Een thuislab opzetten

Om de circuits te bouwen die in dit boek worden beschreven, hebt u een klein werkgebied nodig, evenals een paar gereedschappen en essentiële benodigdheden. In dit gedeelte wordt de opzet van een laboratorium voor thuiselektronica beschreven.

Werkgebied

Een werkgebied moet bestaan ​​uit een grote werkbank, bureau of tafel (bij voorkeur houten) voor het uitvoeren van circuitmontage, met huishoudelijke elektrische stroom (120 volt AC) die gemakkelijk toegankelijk is voor elektrische soldeerapparatuur, voedingen en eventuele testapparatuur. Voor dit doel functioneren goedkope bureaus die bedoeld zijn voor computergebruik heel goed. Vermijd een bureau met een metalen oppervlak, aangezien de elektrische geleidbaarheid van een metalen oppervlak zowel een schokgevaar met zich meebrengt als de zeer duidelijke mogelijkheid van onbedoelde "kortsluitingen" die ontstaan ​​doordat circuitcomponenten het metalen tafelblad raken. Vinyl en plastic bankoppervlakken moeten worden vermeden vanwege hun vermogen om grote statisch-elektrische ladingen te genereren en op te slaan, die gevoelige elektronische componenten kunnen beschadigen. Bovendien smelten deze materialen gemakkelijk wanneer ze worden blootgesteld aan hete soldeerbouten en gesmolten soldeerdruppels.

Als u geen werkbank met houten oppervlak kunt krijgen, kunt u elke vorm van tafel of bureau in één veranderen door er een stuk triplex op te leggen. Als je redelijk bedreven bent in houtbewerkingsgereedschap, kun je je eigen bureau bouwen met multiplex en 2x4 planken.

Het werkgebied moet goed verlicht en comfortabel zijn. Ik heb een kleine radio op mijn eigen werkbank om naar muziek of nieuws te luisteren terwijl ik experimenteer. Mijn eigen werkbank heeft een "stekkerdoos" -aansluiting en een schakelaarsamenstel aan de onderkant, waar ik alle 120 volt-apparaten op aansluit. Het is handig om een ​​enkele schakelaar te hebben om alles uit te schakelen stroomvoorziening in geval van een accidentele kortsluiting!

Extra

Voor elementair elektronicawerk zijn enkele gereedschappen nodig. De meeste van deze tools zijn goedkoop en gemakkelijk te verkrijgen. Als u de kosten zo laag mogelijk wilt houden, wilt u ze misschien zoeken in kringloopwinkels en pandjeshuizen voordat u ze nieuw koopt. Zoals je op de foto's kunt zien, zijn sommige van mijn eigen tools vrij oud, maar werken ze toch goed.

Eerst en vooral in uw gereedschapsverzameling is een multimeter. Dit is een elektrisch instrument dat is ontworpen om spanning, stroom, weerstand en vaak ook andere variabelen te meten. Multimeters worden zowel in digitale en analoog formulier. Een digitale multimeter heeft de voorkeur voor precisiewerk, maar analoge meters zijn ook handig om een ​​intuïtief begrip te krijgen van de gevoeligheid en het bereik van instrumenten. Mijn eigen digitale multimeter is een Fluke model 27, gekocht in 1987:

Digitale multimeter

De meeste analoge multimeters die tegenwoordig worden verkocht, zijn vrij goedkoop en niet noodzakelijkerwijs precisietestinstrumenten. Ik raad aan om zowel digitale als analoge metertypes in uw gereedschapsverzameling te hebben, zo min mogelijk geld uit te geven aan de analoge multimeter en te investeren in een digitale multimeter van goede kwaliteit (ik raad het merk Fluke ten zeerste aan).

