Соединение элемента на плату




Введение

Цель работы – сделать прибор мультивибратор по данной простой схеме.

Мультивибраторами называют электронные устройства, генерирующие электрические колебания, близкие по форме к прямоугольной. Спектр колебаний, генерируемых мультивибратором, содержит множество гармоник - тоже электрических колебаний, но кратных колебаниям основной частоты, что и отражено в его названии: "мульти - много", "вибро - колеблю".

Для достижения данной цели мы установили элементы на плату по данной схеме и соединили с помощью паяльника.

Для работы многих электронных устройств требуется наличие импульсов, которые становятся сигналами для определённых действий. Сигнал прямоугольной формы может создавать специальный генерирующий прибор. Он может образовывать сигналы различных гармоник, а в основе его работы лежит принцип поочерёдного возбуждения каскадов. За это устройство и получило своё название – мультивибратор.

Мультивибраторы были созданы английскими физиками Вильямом Иклсом и Френком Джорданом в 1918 г. С момента создания прибора для составления его каскадов применялись различные электрорадиоэлементы: лампы, транзисторы, тиристоры, микросхемы. Наиболее показательной можно считать транзисторную схему. Она не производит сигналы высокого качества (с резким фронтом импульса), в отличие, например, от более современных устройств, но её часто приводят, как наглядный пример.

Используя методы научных статьей как паяльная станция, распайка, соединение проводов и соединение элемента на плату мы сделали прибор -мультивибратор.

 

Основная часть

Паяльная станция

Паяльная станция (паяльный станок, паяльная установка) — класс специального оборудования радиотехнической промышленности, предназначенного для осуществления операций единичной или групповой пайки. В данный момент в области трактовки понятия "паяльная станция" наблюдается неоднозначность по причине заимствования данного термина из иностранной номенклатуры. Выпускаемое в данный момент оборудование может содержать следующие компоненты:

· контрольно-управляющий модуль (специальный прибор для контроля параметров и режимов работы агрегатов станка)

· паяльник (для низкотемпературной пайки припоем);

· термопинцет (для выполнения операций монтажа и демонтажа миниатюрных SMD-компонентов);

· фен локального подогрева (для осуществления вспомогательного подогрева в месте паяного соединения или использования в качестве инструмента групповой пайки);

· мощный источник теплового излучения (для разогрева платы при групповой пайке);

· узконаправленный источник теплового излучения (для локального разогрева платы при групповой пайке);

· пневматические агрегаты — вакуумный пинцет, оловоотсос;

· вспомогательная арматура и принадлежности (подставки, держатели, рамки, стойки, антистатические браслеты и коврик).

Минимальная комплектация паяльного станка включает паяльник, контрольно-управляющий модуль и пружинный держатель паяльника. По сравнению с обычным бытовым паяльником обеспечивает возможность регулировки и поддержки заданной температуры, увеличение пассивной безопасности устройства за счёт наличия держателя, предотвращающего случайное касание хранимого в нём разогретого паяльника. Большинство собираемых в данный момент паяльных станций поставляется в антистатическом исполнении.

Паяльные станции классифицируются по типу нагревательного элемента. В данный момент существует 3 типа:

1. С нихромовым нагревателем (нихромовая проволока намотана на керамический стержень и покрыта слоем изолятора);

2. С керамическим нагревателем (на керамический стержень наносится слой из керамического материала, на который нанесена токопроводящая дорожка, которая и излучает тепло);

С индукционным нагревателем (в центральную часть катушки помещается часть жала, за счёт ВЧ модуляции в самом жале генерируется тепло).

Распайка

Распайка выводов(англ. Wirebonding) — метод осуществленияэлектрическогомежсоединенияпроводникамиостоваустройства (внешних выводов,платы,корпуса) ичипакристалла, обеспечивающи механический и электрический контакты.

Для крепления проводников применяетсялазерная,ультразвуковая сварка.

