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標題: 電子元器件的認識 [打印本頁(yè)]

作者: 顯卡返修部    時(shí)間: 2011-5-28 22:25
標題: 電子元器件的認識
第四章:基本工具

第一節 萬(wàn)用表
目前的萬(wàn)用表分為指針式和數字式,它們各有方便之處,很難說(shuō)誰(shuí)好誰(shuí)壞,最好是能夠備有指針和數字式的各一個(gè)。業(yè)余電子制作有一個(gè)指針式的MF30型萬(wàn)用表也就可以了,這可是一種經(jīng)典型號。還有元老級的MF500型萬(wàn)用表,廉價(jià)的MF50萬(wàn)用表,一般都可以在電訊商店買(mǎi)到。
萬(wàn)用表的三個(gè)基本功能是測量電阻、電壓、電流,所以老前輩們叫它三用表,F在的萬(wàn)用表添加了好多新功能,尤其是數字式萬(wàn)用表,如測量電容值,三極管放大倍數,二極管壓降等,更有一種會(huì )說(shuō)話(huà)的數字萬(wàn)用表,能把測量結果用語(yǔ)言播報出來(lái)。(其實(shí)不是很難,Bitbaby曾有一度很想用單片機和語(yǔ)音電路做一個(gè):-)
數字式萬(wàn)用表也有許多經(jīng)典型號,如DT830C,DT830C,DT890D等,后面的后綴表示功能上的區別,其中DT830C已經(jīng)買(mǎi)到了三十多元一個(gè),夠便宜的。 Bitbaby在學(xué)校里裝過(guò)一個(gè)MF50的萬(wàn)用表,電路原理并不復雜,只是那么多的元件沒(méi)有印刷板來(lái)固定,而是直接焊在接線(xiàn)板上,自己裝對初學(xué)者來(lái)說(shuō)還是麻煩了點(diǎn)。
萬(wàn)用表最大的特點(diǎn)是有一個(gè)量程轉換開(kāi)關(guān),各中功能就是靠這個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)切換的;旧,用A-來(lái)表示測直流電流,一般毫安檔和安培檔各又分幾檔。V-表示測直流電壓,高級點(diǎn)的萬(wàn)用表有毫伏檔,電壓檔也分幾檔。V~是用來(lái)測交流電壓的。A~測交流電流。
Ω歐姆檔測電阻,對于指針式萬(wàn)用表,每換一次電阻檔還要做一次調零。調零就是把萬(wàn)用表的紅表筆和黑表筆搭在一起,然后轉動(dòng)調零鈕,使指針指向零的位置。hFE是測量三極管的電流放大系數的,只要把三極管的三個(gè)管腳插入萬(wàn)用表面板上對應的孔中,就能測出hFE值。注意PNP、NPN是不同的。
以下以MF30型萬(wàn)用表為例,說(shuō)明萬(wàn)用表的讀數。第一條刻度線(xiàn)是電阻值指示,最左端是無(wú)窮大,右端為零,當中刻度不均勻。電阻檔有R×1、R×10、R×100、R×1K、R×10K各檔,分別說(shuō)明刻度的指示再要乘上的倍數,才得到實(shí)際的電阻值(單位為歐姆)。
例如用R×100檔測一電阻,指針指示為"10",那么它的電阻值為10×100=1000,即1K。第二條刻度線(xiàn)是500V檔和500mA檔共用,需要注意的是電壓檔、電流檔的指示原理不同于電阻檔,例如5V檔表示該檔只能測量5V以下的電壓,500mA檔只能測量500mA以下的電流,若是超過(guò)量程,就會(huì )損壞萬(wàn)用表。
注意事項: 萬(wàn)用表使用時(shí)應該水平著(zhù)放。紅表筆插在+孔內,黑表筆插入-孔內。 測試電流就用電流檔,而不能誤用電壓檔、電阻擋,其他同理,否則輕則燒萬(wàn)用表內的保險絲,重則損壞表頭。事先不知道量程,就選用最大量程嘗試著(zhù)測量,然后斷開(kāi)測量電路再換檔,切不可在線(xiàn)的情況下轉換量程。有表針迅速偏轉到底的情況,應該立即斷開(kāi)電路,進(jìn)行檢查。
最后還有一個(gè)規矩,就是約定用完后的萬(wàn)用表要把量程開(kāi)關(guān)撥到交流電壓最高檔,以防別人不慎測量220V市電電壓而損壞。記住這個(gè)老前輩們留下的優(yōu)良傳統呦!