======================================

Een testinstrument dat ik onmisbaar heb gevonden in mijn huiswerk, is een gevoelige spanningsdetector , of gevoelige audiodetector , beschreven in bijna identieke experimenten in twee hoofdstukken van dit boekvolume. Het is niets meer dan een gesensibiliseerde set audio-koptelefoons, uitgerust met een verzwakker (volumeregeling) en beperkende diodes om de geluidsintensiteit van sterke signalen te beperken. Het doel is om hoorbaar de aanwezigheid van spanningssignalen met een lage intensiteit, DC of AC, aan te geven. Bij afwezigheid van een oscilloscoop is dit een zeer waardevol hulpmiddel, omdat u hiermee kunt luisteren aan een elektronisch signaal, en daarmee iets van zijn aard bepalen. Er zijn maar weinig tools die zo'n intuïtief begrip van frequentie en amplitude opleveren! Ik noem het gebruik ervan in veel van de experimenten die in dit boek worden getoond, dus ik raad je ten zeerste aan om je eigen experimenten te bouwen. Ten tweede is het, alleen voor een multimeter, het meest bruikbare stuk testapparatuur in de verzameling van de budget-elektronica-experimentator.

Gevoelige spanning/audiodetector

Zoals je kunt zien, heb ik mijn detector gebouwd met behulp van schrootdelen (huishoudelijke elektrische schakelaar / stopcontactdoos voor de behuizing, gedeelte van bruin lampsnoer voor de testkabels). Zelfs enkele van de interne componenten werden gered van schroot (de step-down transformator en koptelefoonaansluiting waren afkomstig van een oude radio, gekocht in niet-werkende staat van een kringloopwinkel). Het hele ding, inclusief de koptelefoon, tweedehands gekocht, kostte niet meer dan $ 15 om te bouwen. Natuurlijk zou men veel voorzichtiger kunnen zijn bij het kiezen van constructiematerialen (metalen doos, afgeschermde testsondekabel), maar dit zou de prestaties waarschijnlijk niet significant verbeteren.

De meest invloedrijke component met betrekking tot de gevoeligheid van de detector is de hoofdtelefoonconstructie:over het algemeen geldt:hoe hoger de "dB"-classificatie van de hoofdtelefoon, hoe beter deze voor dit doel zal functioneren. Aangezien de hoofdtelefoon niet hoeft te worden aangepast voor gebruik in het detectorcircuit en de stekker uit het stopcontact kan worden gehaald, kunt u de aanschaf van een duurdere hoofdtelefoon van hoge kwaliteit rechtvaardigen door deze te gebruiken als onderdeel van een home-entertainmentsysteem (audio/video) .

======================================

Ook essentieel is een soldeerloze breadboard , ook wel een prototyping board genoemd of proto-board . Met dit apparaat kunt u snel elektronische componenten met elkaar verbinden zonder dat u componentaansluitingen en draden aan elkaar hoeft te solderen.

Broodplank zonder soldeer

======================================

Wanneer u met draad werkt, hebt u een hulpmiddel nodig om de plastic isolatie van de uiteinden te "strippen", zodat het blanke kopermetaal zichtbaar is. Dit gereedschap heet een draadstripper , en het is een speciale vorm van tang met verschillende meskantige gaten in het kaakgebied die precies de juiste maat hebben om door de plastic isolatie te snijden en niet door het koper, voor een groot aantal draadformaten of meters . Hier worden twee verschillende maten draadstriptangen weergegeven:

Draadstriptang

======================================

Om snelle, tijdelijke verbindingen tussen sommige elektronische componenten te maken, hebt u jumperdraden nodig met kleine "alligator-kaak" clips aan elk uiteinde. Deze kunnen compleet worden gekocht of worden samengesteld uit clips en draden.

Jumperdraden (zoals verkocht door Radio Shack)

Jumperdraden (zelfgemaakt)

De zelfgemaakte jumperdraden met grote, niet-geïsoleerde (kale metalen) krokodillenklemmen zijn prima te gebruiken, zolang er maar voor wordt gezorgd dat onbedoeld contact tussen de kale klemmen en andere draden of componenten wordt vermeden. Voor gebruik in overvolle breadboard-circuits hebben jumperdraden met geïsoleerde (met rubber bedekte) clips zoals de jumper getoond van Radio Shack veel de voorkeur.

