В детстве я пытался делать простые электронные схемы. Простые. Самодельный фонарик из лампочки, батарейки, фольги и картона. Лебёдка для игрушечных машинок из батареи, электромоторчика и конструктора. Но с радиоэлектроникой у меня не сложилось. Детекторный радиоприёмник отказался работать. Теперь я понимаю, что антенна была из плохого проводника, а наушники должны были быть высокоомными. К радиолюбительству я вернулся совсем недавно и вот что изменилось по сравнению с моим детством.
Практической пользы в занятиях электроникой стало меньше. Навык починки телевизоров и радио, а также сборки самодельных усилителей был очень полезен в конце 80х. Сегодня чинить что-либо стало сложнее, а пользы в этом меньше чем тогда. Полезный навык полностью стал просто ещё одним хобби. Радиолюбительства в чистом виде почти не осталось. Но зато стало популярным самодельная микропроцессорная техника.
Мнемонические правила и базовые знания
Этот текст скорее памятка для себя, чем связное изложение базовых знаний по электротехнике.
Есть определённые соглашения по цвету проводов, используемых в схемах. Плюс, он же VCC, он же V+ обозначений в схемах бывает много - красный. Минус, он же GND, он же земля, он же V-, он же COM или общий провод - чёрный, хотя может использоваться и белый. Реже - другой цвет. Чтобы это запомнить - достаточно запомнить правило “красный крест”. Плюс - красный провод.
С определением полярности радиодеталей всё чуть сложнее. В радиотехнике анод - подключается к плюсу, катод - к минусу. Придётся запомнить. Для меня это совсем неявно. Буква “а” в начале слова “анод” даёт интуитивное понимание того, что это должен быть минус. Так вышло из-за того, что термин когда-то относился к химическим источникам тока. Для них анод - место где собираются отрицательно заряженные заряды, электроны. Т.е. там интуитивное правило работает. Вне батарейки - всё наоборот. Есть не очень чевидное мнемоническое правило запомнить это. В слове “катод” и “минус” по пять букв, в слове “анод” и “плюс” по четыре буквы. Но я просто запомнил, что анод - это минус, но в химическом источнике тока, на схеме - наоборот.
Для светодиодов всё чуть проще. У них разная длина ног. Более длинная нога - анод, плюс. Правило простое - складываем палочки плюса, они длиннее минуса. Поэтому и положительная ножка радиодетали длиннее. Когда деталь уже впаяна в схему - определить полярность сложнее. Но у катода, как правило, есть срез на корпусе светодиода. Когда нет и выреза можно рассматривать внутреннее устройство светодиода, катод напоминает формой флаг, а анод имеет небольшой размер. Но в неясных случаях лучше проверить полярность мультиметром. Переводим его в режим проверки диодов, если такого режима нет - в режим прозвонки цепи. Светодиод засветится, когда красный щуп касается анода, а чёрный - катода. Это самый универсальный способ, но он не работает для мощных светодиодов и для некоторых синих светодиодов.
Полярность электролитических конденсаторов определяется проще. На электролитических кондесаторов российского производства бывает явно отменен знаком “+” анод, плюс. На импортных явно отмечен знаком “-“ катод, минус. Иногда знак “-“ отсутствует, но тогда есть белая полоса, которая отмечает катод. Эта белая полоса похожа на длинный знак “-“, так что запомнить легко.
Питание устройств
Обычно всевозможные электронные поделки используют в качестве контроллера, управляющего устройства, один из вариантов платы Arduino или одноплатный компьютер, например, Raspberry PI. На компоненты устройств нужно подавать питание. И тут есть два варианта.
-
Правильный - подавать питание на каждое устройство отдельно. Обычно нужно 5В и устройства прекрасно можно записать от USB порта или зарядного устройства. Иногда нужно 3.3 В и тогда нужно использовать регулятор напряжения. Или резистор, что менее надёжно, но приемлемо.
-
Быстрый и рабочий - подавать питание прямо от специальных разьёмов на Arduino или Raspberry PI. Вариант имеет право на жизнь, но нужно помнить. Пины данных для питания не используем, или используем, но помним, что безопасно снимать 40 мА с пина данных Arduino и всего 16 мА с пина Raspberry PI. Пин 5 В Arduino UNO может выдать до 800 мА тока, а этот же пин Raspberry PI связан с USB и может выдать столько тока, сколько обеспечит питающее зарядное устройство. С пина 3.3 В Arduino UNO можно получить всего 50 мА тока. Разных клонов Arduino много, поэтому в каждом конкретном случае лучше смотреть спецификацию устройства.