第二節 電烙鐵
電烙鐵分為外熱式和內熱式兩種,外熱式的一般功率都較大。
內熱式的電烙鐵體積較小,而且價(jià)格便宜。一般電子制作都用20W-30W的內熱式電烙鐵。當然有一把50W的外熱式電烙鐵能夠有備無(wú)患。內熱式的電烙鐵發(fā)熱效率較高,而且更換烙鐵頭也較方便。
電烙鐵是用來(lái)焊錫的,為方便使用,通常做成"焊錫絲",焊錫絲內一般都含有助焊的松香。 焊錫絲使用約60%的錫和40%的鉛合成,熔點(diǎn)較低。(Bitbaby有個(gè)好習慣,就是每次做完事后都去洗手,鉛可不是什么好東西,松香倒是蠻聞得慣的:-)
松香是一種助焊劑,可以幫助焊接,拉二胡的人肯定有吧,聽(tīng)說(shuō)也可到藥店購買(mǎi)。松香可以直接用,也可以配置成松香溶液,就是把松香碾碎,放入小瓶中,再加入酒精攪勻。注意酒精易揮發(fā),用完后記得把瓶蓋擰緊。瓶里可以放一小塊棉花,用時(shí)就用鑷子夾出來(lái)涂在印刷板上或元器件上。
注意市面上有一種焊錫膏(有稱(chēng)焊油),這可是一種帶有腐蝕性的東西,是用在工業(yè)上的,不適合電子制作使用。還有市面上的松香水,并不是我們這里用的松香溶液。
電烙鐵是捏在手里的,使用時(shí)千萬(wàn)注意安全。新買(mǎi)的電烙鐵先要用萬(wàn)用表電阻檔檢查一下插頭與金屬外殼之間的電阻值,萬(wàn)用表指針應該不動(dòng)。否則應該徹底檢查。
最近生產(chǎn)的內熱式電烙鐵,廠(chǎng)家為了節約成本,電源線(xiàn)都不用橡皮花線(xiàn)了,而是直接用塑料電線(xiàn),比較不安全。強烈建議換用橡皮花線(xiàn),因為它不像塑料電線(xiàn)那樣容易被燙傷、破損,以至短路或觸電。
新的電烙鐵在使用前用銼刀銼一下烙鐵的尖頭,接通電源后等一會(huì )兒烙鐵頭的顏色會(huì )變,證明烙鐵發(fā)熱了,然后用焊錫絲放在烙鐵尖頭上鍍上錫,使烙鐵不易被氧化。在使用中,應使烙鐵頭保持清潔,并保證烙鐵的尖頭上始終有焊錫。
使用烙鐵時(shí),烙鐵的溫度太低則熔化不了焊錫,或者使焊點(diǎn)未完全熔化而成不好看、不可靠的樣子。太高又會(huì )使烙鐵"燒死"(盡管溫度很高,卻不能蘸上錫)。 另外也要控制好焊接的時(shí)間,電烙鐵停留的時(shí)間太短,焊錫不易完全熔化、接觸好,形成"虛焊",而焊接時(shí)間太長(cháng)又容易損壞元器件,或使印刷電路板的銅箔翹起。
一般一兩秒內要焊好一個(gè)焊點(diǎn),若沒(méi)完成,寧愿等一會(huì )兒再焊一次。焊接時(shí)電烙鐵不能移動(dòng),應該先選好接觸焊點(diǎn)的位置,再用烙鐵頭的搪錫面去接觸焊點(diǎn)。
第三節 印刷電路板
印刷電路板是電子制作中的一個(gè)大頭,也是最能體現電子愛(ài)好者制作水平的技術(shù)了。印刷電路板簡(jiǎn)稱(chēng)印制板,工廠(chǎng)制作與業(yè)余制作有很大的不同。工廠(chǎng)一般根據客戶(hù)提供的電路原理圖用計算機設計出印刷板圖,然后經(jīng)過(guò)照相制版等技術(shù)做出印制板,然后上阻焊、印字等形成成品,需要一系列設備。
而傳統的業(yè)余制作中只能采用敷銅板加腐蝕液的土方法制作印制板。近年來(lái)推出了萬(wàn)用試驗板、感光電路板等新型技術(shù),解放了廣大的電子 愛(ài)好者和電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)者。加之PC機的普及,用CAD軟件設計電路、自動(dòng)生成PCB(印刷電路板)已經(jīng)不算難事了。甚至直接打印在膠片上配合感光電路板做印刷板更是方便極了。