======================================

Naaldtang zijn ontworpen om kleine voorwerpen vast te pakken en zijn vooral handig om draden in hardnekkige breadboard-gaten te duwen.

Naaldtang

======================================

Geen enkele gereedschapsset zou compleet zijn zonder schroevendraaiers, en ik raad een complementair paar (3/16 inch sleufkop en #2 Phillips) aan als uitgangspunt voor uw verzameling. Misschien vindt u het later nuttig om te investeren in een set juweliersschroevendraaiers voor werk met zeer kleine schroeven en schroefkopaanpassingen.

Schroevendraaiers

======================================

Voor projecten met assemblage of reparatie van printplaten zijn een kleine soldeerbout en een spoel "rosin-core" soldeer essentiële hulpmiddelen. Ik raad een soldeerbout van 25 watt aan, niet groter voor printplaatwerk, en het dunste soldeer dat je kunt vinden. Gebruik geen "zuurkern" soldeer! Zuurkernsoldeer is bedoeld voor het solderen van koperen buizen (sanitair), waarbij een kleine hoeveelheid zuur helpt om het koper te reinigen van oppervlakteverontreinigingen en een sterkere hechting te geven. Als het wordt gebruikt voor elektrische werkzaamheden, zal het resterende zuur ervoor zorgen dat de draden gaan corroderen. Vermijd ook soldeer met het metalen lood , in plaats daarvan kiezen voor soldeer van zilverlegering. Als u nog geen bril draagt, wordt een veiligheidsbril ten zeerste aanbevolen tijdens het solderen, om te voorkomen dat er per ongeluk stukjes gesmolten soldeer in uw oog terechtkomen als een draad tijdens het soldeerproces uit de verbinding loslaat en stukjes soldeer naar u toe gooit.

Soldeerbout en soldeer ("Rosin Core")

======================================

Voor projecten die het verbinden van grote draden door solderen vereisen, is een krachtigere warmtebron nodig dan een soldeerbout van 25 watt. Een soldeer pistool is een praktische optie.

Soldeerpistool

======================================

Messen zijn, net als schroevendraaiers, essentiële gereedschappen voor allerlei soorten werk. Voor de veiligheid raad ik een "utility" mes met intrekbaar mes aan. Deze messen zijn ook voordelig omdat ze vervangende mesjes kunnen accepteren.

Hulpmes

======================================

Andere tangen dan het naald-neustype zijn nuttig voor de montage en demontage van het chassis van elektronische apparaten. Twee soorten die ik aanbeveel zijn slip-joint en verstelbaar gewricht ("Kanaalvergrendeling").

Slip-joint tang

Verstelbare scharniertang

======================================

Voor de montage van grote projecten kan boren nodig zijn. Hoewel boormachines goed werken, heb ik ontdekt dat een eenvoudige handboormachine opmerkelijk goed boort door plastic, hout en de meeste metalen. Het is zeker veiliger en stiller dan een boormachine, en kost een stuk minder.

Handboor

Zoals de slijtage van mijn boormachine aangeeft, is het een veelgebruikt gereedschap in mijn huis!

======================================

Voor sommige experimenten is een bron van audiofrequente spanningssignalen nodig. Normaal gesproken wordt dit type signaal in een elektronicalaboratorium gegenereerd door een apparaat dat een signaalgenerator wordt genoemd of functiegenerator . Hoewel het bouwen van zo'n apparaat niet onmogelijk (en ook niet moeilijk!) Een relatief goedkoop alternatief voor een commerciële signaalgenerator is een elektronisch toetsenbord van het muzikale type. U hoeft geen muzikant te zijn om er een te bedienen voor het genereren van een audiosignaal (druk gewoon op een willekeurige toets op het bord!), en ze kunnen vrij gemakkelijk worden verkregen in tweedehandswinkels voor aanzienlijk minder dan de nieuwprijs. Het elektronische signaal dat door het toetsenbord wordt gegenereerd, wordt naar uw circuit geleid via een hoofdtelefoonkabel die is aangesloten op de "koptelefoon" -aansluiting. Meer details over het gebruik van een "Musical Keyboard als signaalgenerator" zijn te vinden in het experiment met die naam in hoofdstuk 4 (AC).