Радиолюбительское оборудование не оправдавшее себя
Поначалу я закупил довольно много инструментов и оборудования. Не всё оправдало себя.
Губка для зачистки жал (tip activator)
Чтобы очищать жало паяльника от нагара и лишнего припоя можно использовать металлические губки. Со старым паяльником с обычным металлическим жалом я успешно использовал обычную металлическую губку для мытья посуды. Но хороший паяльник с “вечным” жалом такая губка быстро испортит. И я заказал медные губки в металлическом футляре. Медь мягкая и не портит жало. Или по крайней мере портит его не так быстро. Кроме того, на медь лучше переносятся излишки олова с жала. Но мой опыт теперь говорит о том, что для современного паяльника с маленьким жалом покрытым хитрыми сплавами для предотвращения обгорания такая губка не нужна. Нагар счищается на мокрой губке, про это ниже. А избытки олова образуются редко и их можно снимать на ленту для выпайки радиодеталей.
Демонтажные иголки
У уважаемого Dihalt прочитал какая это классная штука, демонтажные иглы. Заказал, попользовался, выбросил. Не удалось нормально выпаять ни одной детали. Трубки тонкие, быстро остывают и не получается пройти иглой всю толщину платы, чтобы отделить ножку радиодетали от платы стенкой иглы. Возможно, проблема решилась бы более мощным паяльником. Но меня мощность паяльника для пайки вполне устраивает, а менять его на более мощный исключительно для выпайки деталей смысла нет. Есть и другие, более удобные, способы демонтажа деталей.
Дешёвые паяльники и мультиметры
Стоимость паяльников и мультиметров стала очень и очень умеренной. Поэтому под “дешёвыми” я подразумеваю ну самые дешёвые модели за пару сотен рублей. Паяльник должен иметь регулировку температуры, а мультиметр лучше взять с автовыбором диапазонов измерений. Для новичка это важно. Матёрые радиолюбители читают маркировку радиодеталей с первого взгляда и замер им нужен только чтобы определить исправность деталей. Мой комплект, от которого я отказался, на фото ниже. Жало быстро обгорело, регулировать температуру приходилось “на глаз” и всё равно паяльник её не выдерживал. В холостом режиме жало было слишком горячим при работе быстро остывало. Плюс этого набора - он стоит дешевле тысячи рублей и можно купить в почти любом магазине инструментов.
Радиолюбительское оборудование оправдавшее себя
Сейчас у меня осталось довольно немного инструментов и все они незаменимы. Едва ли можно обойтись меньшим набором.
Паяльник
Я использую паяльник TS100. Он мощный, компактный, красивый и достаточно надёжный. Его минус это отностельно высокая цена и дорогие жала. Сейчас этот паяльник реально заказать в Китае за 3500. За хороший блок питания придётся добавить ешё тысячу. Это дороже большинства китайских паяльников, примерно на уровне цены китайских паяльных станций и заметно дешевле “фирменных” паяльников. Выглядит он как безделушка, но при этом полноценный паяльник, пригодный не только для пайки мелких радиодеталей, но и клемников на 220 В. Пользуюсь им последний год и категорически не готов поменять его на другой. Паяльная станция с таким паяльником не нужна. Индикатор температуры и кнопки для настройки температуры у него прямо в ручке. Классическая паяльная станция делает ровно то же самое - позволяет настраивать температуру жала паяльника и выдерживает её во время пайки. Возможно, у профессионалов сегодня и есть смысл в паяльной станции, но для любителя она явно избыточна.
Ящик для паяльника и дополнительных принадлежностей
Можно использовать отдельную подставку для паяльника, но я предпочитаю удобную коробку со встроенной подставкой. паяльник можно в ней хранить и с ней же работать. Места на столе коробка занимает больше, зато в неё можно складывать пинцеты, тубус с припоем, ленту для демонтажа и прочие необходимые мелочи. На рекламных фотографиях в эту коробку ещё и бокорезы с круглогубцами вставляют. Но это только для вида, на самом деле отделения ящика узкие и инструменты, кроме пинцетов, туда не помещаются.
Электрический оловоотсос
Это оказался самый удобный инструмент для выпаивания радиодеталей. От конструктивно такого же механического оловоотсоса отличается нагревателем на кончике. В механическом оловоотсосе нужно сперва нагреть отпаиваемую деталь, потом поднести оловоотсос и собрать олово. За это короткое время олово успевает остыть, поэтому с механическим оловоотсосом нужно добавть легкоплавкого сплава, например сплав Розе, чтобы получить нормальный результат. Электрический оловоотсос одновременно нагревает место пайки и отсасывает ещё жидкое олово и применять дополнительно флюс или легкоплавкий сплав не нужно. Если на месте контакта детали и платы мало олова - может потребоваться добавить ещё обычного припоя.