Bitbaby在學(xué)校的課程中學(xué)過(guò)ORCAD軟件,用它設計了一個(gè)8031單片機的典型應用電路,感覺(jué)還真不錯。老師還不準用ORCAD的自動(dòng)布線(xiàn)功能,那張圖Bitbaby的手工布線(xiàn)可漂亮了,走線(xiàn)的轉角都是平滑過(guò)渡,充分考慮這樣的設計使印板更牢固,以至于老師以為是自動(dòng)布線(xiàn)的呢(不自吹了:-)?上М敃r(shí)沒(méi)有打印機打印出PCB來(lái)。
PROTEL更是為廣大電子愛(ài)好者所熟知,只可惜Bitbaby對它沒(méi)有很深的研究。一般的電子制作電路均不復雜,對老手來(lái)說(shuō),也只要用腦子就能設計出印刷電路板圖來(lái),所以還是講講傳統的印制板的制作方法吧。
首先要在紙上根據電路原理圖設計出印刷電路板圖,各元器件之間的正確連接是重要的,還要注意元器件的大小、排列位置、干擾等。(Bitbaby以后將寫(xiě)一篇專(zhuān)門(mén)的文章 講述如何設計印制板。) 設計完成后要反復校對原理圖,并找出元器件實(shí)物放到各自的位置,在調整孔距、走線(xiàn)等。注意正反面,有時(shí)不小心設計了反面,可以把原圖放在復寫(xiě)紙上描一次,那么在紙的背面就有了所需要的。
Bitbaby制作印制板的方法,是把設計好的1:1圖紙剪下來(lái),用透明膠貼在單面敷銅板的銅面上,然后用沖子在需要鉆孔的地方敲一下,形成凹進(jìn)去的小坑,這樣再用小電鉆鉆孔就不會(huì )打滑了。然后用自制的小電鉆(收錄機電動(dòng)機改裝)打孔,全部打完后撕下圖紙,直接用毛筆蘸油漆描線(xiàn)路。
由于已經(jīng)有孔的定位,畫(huà)起來(lái)不困難,只要記住那幾個(gè)孔是連在一起的就好了。一般不復雜的電路用這樣的方法制作電路板極快(連復寫(xiě)紙都省了:-),若是復雜的電路可以在圖紙和敷銅板之間夾一張復寫(xiě)紙,然后把印刷板圖描一遍,打孔的地方描得深些,然后用毛筆蘸油漆描線(xiàn)路。
如果沒(méi)有油漆,可以用質(zhì)量較好的記號筆描線(xiàn)路,或用修正液描,只是修正液描的電路板不太美觀(guān),需干后修正寬度一致。指甲油也可以用,干得較快,比修正液好用些。描的時(shí)候注意線(xiàn)條之間保持距離,孔的周?chē)纬砂鼑,以利于焊接?/font>
油漆要好長(cháng)時(shí)間才能干,等油漆干后就可以投入腐蝕液中,腐蝕液一般用三氯化鐵加水配置而成,三氯化鐵為土黃SE固體,也易于吸收空氣中的水份,所以應密封保存。配置三氯化鐵溶液時(shí)一般是用40%的三氯化鐵和60%的水,當然三氯化鐵多些,或者用溫水(不是熱水,以防油漆脫落)可使反應速度快些。
注意三氯化鐵具有一定的腐蝕性,最好不要弄在皮膚上和衣服上(很難洗:-( 反應的容器用廉價(jià)的塑料盆,放得下電路板的就好。腐蝕是從邊緣開(kāi)始的,當未描油漆的銅箔被腐蝕完后應該及時(shí)取出電路板,以防油漆脫落后腐蝕掉有用的線(xiàn)路。
這時(shí)用清水沖洗,順便用竹片等物刮去油漆(這時(shí)油漆從液體里出來(lái),比較容易去除)。若不易刮,用熱水沖一下就好了。然后擦干,用砂紙打磨干凈,就露出了閃亮的銅箔,一張印刷電路板就做好了。為了保存成果,Bitbaby通常會(huì )用松香溶液涂一遍打磨好的電路板,既可以助焊,又可以防止氧化。
