиолюбитель будет знать с самого начала об этих источниках питания, тем лучше он будет подготовлен к изготовлению, проверке, наладке И применению устройств, описываемых в последующих главах.

2.1. Батареи для электронных устройств

Батареи обычно подразделяются по величине напряжения, вырабатываемого в состоянии полной зарядки. Наиболее широко распространены номинальные напряжения 1,5; 6; 9 и 12 В. Из этой группы в небольших бытовых электронных устройствах чаще используются батареи напряжением 1,5 к 9 В. Батареи напряжением 6 и 12 В обычно применяются в устройствах с высоким потреблением мощности и в данной книге для описанных устройств не используются,

Тем не менее радиолюбитель встретит некоторые устройства, где требуются напряжения 3 и 6 В. В этих случаях могут использоваться две или четыре последовательно включенные батареи напряжением 1,5 В для получения нужного номинального напряжения. Например, получить напряжение 3 В можно путем подключения клеммы «-(-» батареи напряжением 1,5 В к клемме « - » другой аналогичной батареи, а к двум другим клеммам этих батарей подсоединить само устройство.

Источник питания напряжением 6 В можно получить аналогичным образом из четырех батарей напряжением 1,5 В., Для этого батареи соединяются попеременно положительными и отрицательными клеммами, а к свободным положительной и отрицательной клеммам подключается выбранное устройство. Одним из наиболее удобных способов последовательного соединения батарей является использование специального держателя батарей, в котором уже имеются внутренние соединения.

В настоящее время промышленностью выпускаются 1,5-вольтные батареи нескольких типов, в том числе АА, С и D. Батареи типа АА - самые миниатюрные, типа С - несколько больших размеров и используются часто в портативных электронных устройствах, например магнитофонах и радиоприемниках. Более крупные батареи обычно применяются в мощных фонарях.

Какими электрическими параметрами отличаются батареи этих типов? Батареи всех трех типов при правильном подключении к схеме вырабатывают в полностью заряженном состоянии напряжение 1,5 В. Таким образом, они имеют одинаковое выходное напряжение, но по-разному его вырабатывают. Чем больше размеры батареи, тем больше ее емкость, а для описанных в книге устройств это означает более длительное время их работы от такой батареи. Следовательно, батареи типа С обеспечивают более длительную непрерывную работу устройства, чем батареи типа АА.

Однако это вовсе не означает, что радиолюбителю следует выбирать более крупные батареи. Хотя они и увеличивают длительность непрерывной работы устройства, их размеры слишком велики. Использование же четырех батарей типа D для питания маломощных устройств, расходующих несколько микроватт мощности, непрактично.

Как правило, рекомендуется использовать батареи типа АА, когда это позволяет требуемая мощность, расходуемая выбранными устройствами. Большинство современных интегральных схем потребляет весьма малую мощность, поэтому в большинстве случаев выбор таких батарей будет наиболее оптимальным.

Батареи напряжением 9 В выпускаются одного типоразмера. Более современные образцы батарей этого типа имеют повышенную емкость, но их более высокая стоимость вряд ли оправдывает их использование в описанных в данной книге устройствах,

В отдельных устройствах радиолюбитель встретит вариант использования двух последовательно включенных 9-вольтных батарей, которые образуют источник питания напряжением 18 В. Такое напряжение необходимо лишь для некоторых наиболее сложных интегральных схем, выполненных на МОП-транзисторах. Эти 9-вольтные батареи имеют прямоугольную форму и их наиболее удобно подключать с помощью специальных зажимов.

Итак, практически в большинстве устройств с батарейным питанием, описанных в данной книге, применяются 1,5- или 9-вольтные батареи. При этом не имеет существенного значения, являются ли батареи подзаряжаемыми или нет. Ни в одном из описываемых в книге устройств специально не требуется использования подзаряжаемых батарей (аккумуляторов), но при их подключении устройства будут работать так же хорошо, как и с сухими батареями.

Еще одна рекомендация относительно батарей: не следует использовать ртутные батареи. Несомненно, такие батареи обладают рядом достоинств, но имеют и ряд существенных недостатков, в том числе необходимость осторожного обращения при подключении к схеме, в которой возможны короткие замыкания (что весьма часто бывает в радиолюбительской практике).

2.2. Несколько замечаний о разряженных батареях

Конечно, нет ничего предосудительного в использовании батарей для электропитания электронных устройств, однако это не лучший способ питания экспериментальных схем. Батареи разряжаются в процессе работы, вырабатывая со временем все меньшую и меньшую энергию. Теперь допустим, что радиолюбитель только что закончил изготавливать одно из описанных в книге устройств и ждет с нетерпением, когда оно заработает. Он подключает батарею с необходимым напряжением и... ничего не происходит. Радиолюбитель может затратить массу времени на поиски неисправности, тогда как единственной причиной неработоспособности схемы является использование разряженных батарей.