Единственный недостаток - устройство долго прогревается. Если нужно снять одну деталь - бывает проще воспользоваться медной лентой для демонтажа.
Пинцеты, бокорезы, баночки и устройство для зачистки проводов
Вообще, можно обойтись одним острым ножиком или специальным мультитулом и одним пинцетом. Но они занимают немного место и я продолжаю пользоваться и мультитулом и бокорезами и устройством для зачистки изоляции.
Бокорезы подойдут самые простые, лишь бы были острыми. Ими отрезают куски кабеля, ножки радиодеталей, зачищают изоляцию если лень лезть за специальным инструментом или если диаметр кабеля нестандартный. Бокорезы совершенно необходимый инструмент.
Пинцеты нужны, чтобы подносить провода или выводы радиодеталей к месту пайки, держать мелкие SMD компоненты под жалом паяльника и для всевозможных мелких работ вообще. Своего идеала среди пинцетов я не нашёл. Достаточно двух - трёх пинцетов. Одни большие и прочные - для грубых работ и толстых проводов, одни тонкие прямые и одни тонкие изогнутые. Впрочем, без изогнутых можно и обойтись. Пинцеты должны быть из ненамагничивающегося сплава, чтобы мелкие SMD детальки и отрезанные ножки радиодеталей не примагничивались к ним. И этот сплав должен быть прочным. С последним у меня проблема. Тонкие пинцеты легко гнутся. Их можно выправить, но приходится контролировать усилия. Из-за этого у меня целый набор из почти десятки пинцетов. Совсем погнутые я выбрасываю, так что со временем их станет меньше. Потом пинцеты кончатся и, возможно, я смогу купить более прочные.
Устройство для зачистки проводов - гениальная штука. Зачистить от изоляции два-три кончика можно и ножиком или бокорезами. Но вот если нужен десяток проводочков, каждый из которых должен быть зачищен с обеих сторон - инструмент очень удобен.
Нужно иметь несколько небольших баночек для хранения винтиков и гаек от разборки техники. В одном небольшом устройстве может быть использовано несколько разных видов крепёжных элементов и хорошо бы складывать их отдельно друг от друга. У меня ёмкость для винтиков одна, туда я складываю основную часть винтиков. А те, что отличаются я складываю в пазы коврика для пайки.
Силиконовый коврик для пайки
Хорошо если у вас есть мастерская, верстак или какой-то рабочий стол. Но большинству приходится заниматься хобби на подходящем письменном или обеденном столе. Силиконовые коврики для продуктов могут неплохо защитить поверхность стола, но я предпочитаю специальный силиконовый коврик для пайки. Во-первых в нём есть пазы для складывания мелких деталей. Под пазы можно наклеить магниты и тогда они будут более надёжно держаться. Коврик толще большинства ковриков для готовки и в нём используется силикон с малым тепловым расширением. Так что при прогреве на нём не образуются “пузыри” или они меньше, чем были бы на обычном силиконовом коврике.
Прочие приспособления
У меня ещё есть “третья рука”, струбцины, антистатический браслет и паяльный фен. Я пока не решил к какой категории их отнести. Третья рука оказалась куда менее полезной, чем я ожидал. Обычно вполне удобно паять плату, которая просто лежит на коврике для пайки. Иногда я пользуюсь лупой из третьей руки. Но подозреваю, что обычная ручная лупа или специальная с креплением на голову, была бы более удобной.
Антистатический браслет нужно одевать на руку и прикреплять его к заземлению. Статическое электричество может испортить многие нежные детали, особенно микроконтроллеры. Но я не ношу синтетическую одежду, дома не лежат синтетические ковры и я уже забыл, что такое статическое электричество. Поэтому я не надеваю антистатический браслет и, кажется, пока ничего не испортил.
Струбцины ни разу не пригодились при пайке, но пару раз нужны были для обработке различных деталей дремелем. К радиолюбительству это имеет довольно прямое отношение, т.к. приходится обрабатывать корпуса изделий из пластика и оргстекла, делать некоторые другие работы.
Паяльный фен я брал для пайки SMD деталей и изделий с десятками выводов - микроконтроллеров, PCI-E и штырьковых разьёмов. Делать такие работы мне случается очень редко и, при некоторой сноровке, можно седлать все эти работы и обычным паяльником с легкоплавким припоем и хорошим флюсом. Думаю, через какое-то время я занесу паяльный фен в категорию инструментов, которые не оправдали себя и избавлюсь от него. Но пока не решил окончательно сделать это.