第五章:其他元器件
第一節 揚聲器、話(huà)筒等
揚聲器俗稱(chēng)為喇叭,應該是大家熟悉不過(guò)的器件了,它是收音機、錄音機、音響設備中的重要元件。常見(jiàn)的揚聲器有動(dòng)圈式、舌簧式、壓電式等好幾種,但最常用的是動(dòng)圈式揚聲器(又稱(chēng)電動(dòng)式)。而動(dòng)圈式揚聲器又分為內磁式和外磁式,因為外磁式便宜,通常外磁式用得多。當音頻電流通過(guò)音圈時(shí),音圈產(chǎn)生隨音頻電流而變化的磁場(chǎng),在永久磁鐵的磁場(chǎng)中時(shí)而吸引時(shí)而排斥,帶動(dòng)紙盆振動(dòng)發(fā)出聲音。
揚聲器在電路圖中的符號很形象。音響用的揚聲器大多要求大功率、高保真。為完美再現聲響,揚聲器又被分為專(zhuān)用的低音、中音、高音,以各司其職。低音揚聲器的紙盆不再由單一的材料構成,出現了布邊、尼龍邊和橡皮邊等揚聲器,使紙盆更有彈性,低音更加豐富。號筒式揚聲器、球頂高音揚聲器使高音更加清晰。另外還有一種全頻揚聲器,它將高、低音揚聲器做在了一起。
揚聲器上一般都標有標稱(chēng)功率和標稱(chēng)阻抗值,例如0.25W8Ω。一般認為揚聲器的口徑大,標稱(chēng)功率也大。 在使用時(shí),輸入功率最好不要超過(guò)標稱(chēng)功率太多,以防損壞。萬(wàn)用表R1電阻檔測試揚聲器,若有咯咯聲發(fā)出說(shuō)明基本上能用。測出的電阻值是直流電阻值,比標稱(chēng)阻抗值要小,是正,F象。
還有一種壓電陶瓷片,也是一種發(fā)聲元件,它利用壓電效應工作,既可以作發(fā)聲元件又可以作接收聲音的元件。而且它很便宜,生日卡上的發(fā)聲元件就是它。壓電陶瓷片是在園形銅底板上涂覆了一層厚約1mm的壓電陶瓷,再在陶瓷表面沉積一層涂銀層,涂銀層和銅底板就是它的兩個(gè)電極。壓電陶瓷有一個(gè)奇妙的特性-壓電效應:如將它彎曲,它的表面就會(huì )出現異種電荷,如反向彎曲,電荷的極性也會(huì )相反。奇妙的是如果在壓電陶瓷片的兩個(gè)電極上施加一定的電壓,它就會(huì )發(fā)生彎曲,當電壓方向改變時(shí),彎曲的方向也隨之改變。
利用壓電效應,有了一種聲-電,電聲轉換的兩用器件,可以當話(huà)筒用:對壓電陶瓷片講話(huà),使它受到聲波的振動(dòng)而發(fā)生前后彎曲,當然人的眼睛分辨不出這種彎曲,在壓電陶瓷片的兩電極就會(huì )有音頻電壓輸出。相反地,把一定的音頻電壓加在壓電陶瓷片的兩極,由于音頻電壓的極性和大小不斷變化,壓電陶瓷片就會(huì )產(chǎn)生相應的彎曲運動(dòng),推動(dòng)空氣形成聲音,這時(shí)候,它又成了喇叭。
壓電陶瓷片作為一種電子元件,在新買(mǎi)來(lái)的時(shí)候,是不帶引線(xiàn)的,需要自己焊接。一般采用多股軟線(xiàn),先剝頭搪錫,焊接是要求速度快,焊點(diǎn)小,否則容易損壞壓電陶瓷片嬌嫩的鍍銀層。
還有一種在BP機、小鬧鐘里廣泛應用的訊響器實(shí)質(zhì)上也是電磁式的。
話(huà)筒有電容式的、動(dòng)圈式的等等,常用的卡拉OK話(huà)筒一般都是動(dòng)圈式的,其實(shí)它是動(dòng)圈式揚聲器的反應用,不信你可以把動(dòng)圈話(huà)筒接到WALKMAN的耳機輸出端試試能不能發(fā)聲。(開(kāi)小音量,別燒了:-)
