А. Черномырдин - Семь шагов в электронику

• Название: Семь шагов в электронику
• Автор: А. Черномырдин
• Издательство: "Наука и Техника"
• Жанр: Радиотехника
• Год: 2012
• ISBN: 978-5-94387-853-4

Впервые на российском рынке появилась радиолюбительская книга с видеокурсом. Разработки автора книги и его статьи широко известны читателям самых популярных журналов для радиолюбителей. А эта практическая книга им написана для тех, кто вступил на сложный и интересный путь от «чайника» до «профи» — ведь двигаться на этом пути очень трудно! В легкой и доступной форме в книге разбираются устройство и принципы работы семи различных конструкций. Устройства помещены в порядке возрастания сложности, осваиваются шаг за шагом.

Изюминка книги и в том, что конструкции каждого Шага созданы автором в нескольких вариантах на различной элементной базе — или на транзисторах, или на микросхемах, или на микроконтроллерах, — чтобы можно было наглядно увидеть и сходство, и различия между схемными решениями. Там, где какие-то схемотехнические варианты нереализуемы (например, усилитель на микроконтроллере), их, естественно, в книге нет. Интересны и реальные конструкции в ретро-варианте: на лампах, реле, тиратронах — такими они были во времена наших отцов и дедов.

Все рассмотренные конструкции автор разработал, изготовил, проверил и заставил работать — подтверждением тому многочисленные ролики, содержащиеся на приложенном к книге диске. Книга будет интересна всем читателям, желающим расширить свои знания и практические навыки в радиоэлектронике.

Книга сопровождается диском, на котором записан видеокурс, видеоролики с демонстрацией работающих конструкций, имеется разводка печатных плат всех конструкций в электронном виде. Для всех конструкций на микроконтроллерах на диске приводятся программы с исходниками. Диск содержит большое количество справочной информации для радиолюбителей.

---

Стабилизаторов напряжения на 6,3 В в готовом виде нет, их придется либо изготавливать по какой-либо схеме, либо подобрать ближайший подходящий. Ближайший подходящий стабилизатор напряжения — серии LM78 на 6 В с допустимым током до 1 А (входные лампы в плане накала обычно весьма «нетребовательные», и этого тока им хватит, что называется, «за глаза»). Ну что, проверяем?

Да, на этот раз помехи по цепи накала практически исчезли. Остается только небольшой постоянный шум, вызванный, очевидно, уже анодным цепями. Решение по этому шуму вполне очевидное — фильтр ЭМП в анодную цепь.

Финиш! Да, кажется это конец. На этот раз — в хорошем смысле слова. Усилитель включился и работает, шума практически нет, остается подать на него сигнал, и погонять блок питания в рабочем режиме под нагрузкой. Остается добавить, что во время прогона мы уже своими собственными ушами можем услышать, что динамика усилителя явно поменялась в лучшую сторону — он уже не «захлебывается» звуком, как порою случалось раньше.

Еще раз о габаритах конструкции и воле творца

Да-да, именно об этом пришла пора задуматься. Ведь изначально блок питания задумывался, как нечто, что можно легко спрятать внутрь шасси. А пока что наш блок питания вместе со всеми своими радиаторами, конденсаторами и прочим добром имеет такие габариты, что внутрь шасси его явно не затолкаешь. Выход один — очередная переделка.

В разработке любой конструкции рано или поздно, но почти всегда наступает момент, когда у творца опускаются руки. В самом деле, мы уже успели четырежды переделать плату блока питания, и дважды — плату стабилизатора. Стоимость кучки обугленных деталей давно перевалила тысячерублевую границу, и, наверное, перевалит и следующую отметку. Решенным проблемам нет числа, а сколько их еще будет впереди!

Мы уже наизусть знаем каждую дорожку печатной платы. Энтузиазм, как и «вечная любовь», успел давно погаснуть, остыть и покрыться золой. В интернете наше будущее изделие не обхаял только ленивый. Никому, кроме пары-тройки больных на голову, эти блоки питания не нужны!

И, что особенно удивительно — многие, ну просто очень многие делали такие блоки питания (судя по их постам в Интернете), но получили в результате полное… кхм… Ну, словом, понятно что. Бросать все надо, бросать! Тем более, никто ничего не узнает, если, конечно, мы с вами перед этим не раструбили по всему Интернету о своих супер-планах (а мы, слава Богу, не раструбили!). Теперь при случае можно даже будет с полным правом ввернуть в какую-нибудь Интернет-дискуссию и свои пять копеек: да делал я такое… ерунда… не парься!

Увы, это именно та опасность, что поджидает в конце пути каждые девять конструкций из десяти. Весь долгий путь радиолюбительства буквально усеян трупами таких вот не родившихся, не состоявшихся, не оправдавших надежд, не доведенных до ума устройств. Многим из них пророчили большое и светлое будущее, многие были призваны решить великие задачи, но произошло самое печальное — их авторам, их родителям, их творцам не хватило воли. Да-да, воли!

Ни знаний, ни умений! Нет обычной человеческой воли довести, начатое дело до конца! И, на самом деле, это наиболее сложный этап в разработке любой новой конструкции. Это намного больше, чем половина успеха. Можно иметь недостаток знаний — завтра вы сможете их приобрести. Можно иметь недостаток умения — каждая следующая конструкция прибавит в вашу копилку умений что-то новое.