В качестве материала соединительных проводников обычно используют:алюминий,медь,золото. Для основания устройства:алюминий,медь,золото,олово.

Соединение проводов

Электрический контакт зависит от качества и надежности соединения проводов. При монтаже электропроводки не возможно обойтись без соединения проводов.

В местах соединения электрические контакты должны удовлетворять таким основным требованиям:

· - надежный контакт, без дополнительного сопротивления. Сопротивление соединяющего контакта не должно быть больше сопротивления целого куска провода;

· - механическая прочность, на случай растяжения. Если провод в местах соединения подвержен случайным растяжениям, то прочность контакты должна быть не меньше прочности самого проводника.

Способы соединения проводов

1. Соединения проводов скруткой.Из-за своей простоты, наиболее часто встречающийся способ. Для этого достаточно взять два провода, снять изоляцию (для надежной скрутки изоляция снимается не менее 5 см), затем оголенные жилы скручиваются между собой.

Изолируются скрученные оголенные жилы обычной изолирующей ПХВ лентой. В место изолирующей ленты можно использовать специальные «колпачки для скрутки».Колпачки для скруткинакручиваются на соединенные провода, тем самым изолируют оголенные части и дополнительно поджимают электрический контакт.

Не допустимо соединение скруткой проводов разнородных металлов,например медь и алюминий.

2. Соединение проводов пайкой.С помощью пайки монтаж соединений занимает чуть больше времени, однако этот способ белее надежный, чем обычной скруткой.

При скрутке контактов, на сколько бы она не была качественной, места соединения имеют некоторое сопротивление и при протекании тока скрученные контакты перегреваются.

Последствия не качественной скрутки — это оплавление изоляции в местах соединений, короткое замыкание и пожар.

Пайка гарантирует надежный электрический контакт с малым сопротивлением и необходимой механической прочностью. Для пайки применяют обычный оловянно-свинцовый припой и канифоль.

 

3. Использование клеммных колодок.Сама клеммная колодка представляет собой изолирующую пластину с контактами. С помощью клеммных колодок можно соединять медные провода с алюминиевыми.

Клеммные колодки по способу закрепления в них проводов делятся на клеммники с затягивающим винтом и на клемники с прижимающими пластинами.

Клеммные колодки у которых провода прижимаются винтом имеют один недостаток. В них провод можно повредить самим витом при затягивании контакта. Особенно актуально при подсоединении алюминиевых или многожильных проводов.

Колодки с прижимающими пластинами более надежны по сравнению с винтовыми, так как при затягивании провод прижимается к клемме пластиной.

 

4. Пружинные клеммы.Наверное, самый быстрый и эффективный способ соединения проводов. Для этого с токопроводящей жилы снимается изоляция и вставляется в клемму. Отличаются от винтовых тем что провода фиксируются не винтом, а пружинным зажимом.

На сегодняшний день зажимов пружинного типа очень много, самые распространенные из них это клеммники фирмы «Wago».

Используются для соединения как мягких многожильных, так и одножильныхпроводов разного сечения.

С помощью таких клемм также можно производить соединение медных и алюминиевых проводов. Для этого используются специальные клеммники «Wago». В них используются контакты из биметаллической пластины покрытые специальной пастой, которая предотвращает окисление проводов.

5. Ответвительный сжим. Ответвительные сжимы или как их называют в народе «орешки» служат для подсоединения к магистрали линии без создания ее разрыва.

Сам сжим состоит из трех металлических пластин с винтами и изолирующей коробки в которой располагаются эти пластины. Ответвительный сжим часто применяют для соединения медных и алюминиевых проводов, например для присоединения к воздушной линии из алюминия.

Соединение медных и алюминиевых проводов в домашних условиях.

Если требуется соединение медных и алюминиевых проводов, а клеммных зажимов и колодок нет под рукой, можно обойтись без них. Скрутка проводов в этом случае не является хорошим выходом из положения, потому что рано или поздно место скрутки меди и алюминия окислится и это приведет к потере контакта.