電子制作中常用的話(huà)筒是駐極體電容話(huà)筒,價(jià)錢(qián)很便宜(約一元一個(gè)),音質(zhì)也不算差,體積很小。其實(shí)大多數的電腦多媒體話(huà)筒里邊業(yè)就是這東西。(早知道自己做一個(gè):-)說(shuō)它體積小,我們要做的微型無(wú)線(xiàn)[違禁關(guān)鍵詞]也用這種話(huà)筒,Bitbaby有一個(gè)駐極體話(huà)筒只有米粒那么大(花大價(jià)錢(qián)買(mǎi)來(lái)的:-(
第二節 電 池
據說(shuō)電池的歷史非常悠久,世界上最古老的電池起源于大約2000年前,這個(gè)被叫做"巴格達"的電池,還保存在伊拉克首都的博物館內(現在呢?有沒(méi)有被炸掉?)。
電池有兩個(gè)常用的參數,分別為電壓和容量。電壓主要取決于正負極的材料。一般的干電池,電壓均為1.5V,而充電電池的電壓為1.2V。容量就是容納多少電量吧,用放電電流和放電時(shí)間的乘積表示。例如容量為 500mAh的電池,是指該電池用500mA的電流放電,能使用1個(gè)小時(shí)。顯然,如果用 250mA的電流放電,就能使用2個(gè)小時(shí),以此類(lèi)推。
常用常見(jiàn)的電池有錳干電池,堿性電池,鎳鎘電池,疊層電池,鈕扣電池等。錳鋅干電池,標稱(chēng)電壓1.5V,便宜,但是連續放電性差,不適合大電流放電,而且不能充電,只適用于一些小電流的電子電路。錳干電池有一個(gè)奇怪的特性,間歇放電的時(shí)間和比連續放電的時(shí)間要長(cháng),這是一個(gè)使用普通干電池的訣竅啊。
堿性電池,標稱(chēng)電壓也是1.5V,其電解液是水溶氫氧化鉀液,容量大,能大電流放電,各方面特性均優(yōu)于錳干電池。在實(shí)際中,越是需要大電流的電路,堿性電池越能發(fā)揮作用。堿性干電池在WALKMAN中聽(tīng)磁帶使用,其壽命比普通電池長(cháng)許多,在照相機閃光燈中不能使用鎳隔電池,堿性電池就是最好的選擇。只是堿性電池價(jià)格較貴。
大多數的堿性電池外殼上,標有"不準充電"的中文或是英文,但事實(shí)上,堿性電池是可以充電的,最多可以充電幾十次。只是對堿性電池只能采取小電流充電的方法,以50mA的充電電流為宜,而大多數的充電器的充電電流都比較大,結果使電池內的液體流出,腐蝕電器。LR20代表一號堿性電池,LR6代表五號。
普通的錳干電池,單以R為型號,常見(jiàn)的R6P是五號高容量電池。Bitbaby喜歡用"白象"牌堿性電池裝備電器。
許多計算器上都使用了太陽(yáng)能硅光電池,有光照的時(shí)候給鈕扣電池充電。太陽(yáng)能電池有長(cháng)方形片狀的,也有晶體管狀扁圓形的。一般每片能產(chǎn)生0.5V的電壓,需多片串聯(lián)以提高電壓,多組并聯(lián)以增大輸出電流。 而且一般都和鈕扣電池并聯(lián),以隨時(shí)把電能存儲起來(lái),再向小負載供電。
鎳隔電池也為大家所熟知,不再羅嗦。據Bitbaby所知,小***早在90年代初就禁止在本土生產(chǎn)鎳隔電池了,以保護他們的環(huán)境。而現在市面上那么多的MADE IN JAPAN 的鎳隔電池是哪來(lái)的? 現在提倡用鎳氫電池,容量又大,又沒(méi)有記憶效應,而且環(huán)保些。鎘對人體有害!