Benodigdheden

Draad die in soldeerloze breadboards wordt gebruikt, moet 22-gauge, massief koper zijn. Spoelen van deze draad zijn verkrijgbaar bij elektronicawinkels en sommige bouwmarkten, in verschillende isolatiekleuren. Isolatiekleur heeft geen invloed op de prestaties van de draad, maar verschillende kleuren zijn soms handig voor "kleurcodering" draadfuncties in een complex circuit.

Klos van 22-gauge, massief koperdraad

Merk op hoe de laatste 1/4 inch of zo van de koperdraad die uit de spoel steekt, is "ontdaan" van zijn plastic isolatie.

======================================

Een alternatief voor soldeerloze breadboard-circuitconstructie is wire-wrap , waar 30-gauge (zeer dunne!) massieve koperdraad strak om de aansluitingen van componenten is gewikkeld die door de gaten van een glasvezelplaat zijn gestoken. Solderen is niet nodig en de gemaakte verbindingen zijn minstens zo duurzaam als gesoldeerde verbindingen, misschien wel meer. Voor het wikkelen van draad is een spoel van deze zeer dunne draad nodig en een speciaal wikkelgereedschap, de eenvoudigste soort die lijkt op een kleine schroevendraaier.

Wire-wrap Draad en Wrapping Tool

======================================

Grote draad (14 gauge en groter) kan nodig zijn voor het bouwen van circuits met aanzienlijke stroomniveaus. Hoewel elektrische draad van vrijwel elke dikte op spoelen kan worden gekocht, heb ik een zeer goedkope bron van gevlochten (flexibele) koperdraad gevonden, verkrijgbaar bij elke ijzerhandel:goedkope verlengsnoeren. Meestal bestaande uit drie draden in de kleuren wit, zwart en groen, worden verlengsnoeren vaak verkocht tegen prijzen die lager zijn dan de verkoopkosten van alleen de samenstellende draad. Dit geldt vooral als het snoer in de uitverkoop wordt gekocht! Een verlengsnoer biedt u ook een paar 120 volt-connectoren:mannelijk (stekker) en vrouwelijk (contactdoos) die kunnen worden gebruikt voor projecten die worden aangedreven door 120 volt.

Verlengsnoer, in verpakking

Om de draden te verwijderen, snijdt u voorzichtig de buitenste laag plastic isolatie weg met een mes. Met wat oefening zult u merken dat u de buitenste isolatie kunt verwijderen door er een korte snede in te maken aan het ene uiteinde van de kabel, vervolgens de draden met de ene hand vast te pakken en de isolatie met de andere en ze uit elkaar te trekken. Dit verdient natuurlijk de voorkeur boven het snijden van de gehele lengte van de isolatie met een mes, zowel voor de veiligheid als om sneden in de isolatie van de afzonderlijke draden te voorkomen.

======================================

Tijdens het bouwen van veel circuits verzamelt u een groot aantal kleine componenten. Een techniek om deze onderdelen georganiseerd te houden, is ze in een plastic "opbergdoos" te bewaren, zoals het type dat wordt gebruikt voor visgerei.

Componentendoos

In deze weergave van een van mijn componentenkasten, kun je veel 1/8 watt-weerstanden, transistors, diodes en zelfs een paar 8-pins geïntegreerde schakelingen ("chips") zien. Etiketten voor elk compartiment zijn gemaakt met een permanente inktmarker.