Эффективным решением данной проблемы является использование обычной гайки, болта и шайбы.

Надежность данного соединения ни чем не уступает описанным выше клеммникам. Единственный недостаток в громоздкости (например, при применении в распределительной коробке) и большого количества изолирующей ПХВ ленты для надежной изоляции.

Соединение элемента на плату

Изобретение относится к электро- и радиотехнике, в частности к способам, устройствам и типам электрических и радиоэлектронных соединений. Техническим результатом является упрощение процесса соединений электрических элементов, а также возможность их повторного использования и утилизации. Способ соединения электрических элементов реализуется следующим образом. Изготавливают пассивный электрический элемент, который содержит электропроводящий слой (3) и изолирующий слой (подложку) (4). Выводы (2) электрического элемента (резистора, конденсатора, провода и т.п.) внедряют (втыкают) в пассивный электрический элемент, твердость которого меньше, чем твердость материала вывода электрического элемента, тем самым достигая контакт обоих электрических элементов. Выводы (2) могут фиксироваться как в электропроводящем слое (3), так и в изолирующем слое (4).

 

Рисунок 1 – Соединение электрических элементов

 

Изобретение относится к области электро- и радиотехники, в частности к способам, устройствам и типам электрических и радиоэлектронных соединений.

Предшествующий уровень техники Известен способ и устройство для монтажа радиодеталей, при котором выводы радиодеталей фиксируются в печатной плате при помощи переходников за счет их упругих элементов (патент США N 4181387, опубликован 1 января 1980 года).

Известен способ и устройство для монтажа радиодеталей, при котором выводы радиодеталей фиксируются в печатной плате за счет упругих элементов выводов.

Известен способ соединения электрических элементов при помощи резиновой макетной платы, при котором прокалывают иглой в резине отверстия, в которые вставляют выводы деталей, смежных по схеме. Выводы деталей, вставленные в отверстия, оказываются упруго сжатыми резиной, что обеспечивает надежный электрический контакт.

Наиболее близким к заявляемому является способ и устройство для печатного монтажа, при котором электрические соединения элементов выполнены с помощью печатных проводников методом пайки и их выводы (ножки) элементов соединяют при помощи пайки с проводящими элементами (печатными проводниками).

Недостатками известных способов и устройств являются: Сложная, трудоемкая, занимающая много времени и экологически вредная технология производства соединений и подготовки печатных плат (современные методы изготовления печатных плат занимают около 8 часов); малая производительность труда: низкая экологичность; трудности внесения изменений в монтаж готовой платы; трудность или невозможность утилизации и повторного использования радиоэлектронных элементов; воздействие больших температур при пайке может привести к выходу из строя радиоэлектронных элементов (ограничение времени контакта); воздействие больших температур при выпаивании с деталей с целью их дальнейшего использования также может привести к выходу из строя радиоэлектронных элементов.

1.5. Мультивибратор

Мультивибра́тор — релаксационный генератор электрических прямоугольных колебаний с короткими фронтами.

Мультивибратор является одним из самых распространённых генераторов импульсов прямоугольной формы, используемый в электронике и радиотехнике. Обычно представляет собой двухкаскадный резистивный усилитель, охваченный глубокой положительной обратной связью.

В электронной технике используются самые различные варианты схем мультивибраторов, которые различаются между собой по типу используемых активных компонентов (ламповые, транзисторные, тиристорные, микроэлектронные и другие), различающиеся режимом работы (автоколебательный, ждущие, с внешней синхронизацией синхронизации), видам связи между усилительными элементами, способам регулировки длительности и частоты генерируемых импульсов и другими параметрами.

 

Виды мультивибраторов.