第三節 特殊器件
在電阻這一節中,介紹了常用的光敏電阻和熱敏電阻,這里再介紹一些不太常用的特殊電阻。
力敏電阻
通常電子秤中就有力敏電阻,常用的壓力傳感器有金屬應變片和半導體力敏電阻。力敏電阻一般以橋式連接,受力后就破壞了電橋的平衡,使之輸出電信號。
氣敏電阻
有一種煤氣泄漏報警器,在瓦斯泄漏后會(huì )報警,甚至啟動(dòng)脫排油煙機通風(fēng)。這種報警器內就是裝置了一種氣敏電阻。這種半導體在表面吸收了某種自身敏感的氣體之后會(huì )發(fā)生反應,而使自身的電阻值改變。它一般有四個(gè)電極,兩個(gè)為加熱電極,另兩個(gè)為測量電極。氣敏電阻根據型號對不同的氣體敏感。有的是對汽油,有的是對一氧化碳,有的是對酒精敏感。
濕敏電阻
濕敏電阻對環(huán)境濕度敏感,它吸收環(huán)境中的水分,直接把濕度變成電阻值的變化。
壓敏電阻
壓敏電阻用作電路的過(guò)壓保護。將壓敏電阻和電路并聯(lián),其兩端電壓正常時(shí)電阻值很大,不起作用。一旦超過(guò)保護電壓,它的電阻值迅速變小,使電流盡量從自己身上流過(guò)(很有犧牲精神。,從而保護了電路。正規的電話(huà)機中少不了壓敏電阻,其實(shí)你的MODEM中也有這東西。
霍爾器件
霍爾器件幾乎是每臺錄相機中都用的器件,另外在各種精密的工業(yè)設備中也有它的身影。它主要用來(lái)檢測磁力,而且基本上都是以"集成霍爾傳感器"的形式出現。用高靈敏的霍爾器件還可以制作電子羅盤(pán)呢。
數碼管
許多電子產(chǎn)品上都有跳動(dòng)的數碼來(lái)指示電器的工作狀態(tài),其實(shí)數碼管顯示的數碼均是由七個(gè)發(fā)光二極管構成的。每段上加上合適的電壓,該段就點(diǎn)亮。為方便連接,數碼管分為共陽(yáng)型和共陰型,共陽(yáng)型就是七個(gè)發(fā)光管的正極都連在一起,作為一條引線(xiàn)。
干簧管
初聽(tīng)這個(gè)名字很怪,(習慣了就好),干簧管是一種磁敏的特殊開(kāi)關(guān)。它的兩個(gè)觸點(diǎn)由特殊材料制成,被封裝在真空
的玻璃管里。只要用磁鐵接近它,干簧管兩個(gè)節點(diǎn)就會(huì )吸合在一起,使電路導通。因此可以作為傳感器用,用于計數,限位等等。有一種自行車(chē)公里計,就是在輪胎上粘上磁鐵,在一旁固定上干簧管構成的。裝在門(mén)上,可作為開(kāi)門(mén)時(shí)的報警、問(wèn)候等。在"斷線(xiàn)報警器"的制作中,也會(huì )用到干簧管。





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