Но если у цас с вами нет железной воли во что бы то ни стало довести конструкцию до логического конца, — нас не спасут ни умения, не знания. И самое страшное — каждая не сделанная, не доведенная до ума конструкция будет забирать по маленькому кусочку от вашей воли. Каждое брошенное устройство будет мстить нам с вами за свою бесславную кончину, лишая нас творческих сил.

Нет-нет, мы с вами вовсе не лишимся способности повторить что-то сделанное другими. Но вот творить свое — этот путь потихоньку окажется для нас закрытым. И будут вечно пылиться разложенные по баночкам детали ваших будущих великих конструкций, которые вы уже никогда не сделаете. Знакомая картина, не правда ли? Вспомните, насколько часто в Интернете на специализированных форумах появляются темы «Собираюсь сделать такую-то суперконструкцию». И дальше идет перечень схемно-технических решений покруче, которые в ней непременно будут реализованы, список идей, которые будут обязательно в нее заложены, развивается бурная дискуссия, советы бывалых сыплются как из рога изобилия, два-три дня активного обсуждения — и тишина… Вспомните, часто ли вам встречалось, чтобы через полгода-год автор темы отписался бы «ура, вот что у меня получилось», с фотографиями и/или схемами в качестве иллюстраций? Нет, такого не случается почти никогда. Как правило, такая тема — всего-навсего некролог по так и не родившейся конструкции.

Что же в такой ситуации делать? А делать в такой ситуации можно только одно — стиснуть зубы, и, переступая через самого себя, продолжать идти вперед. Только в голливудских фильмах человек за полтора часа может стать чемпионом мира по рестлингу или супергонщиком «Формулы-1».

Серьезную конструкцию иногда приходится «доводить» до рабочего варианта месяцами. Сделать такое на голом энтузиазме — невозможно, он за это время трижды умрет! Энтузиазм может послужить только начальным толчком, как твердотопливные ускорители служат для первоначального разгона самолета. Дальше наш «самолет» должен лететь на совсем другом «горючем» — на железной воле довести дело до конца, и если этого «горючего» не хватит — гибель его неизбежна.

Итак, после такого грустного отступления, что же нам нужно сделать для того, чтобы запихнуть блок питания внутрь шасси? Ответ здесь вполне очевиден — перейти на SMD-компоненты.

Вариант «Омега»

Проектирование печатной платы под SMD-компоненты весьма отличается от проектирования печатных плат под навесные элементы. И самое заметное отличие здесь — охлаждение компонент. Если в обычной конструкции мы можем прикрутить любой сильно греющийся полупроводник на радиатор, «прикрутить» таким же образом SMD-компоненты просто некуда. Единственным «радиатором» для SMD-компонента может быть только сама печатная плата, для чего на ней нужно предусмотреть большие участки фольги. Теплопроводность ее не Бог весть какая, но в принципе медная фольга достаточно эффективна. Второй же способ охладить SMD-компоненты — принудительный обдув.

Применим в нашей конструкции оба способа — принудительный обдув и радиаторы в виде участков медной фольги. Самыми горячими компонентами у нас до сих пор были ключевой транзистор корректора мощности и выпрямительный диод напряжения накала. И если с транзистором, как кажется, сделать уже ничего практически нельзя, то для выпрямительных диодов у нас есть еще одно схемно-техническое решение — синхронный выпрямитель.

Идея синхронного выпрямителя проста — заменить полупроводниковые диоды полевыми транзисторами. Та же самая идея, как замена биполярных транзисторов на полевые — падение напряжение на полевом транзисторе гораздо меньше, чем на p-n-переходе биполярного. Итак, с учетом доработки, наша схема будет выглядеть вот так (рис. 8.18)

Рис. 8.18. Окончательный вариант схемы блок питания

А вот так, с учетом всех доработок, будет выглядеть схема стабилизатора напряжения накала.

Остается добавить еще немного — фото готового блока питания и стабилизатора напряжения накала (рис. 8.20 и рис. 8.21).

Рис. 8.19. Окончательный вариант стабилизатора напряжения накала

Рис. 8.20. Внешний вид блока питания:

а — вид со стороны деталей, б — вид со стороны монтажа

Рис. 8.21. Внешний вид стабилизатора напряжения накала:

а — вид со стороны деталей, б — вид со стороны монтажа

Можно ли было сделать это все иначе?

Ответ — почти наверняка можно! Каждый автор идет к своей будущей конструкции своим собственным путем. И путь этот зависит от множества самых различных факторов. Опытен ли автор или пытается сделать лишь первые шаги в самостоятельном творчестве? Может ли он щедро потратиться на детали или вынужден экономить на каждом резисторе? Есть ли у него доступ к хорошим измерительным приборам или он вынужден отлаживать конструкции почти вслепую?

Нравится ли ему большая солидная конструкция или он предпочитает миниатюрные устройства? Есть ли у него дома компьютер, и умеет ли он программировать? И тысячи, тысячи других «если», которые у каждого автора свои.