Существуют несколько видов самовозбуждающихся устройств типа мультивибратор. По форме генерируемого сигнала выделяют:

· Симметричные мультивибраторы. Длительность импульсов и пауз генерируемых сигналов равны.

· Несимметричные мультивибраторы. Длительность импульсов и пауз генерируемых сигналов не равны.

По типу стабильности мультивибраторы делят на:

· Автоколебательные, иначе называемые нестабильными. В них колебания происходят автоматически при подключении устройства к источнику питания.

· Моностабильные, иначе называемые ждущими. При включении устройства одно состояние в них становится стабильным, другое – нет. Генерируется импульс, и устройство переходит в стабильное состояние. Чтобы запустить генерацию сигнала заново, необходимо подать дополнительный управляющий сигнал. Бистабильные, иначе называемые триггерами. Стабильны всегда, какие-либо возбуждения отсутствуют. Изменить состояние устройства можно подачей управляющего сигнала.

 

1.6. Принцип работы мультивибратора

Элементарный транзисторный мультивибратор имеет в своём составе два транзистора, два конденсатора и четыре резистора. Эти элементы делятся как бы поровну между двух так называемых плеч мультивибратора. Сигнал от одного плеча поступает в другое, изменяя его состояние. В это же время происходит изменение состояния и первого плеча. Затем второе плечо посылает сигнал в первое, изменяя и своё состояние. Новый цикл работы возможен за счёт наличия в мультивибраторах положительной обратной связи, обеспечивающей постоянное самовозбуждение устройства. Таким образом и образуются колебания, вибрация.

1.7. Схема мультивибратора

Схема 1 – «классический» простейший транзисторный мультивибратор.

 

Это схема простого мультивибратора. Генераторы сигналов прямоугольной и близкой к ней формы нашли широкое применение. Так, на основе этих устройств собираются таймеры, генераторы звука и т. п.

Элементы схемы:

- двух транзисторов КТ315Б (можно с любой другой буквой)

- двух конденсаторов емкостью по 10 микроФарад

- четырех резисторов, два по 300 Ом и два по 27 КилоОм

- двух китайских светодиодов на 3 Вольта

 

 

 

 

Рисунок 2 – Расположение элементов мультивибратора

 

Заключение

На основании вышесказанного, мы сделали мультивибратор по данной простой схеме, соединяя элементы прибора с помощью паяльника.

Эту схему можно использовать во многих радиоэлектронных устройствах в качестве генератора импульсов с невысокими требованиями к стабильности частоты. Это может быть и простая мигалка со светодиодами или лампочками как на нашей схеме.

Мы узнали, что для изменения длительности моргания светодиодов можно поменять значения конденсаторов С1 и С2, или резисторов R2 и R3.

Схема очень простая, надежная, работает сразу при отсутствии ошибок в монтаже и использовании исправных радиоэлементов.

Научившись, одной из самых простых применений паяльника, далее обдумываю собрать очень интересный и полезный в бытовом хозяйстве "Имитатор электронного соловья ", на основе мультивибраторов, который можно использовать в качестве дверного звонка.

 

 

Список использованных литератур:

1. Радиоэлектроника для начинающих и не только: https://lessonradio.narod.ru/Multivibrator.htm (дата обращения 3.03.2017г 11:45)

2. Электротехника https://solo-project.com/articles/2/multivibrator-princip-deystviya-i-primenenie.htm (дата обращения 3.03.2017г 10:30)

3. Электрики в доме

https://electricvdome.ru/montajelectroprivodki/soedinenie-provodov.htm(дата обращения 5.03.2017г 12:45)

4. Нормы времени, электросхемы

https://m.ruselectronic.com/news/multivibrator-na-tranzistorakh (дата обращения 5.03.2017г 13:12)

5. Биотехника https://biontehilswyri.ru (дата обращения 6.03.2017г 14:44)

6. Википедия https://ru.wikipedia.org (дата обращения 6.03.2017г 10:54)

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-11-19 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: