Monter_sieci_i_urz_telekom_725[02]_Z1.01

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Eugeniusz Hofman

Montaż elementów i podzespołów elektronicznych
oraz telekomunikacyjnych 725[02].Z1.01

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2006

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Recenzenci:

dr inż. Grzegorz Żegliński

mgr inż. Hanna Grządziel

Opracowanie redakcyjne:

mgr inż. Eugeniusz Hofman

Konsultacja:

mgr inż. Andrzej Zych

Korekta:

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 725[02].Z1.01

Montaż elementów i podzespołów elektronicznych oraz telekomunikacyjnych zawarte
w modułowym programie nauczania dla zawodu monter sieci i urządzeń telekomunikacyjnych.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1. Technologia lutowania

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Przygotowanie powierzchni lutowniczych

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Montowanie podstawek pod układy scalone

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

4.4. Lutowanie elementów elektronicznych na płytce drukowanej

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.2. Pytania sprawdzające

4.4.3. Ćwiczenia

4.4.4. Sprawdzian postępów

4.5. Obsługa agregatu lutowniczego

4.5.1. Materiał nauczania

4.5.2. Pytania sprawdzające

4.5.3. Ćwiczenia

4.5.4. Sprawdzian postępów

4.6. Montaż i uruchamianie układów prostowniczych

4.6.1. Materiał nauczania

4.6.2. Pytania sprawdzające

4.6.3. Ćwiczenia

4.6.4. Sprawdzian postępów

4.7. Montaż i uruchamianie zasilaczy

4.7.1. Materiał nauczania

4.7.2. Pytania sprawdzające

4.7.3. Ćwiczenia

4.7.4. Sprawdzian postępów

4.8. Montaż i uruchamianie wzmacniaczy

4.8.1. Materiał nauczania

4.8.2. Pytania sprawdzające

4.8.3. Ćwiczenia

4.8.4. Sprawdzian postępów

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.9. Montaż i uruchamianie generatorów

4.9.1. Materiał nauczania

4.9.2. Pytania sprawdzające

4.9.3. Ćwiczenia

4.9.4. Sprawdzian postępów

4.10.Montaż i uruchamianie prostych układów cyfrowych

4.10.1. Materiał nauczania

4.10.2. Pytania sprawdzające

4.10.3. Ćwiczenia

4.10.4. Sprawdzian postępów

4.11. Lokalizacja usterek w prostych układach elektronicznych

4.11.1. Materiał nauczania

4.11.2. Pytania sprawdzające

4.11.3. Ćwiczenia

4.11.4. Sprawdzian postępów

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o podstawowych materiałach

i urządzeniach telekomunikacyjnych, ich właściwościach oraz zastosowaniu w magistralnych,
stacyjnych i podstawowych instalacjach abonenckich i telekomunikacyjnych.

W poradniku zamieszczono opisy:

−

dokumentacji niezbędnej do montażu,

−

zasady rozpoznawania elementów i podzespołów na podstawie wyglądu i symboli,

−

zasad montażu analogowych i cyfrowych elementów oraz podzespołów elektronicznych
wykonanych w różnych technikach na płytkach drukowanych,

−

zasad sprawdzania poprawności montażu i prawidłowego działania urządzeń,
Reforma gospodarcza i szybki rozwój nowoczesnych technologii spowodowały zmiany

dotyczące zapotrzebowania na określone kwalifikacje zawodowe. Rozwój technologii
informatycznych, telekomunikacji i między innymi Internetu przyczyniły się do zwiększenia
zapotrzebowania na usługi telekomunikacyjne.

Celem kształcenia w zawodzie monter sieci i urządzeń telekomunikacyjnych jest

przygotowanie  aktywnego,  mobilnego  i  skutecznie  poruszającego  się  na  rynku  pracy
absolwenta.  Będzie  to  możliwe,  jeżeli  uczniowie  będą.  nabywali  zarówno  wiedzę  jak
i umiejętności  zawodowe  na  takim  poziomie,  który  pozwoli  im  na  ciągłe  doskonalenie,
poszerzanie  kwalifikacji,  ocenę  własnych  predyspozycji  i  możliwości,  podejmowanie
racjonalnych  decyzji,  dotyczących  własnego  rozwoju  zawodowego  oraz  planowania  kariery
zawodowej.

Modułowy program nauczania dla zawodu umożliwia:

nabywanie oraz potwierdzanie kwalifikacji zawodowych zarówno w systemie szkolnym, jak
i pozaszkolnym,

−

dostosowywanie procesu kształcenia do indywidualnych potrzeb uczniów,

−

adaptację treści kształcenia do zmieniających się potrzeb rynku pracy,

−

przeniesienie punktu ciężkości z procesu nauczania na proces uczenia.
Cele kształcenia i materiał nauczania są ściśle powiązane z zadaniami zawodowymi, co

umożliwia:

−

przygotowanie ucznia do wykonywania podstawowych zadań zawodowych,

−

powiązanie teorii z praktyką,

−

odejście od materializmu dydaktycznego,

−

integrację różnych dziedzin wiedzy.

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej, powinieneś umieć:

−

korzystać z różnych źródeł informacji,

−

klasyfikować materiały ze względu na własności elektryczne,

−

rozróżniać podstawowe wielkości elektryczne,

−

stosować podstawowe jednostki wielkości elektrycznych w układzie SI,

−

interpretować przedrostki przed nazwami jednostek,

−

rozróżniać typy oporników,

−

oceniać wpływ zmiany parametrów konstrukcyjnych opornika i temperatury na jego
rezystancję,

−

obliczać rezystancję zastępczą oporników połączonych równolegle, szeregowo i w sposób
mieszany,

−

rozpoznawać symbole źródeł napięcia i prądu stałego,

−

obliczać parametry źródeł napięcia połączonych szeregowo i równolegle,

−

analizować proste układy prądu stałego,

−

obliczać i szacować podstawowe wielkości elektryczne w układach prądu stałego,

−

oceniać wpływ zmian rezystancji na napięcie, prąd, moc,

−

określać warunki dopasowania odbiornika do źródła,

−

obsłużyć woltomierz, amperomierz prądu stałego oraz omomierz,

−

posługiwać się miernikiem uniwersalnym,

−

dobierać metodę pomiaru,

−

dobierać przyrządy pomiarowe do pomiarów w układach prądu stałego,

−

rysować proste układy pomiarowe,

−

planować pomiary w obwodach prądu stałego,

−

organizować stanowisko pomiarowe,

−

łączyć układy prądu stałego zgodnie ze schematem,

−

realizować pomiary podstawowych wielkości elektrycznych w układach prądu stałego,

−

wykonywać regulację napięcia i prądu,

−

analizować i interpretować wyniki pomiarów w układach prądu stałego oraz wyciągać
wnioski praktyczne,

−

przedstawiać wyniki w formie tabeli i wykresu,

−

oceniać dokładność wykonanych pomiarów,

−

demonstrować efekty wykonywanych pomiarów,

−

przewidywać zagrożenia dla życia i zdrowia w czasie realizacji ćwiczeń,

−

udzielać pierwszej pomocy w przypadkach porażenia prądem elektrycznym,

−

stosować procedurę postępowania w sytuacji zagrożenia.

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku procesu kształcenia, powinieneś umieć:

–

rozpoznać elementy i podzespoły na podstawie wyglądu oraz symboli,

–

czytać ze zrozumieniem instrukcje obsługi i eksploatacji urządzeń telekomunikacyjnych,

–

czytać schematy montażowe i ideowe,

–

zinterpretować podstawowe zjawiska z zakresu telekomunikacji,

–

dobrać narzędzia potrzebne do montażu,

–

dobrać przyrządy pomiarowe potrzebne do sprawdzania elementów i podzespołów oraz
do uruchomienia układu,

–

sporządzić wykazy narzędzi, materiałów, elementów, podzespołów i przyrządów
pomiarowych,

–

przygotować stanowisko do prac montażowych,

–

zanalizować i zinterpretować wyniki pomiarów oraz sformułować wnioski praktyczne,

–

zrealizować montaż elementów i podzespołów na płytce drukowanej,

–

zdemontować układ (wylutować elementy),

–

zademonstrować poprawność wykonywania montażu,

–

ocenić jakość i estetykę wykonanej pracy,

–

uporządkować stanowisko pracy,

–

na podstawie danych katalogowych lub innych źródeł wybrać elementy i podzespoły do
montażu,

–

zastosować właściwe przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, przeciwpożarowe oraz
przepisy o ochronie środowiska,

–

przewidzieć zagrożenia dla życia i zdrowia w pracy z wykorzystaniem narzędzi i urządzeń
elektrycznych.

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Technologia lutowania

4.1.1. Materiał nauczania

Lutowanie jest to metoda łączenia materiałów zapewniająca połączenie metaliczne,

wykonane  spoiwem  o  temperaturze  topnienia  niższej  niż  temperatura  topnienia  materiałów
łączonych. Materiały stosowane w procesach lutowania to lut oraz topnik lutowniczy, które są
niezbędne do wykonania połączenia lutowanego. Spoiwo do lutowania – lut – jest to metal lub
stop metali przeznaczony do utworzenia lutowiny w procesie lutowania. Luty dzielą się na luty
miękkie,  o  temperaturze  topnienia  nie  przekraczającej  450°C  oraz  na  luty  twarde,
o temperaturze topnienia powyżej 450°C. Warunkiem utworzenia dobrego połączenia lutowiną
jest  odpowiednia  temperatura,  czystość  powierzchni  oraz  obecność  topnika.  Zasadniczą  rolę
spełnia  topnik  lutowniczy.  Jest  to  substancja  niemetaliczna,  która  w  procesie  lutowania
zapewnia  wymaganą  zwilżalność  i  rozpływność  lutu  na  materiale  lutowanym,  przez  redukcję
tlenków  występujących  na  powierzchniach  materiału  lutowanego  i  lutu  oraz  zapobieganie
ponownemu  ich  utlenianiu  się.  W  niektórych  procesach  lutowania  rolę  topnika  spełniają
odpowiednie  atmosfery  gazowe  lub  próżnia,  a  niekiedy  bardzo  aktywne  odtleniacze  zawarte
w lucie.

Przygotowanie elementów do lutowania powinno uwzględniać:

−

zapewnienie czystości metalicznej powierzchni stykowych złącza,

−

odpowiedni montaż elementów, połączony niekiedy z naniesieniem lutu i topnika.
Elementy łączone należy bezpośrednio przed lutowaniem dokładnie oczyścić z warstwy

tlenków, niemetalicznych powłok ochronnych, tłuszczu i brudu. Przeprowadza się to metodami
mechanicznymi  (szczotkowanie,  piaskowanie,  obróbka  ścierna)  lub  chemicznymi  (trawienie
i odtłuszczanie).  Na  oczyszczone  elementy  nakłada  się  lut  i  topnik.  Lut  układany  jest
przeważnie  w  postaci  odpowiedniej  kształtki  bezpośrednio  w  szczelinie  lutowniczej  lub  u jej
wylotu.  Topnik  natomiast  w  postaci  płynu  lub  pasty  rozprowadza  się  po  powierzchniach
stykowych  złącza  oraz  bezpośrednio  przyległych  do  nich  powierzchniach  elementów,  a  także
nakłada na kształtkę spoiwa.

Rodzaje lutowania
Lutowanie miękkie

Lutowanie przy użyciu stopu cyny (temperatura topnienia <450°C), stosowane przy

łączeniu elementów, na które będą działały niewielkie obciążenia Ten typ lutowania może być
stosowany do łączenia wszystkich rodzajów metalu.
Lutowanie twarde

Technologii lutowania twardego nie podaje się, z uwagi na brak zastosowania

w elektronice.

Urządzenia elektroniczne montowane są na obwodach drukowanych. Obwody drukowane

są  wykonane  z  izolatora,  na  którym  z  jednej  strony  (lub  obustronnie  –  druk  dwustronny)
poprowadzone  są połączenia  „ścieżek”. Z drugiej strony nadrukowane są symbole elementów
użytych  do  konstrukcji  urządzenia.  Każdy  obwód  drukowany  posiada  otwory  montażowe,
które  umożliwiają  montaż  przewlekanych  elementów  elektronicznych. W celu ochrony druku
przed utlenieniem punkty lutownicze są pokryte spoiwem.

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Od roku 2007 w EU zabronione jest stosowanie klasycznego lutowania Sn – Pb ze

względu na własności toksyczne Pb. Spoiwo nowej generacji składa się w ponad 95% z Sn
oraz srebra. Połączenia wykonane tym lutowiem są matowe. Temperatura stopu >200

Przed rozpoczęciem pracy należy dokładnie zapoznać się z załączoną instrukcją, oraz

poznać zasady montażu i bezwzględnie ich przestrzegać, gdyż od prawidłowej obsady
elementów i jakości montażu zależy właściwe działanie urządzenia.

Lutowanie elementów SMD

Do lutowania i wylutowywania elementów SMD najlepiej używać specjalnych stacji

lutowniczych  do  pracy  z  elementami  SMD.  Stacja  taka  posiada  dwa  układy  przepływu
powietrza,  wykorzystywane  raz  jako  odsysacz  a dwa  jako  lutownica. Urządzenie pozwala  na
bezpieczne  lutowanie  bardzo  wrażliwych  elementów np. typu  MOS, MOS-FET.  Do każdego
typu  obudowy lub elementu jest przewidziana inna końcówka. Przy pracy z elementami SMD
obowiązuje zasada, że element wymontowany nie może być powtórnie zamontowany.
W technologii SMD do lutowania używamy lutu w postaci cienkiego drutu lub specjalnej pasty
o  oznaczeniu  SMD.  Do  wyboru  mamy  dwa  rodzaje  lutu  cynowo-ołowiowego  z dodatkiem
miedzi  lub  z  dodatkiem  srebra.  Dodatek  srebra  zapewnia  lepsze  formowanie  się  spoiny.  Lut
z dodatkiem  miedzi  jest  polecany  do  lutowania  elementów  wydzielających  ciepło  np.
stabilizatory,  układy  regulacji,  itp.  Do  lutowania  należy  używać  gorącego  powietrza  lub
lutownicy stacjonarnej z regulatorem temperatury o mocy nie większej od 25 W, wyposażonej
w cienką końcówkę.

Montaż elektroniczny

Polega na lutowaniu wyprowadzeń elementów i podzespołów elektronicznych do folii

miedzianej pokrytej warstwą ułatwiającą lutowanie. Do lutowania układów elektronicznych
wykorzystuje się specjalne spoiwo. W handlu dostępne jest spoiwo w postaci drutu z rdzeniem
lub kilkoma rdzeniami zawierającymi kalafonię.

Podczas montażu należy zachować właściwą kolejność. W pierwszej kolejności wlutuj

rezystory,  złącza,  gniazda,  podstawki.  Elementy  półprzewodnikowe  (tranzystory,  diody,
układy  scalone)  wlutuj  w  ostatniej  kolejności.  Wszelkie  poprawki  montażu  dokonuj  po
uprzednim,  upewnieniu  się,  że  urządzenie  pozbawione  jest  zasilania.  Zaleca się rozpocząć  od
elementów  gabarytowo  największych.  W  przypadku  SMD  wykonać  przewlekanie
(krępowanie) lub przyklejanie.

Podczas lutowania zwróć uwagę na właściwą temperaturę grota. Prawidłowa temperatura

to taka, przy, której spoiwo topi się, lecz nie pokrywa nalotem (matowieje) w kolorze szarym.
Używaj tyle spoiwa ile jest niezbędne na dany punkt lutowniczy.
Spoiwo nie może rozlewać się poza pole lutownicze. Do lutowania zaleca się stosowanie stacji
lutowniczej  ze  stabilizacją  temperatury  grota.  Współczesna  technologia  wymaga
zabezpieczenia  układów  scalonych,  tranzystorów,  diod  przed  polem  elektrostatycznym.
Zadanie to spełnia wspomniana lutownica poprzez uziemienia grota oraz stanowiska pracy.
Lutowanie  układów  musi  być  staranne;  przed  ostatecznym  montażem  końcówki  elementów
elektronicznych  winny  być  ocynowane.  Nie  wolno  giąć  końcówek  w  odległości  mniejszej  niż
1cm  od  elementu.  Poniższe  rysunki  pokazują  sposób  lutowania  i  prawidłowy  wygląd
połączenia.

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 1.

Prawidłowe połączenie lutownicze [3].

Rys. 2.

Widok płytki drukowanej od strony elementów [3].

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jakie są rodzaje lutowania?
2.  Jaka jest rola temperatury w procesie lutowania miękkiego?
3.  Na czym polega przygotowanie elementów do lutowania?
4.  W jaki sposób wykonujemy lutowanie elementów elektronicznych?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj lutowanie elementów na płytce drukowanej zgodnie z wskazanym schematem

montażowym.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przygotować płytkę drukowaną,
2)  sprawdzić dobór elementów zgodnie z dokumentacją,
3)  sprawdzić jakość ścieżek i punktów lutowniczych,
4)  przygotować elementy do montażu,
5)  zapoznać się z dokumentacją przekazaną przez nauczyciela,
6)  zgromadzić narzędzia potrzebne do montażu,
7)  wykonać zarobienie końcówek, połączyć układ według schematu,
8)  wykonać lutowanie na płytce drukowanej,
9)  dokonać prezentacji układu.

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

lutownica,

−

płytka drukowana,

−

elementy do montażu.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) rozpoznać elementy rzeczywiste z ich odpowiednikami na schemacie

ideowym?



2) rozpoznać wyprowadzenia elementów półprzewodnikowych ujętych

w katalogach?



3) określić jakość wykonania płytki drukowanej?



4) odczytać wartość elementów kodowanych np. rezystory, kondensatory?



5) określić jakość wykonania montażu?



6) podać kolejność montażu elementów na płytce drukowanej?
7) wykonać montaż?



„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Przygotowanie powierzchni lutowniczych

4.2.1. Materiał nauczania

Podstawowym warunkiem poprawnego lutowania jest absolutna czystość powierzchni

przeznaczonych  do  lutowania.  Czyścimy  je  dokładnie  z  izolacji,  zabrudzeń  tlenków  metali.
Jakość  lutowania  zależy  od  właściwego  nagrzania  powierzchni,  które  mają  być  połączone.
Należy  też  usuwać  każdy  odcięty  kawałek  drutu,  który  wpadnie.  Do  usterek  często
spotykanych  na  tym  etapie  zaliczamy:  wadliwe  gniazdka,  pęknięte  ścieżki,  zlutowanie  dwóch
ścieżek  ze  sobą.  Chcąc  prawidłowo  wlutować  element,  trzeba  go  pobielić  cienką  warstwą
cyny,  umieścić  element  na  płytce,  przytknąć  rozgrzany  grot  do  miejsca  spojenia  i  przyłożyć
drut lutowia.

Rys. 3. Lutowanie na obwodzie drukowanym [3].

Po zastygnięciu lutu odciąć końcówki elementu.

Rys. 4. Poprawne i wadliwe połączenie lutowane [3].

Lutowanie to łączenie metali za pomocą spoiwa (lutu). Aby luty były trwałe, łączone

powierzchnie powinny być oczyszczone mechanicznie i chemicznie. W elektronice najczęściej
stosuje się lutownice transformatorowe i oporowe o niskiej mocy.

Lutowanie elementów i usuwanie topnika

Typowym postępowaniem przy montażu obwodu drukowanego jest włożenie

wyprowadzeń  kilku  elementów  w  otwory  płytki  drukowanej,  przekręcenie  płytki  na  drugą
stronę,  zgięcie  na  boki  wyprowadzeń  elementów,  aby  w  ten  sposób  je  umocować,  oraz
przylutowanie  wyprowadzeń  elementów  do  odpowiednich  pól  lutowniczych  termostatowaną
lutownicą  i dobrym  stopem  lutowniczym.  Układy  scalone  łatwo  się  wkłada  we  właściwe

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

otwory  za  pomocą  specjalnego,  przeznaczonego  do  tego  celu  narzędzia.  Uniknie  się  wtedy
zestrugiwania  pasków  lutowia  z  wyprowadzeń elementu, przy jego wkładaniu w otwór płytki
drukowanej.  Do  unieruchomiania  elementów  na  czas  lutowania  należy  stosować  nastawne,
zatrzaskujące  się  uchwyty,  dociskające  elementy  za  pomocą  spienionej  gumy.  Po
przylutowaniu wystające części wyprowadzeń należy obciąć narzędziem do obcinania drutów.
Topnik  używany  przy  lutowaniu  należy  usunąć  z  powierzchni  płytki.  Do  usuwania  topnika
stosuje  się  rozpuszczalniki,  takie  jak  freon,  alkohol  lub  inne  rozpuszczalniki  organiczne
przeznaczone do tego celu.

Przemysłowi producenci płytek drukowanych stosują metodę nazywaną odtłuszczaniem

parowym.  Polega  ona  na  zawieszeniu  czyszczonej  płytki  nad  kąpielą  z  wrzącym
rozpuszczalnikiem.  Pary  rozpuszczalnika skraplają się na  powierzchniach  płytki, rozpuszczają
topnik  i  w  postaci  zanieczyszczonych  strużek  lub  kropli  spływają  z  powrotem  do  kąpieli.
Metoda jest wydajna, gdyż w wyniku procesu destylacyjnego na płytce skrapla się nieustannie
czysty  i  gorący  rozpuszczalnik.  Ponieważ  rozpuszczalniki  organiczne  nie  są  obojętne  dla
ludzkiego  zdrowia,  podjęto  eksperymenty  z  wodnymi  kąpielami  czyszczącymi.  Stosuje  się
rozpuszczalny  w  wodzie  topnik  lutowniczy  (zamiast  zwykłego  topnika,  produkowanego
z nierozpuszczalnej  w  wodzie  kalafonii).  Pozostałości  po  niedokładnie  wykonanym  procesie
czyszczącym powodują korozję, niszczącą po pewnym czasie płytkę drukowaną.

Lutowność płytek drukowanych zmniejsza się w miarę upływu czasu, czego przyczyną

jest  utlenianie  się  warstwy  ochronnej.  Dlatego  najlepiej  jest  wlutować  wszystkie  elementy,
które  mają  znaleźć  się  na  płytce,  wkrótce  po  jej  wykonaniu.  Z  tego  samego  powodu  płytki
przeznaczone  do  montażu  należy  przechowywać  w plastykowych  torbach,  z dala  od oparów,
które  mogą  powodować  korozję.  Aby  otrzymać  płytkę  drukowaną  dobrej  jakości,  należy
stosować laminat epoksydowo szklany, pokryty folią miedzianą o grubości 70 mm.
Trzeba  pamiętać,  że  układ  zmontowany  na  płytce  drukowanej  w  rzeczywistości  jest
umieszczony  na  materiale  klejowym;  płytka  może  chłonąć  wilgoć  i  wykazywać  upływność
elektryczną.

Ścieżki, którymi ma płynąć prąd o dużym natężeniu powinny być dostatecznie szerokie,

aby nie dopuścić do ich nadmiernego nagrzewania się oraz, aby wartość spadku napięcia na
nich nie była zbyt duża. Dla orientacji zebrano w tabelę szerokości ścieżek z folii o grubości
70mm, które, dla danej wartości prądu, zwiększają swoją temperaturę o 10°C lub o 30°C. Jeśli
folia będzie mieć inną grubość, należy odpowiednio przeskalować szerokość ścieżki.

Między ścieżkami o dużej różnicy potencjałów należy zachować odpowiednio dużą

odległość. Ponadto wskazane jest unikanie wszelkich ostrych załamań ścieżek i punktów
lutowniczych. Zamiast nich należy stosować łagodne łuki.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jakie są sposoby oczyszczania płytki drukowanej?
2.  Czy szerokość ścieżek zależy od natężenia płynącego przez nią prądu?
3.  Jakie są objawy przepływu dużego prądu przez ścieżkę?
4.  Czy upływ czasu ma wpływ na lutowność płytki?

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przygotuj płytkę drukowaną uniwersalną.

Rys.5.

Płytka drukowana uniwersalna.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przygotować płytkę drukowaną,

2)  sprawdzić dobór elementów zgodnie z dokumentacją,
3)  sprawdzić jakość wykonania ścieżek i punktów lutowniczych,
4)  przygotować elementy do montażu,
5)  zapoznać się z dokumentacją przekazaną przez nauczyciela,
6)  zgromadzić narzędzia potrzebne do montażu,
7)  wykonać zarobienie końcówek elementów,
8)  wykonać mocowanie elementów,
9)  wykonać lutowanie na płytce drukowanej,
10)  dokonać prezentacji układu.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

elementy do montażu powierzchniowego,

−

lutownica, kalafonia, cyna,

−

płytka drukowana,

−

przewody laboratoryjne.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) ocenić prawidłowość wykonania ścieżek i punktów lutowniczych?



2) sprawdzić prawidłowość połączeń ścieżek na płytce?



3) sprawdzić ciągłość połączeń?



4) przygotować powierzchnię płytki do montażu?



5) ocenić zgodność układu montażowego ze schematem ideowym?



„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Montowanie podstawek pod układy scalone

4.3.1. Materiał nauczania

Możliwość zastosowania podstawek do wszystkich układów scalonych jest wielką pokusą

dla  wykonawcy  i  użytkownika  obwodu  drukowanego,  głównie  ze  względu  na  ułatwioną
naprawę takiego obwodu. Jednakże, jeśli nie zachowamy pewnej ostrożności podstawki mogą
sprawić  więcej  kłopotu  niż  korzyści.  Zwykle  podstawki  zdają  egzamin  na  etapie  prototypu,
gdy  może  być  konieczna  wymiana  układów  scalonych  w  celu  przekonania  się,  że  aktualny
problem wynika z błędu projektowego, a nie z zastosowania wadliwego elementu.

Ponadto, w podstawkach powinny pracować następujące układy:

−

drogie układy scalone (np. przetworniki cyfrowo-analogowe, mikroprocesory itp.),

−

układy scalone, które będziemy wymieniać od czasu do czasu (np. pamięci programowe
ROM),

−

układy scalone narażone na uszkodzenia (np. układy scalone separujące wejścia lub
wyjścia danego układu).
Źle wykonane złącza początkowo pracują bez zrzutu, a potem przerywają połączenia,

czego przyczyną jest skorodowanie styków. Inny problem pojawia się, gdy w podstawce
pracuje duży układ scalony (o 24 wyprowadzeniach lub większy). Na skutek wibracji lub
uderzenia układ taki może się wysunąć z podstawki.

W przypadku wszystkich układów scalonych w typowych obudowach dwurzędowych (tak

zwanych DIP), numeracja końcówek jest standardowa. Obudowa zawsze ma wycięcie lub
wgłębienie. Zasady numeracji takich układów podane są na rys.6 i dotyczą wszelkich układów
w obudowach DIP o dowolnej liczbie nóżek (taka sama zasada dotyczy miniaturowych
układów scalonych do montażu powierzchniowego).

Rys.

6. Układ scalony w obudowie DIP [5].

Inne układy scalone, w tym wzmacniacze mocy, mają różne obudowy. Choć liczba

wyprowadzeń bywa różna, wszystkie wyprowadzenia znajdują się z jednej strony obudowy,
a generalna zasada jest wspólna: jeśli patrzy się na układ od strony napisu, a nóżki zwrócone są
w dół, wtedy nóżki należy liczyć od strony lewej do prawej.

Rys. 7. Układ scalony w podstawce [5].

Wycięcie

klucz

Kierunek numeracji

końcówek

Końcówka nr 1

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 8. Układ scalony i obudowa DIP [5].

Przy montowaniu elementów w układzie należy mieć na uwadze, że niektóre muszą być

odpowiednio spolaryzowane. Nie można ich montować odwrotnie, a zawsze zgodnie
z oznaczeniami na schematach ideowym i montażowym. Do takich elementów należą: wszelkie
diody, kondensatory elektrolityczne (zwykłe i tantalowe), tranzystory, tyrystory, triaki, baterie,
akumulatory oraz układy scalone.

Jednak układy scalone (zwłaszcza wykonane w technologii CMOS) warto lutować na

samym  końcu,  ze  względu  na  możliwość  ich  uszkodzenia.  Dobrym  przyzwyczajeniem  jest
lutowanie  najpierw  końcówek  zasilania,  a  potem  pozostałych  nóżek  układów  scalonych.
W większości  przypadków  stosowane  są  pod  nie  podstawki.  Układy  scalone  należy  wkładać
do podstawek po zmontowaniu wszystkich innych elementów.

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Dlaczego układy scalone montujemy w podstawkach?
2.  Jakie są rodzaje stosowanych podstawek pod układy scalone?
3.  W jakiej kolejności lutujemy układy scalone?
4.  W jaki sposób rozpoznajemy kolejność wyprowadzeń?
5.  Jakie są skutki źle wykonanych połączeń?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj montaż podstawek pod układy scalone na płytce drukowanej.

Rys. 9.

Płytka montażowa

[5].

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys.10 Podstawki pod układy

scalone [5].

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przygotować płytkę drukowaną,
2)  wybrać układy scalone i podstawki z katalogu,
3)  sprawdzić jakość ścieżek i punktów lutowniczych,
4)  przygotować elementy do montażu dokumentacją przekazaną przez nauczyciela,
5)  zgromadzić narzędzia potrzebne do montażu,
6)  sprawdzić dobór elementów zgodnie z dokumentacją,
7)  wykonać zarobienie końcówek elementów,
8)  wykonać mocowanie elementów,
9)  wykonać lutowanie na płytce drukowanej,
10)  dokonać prezentacji układu.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

elementy do montażu powierzchniowego,

−

lutownica, kalafonia, cyna,

−

płytka drukowana,

−

przewody laboratoryjne.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wybrać rodzaje podstawek z katalogu?



2) określić sposób numerowania końcówek?



3) określić kolejność lutowania końcówek podstawki?



4) ocenić skutki złego montażu?
5) wymienić jakie układy powinny pracować w podstawkach?



„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Lutowanie elementów elektronicznych na płytce drukowanej

4.4.1. Materiał nauczania

Projektowanie układu na płytce drukowanej uniwersalnej sprowadza się do:

1. rozplanowania elementów,
2. ustalenia ewentualnych dodatkowych połączeń.

Punkt 2 jest zwykle niezbędny, gdyż płytka uniwersalna jest oczywiście uniwersalna tylko

do pewnego stopnia. Aby przystąpić do projektowania płytki trzeba wiedzieć, że dodatkowe
połączenia są wykonywane na jeden z trzech sposobów:
1. zwykłym przewodem giętkim (koniecznie izolowanym) po stronie elementów, którego

końce są przewleczone przez otwory i przylutowane do pól lutowniczych jak końcówki
każdego elementu;

2. sztywnym drutem, tzw. zworą lub zworką (zazwyczaj wykorzystuje się odcięte fragmenty

nóżek elementów) zwykle po stronie elementów, zamocowanym jak wyżej;

3. lutowiem po stronie elementów – tylko w przypadku połączeń sąsiednich ścieżek, w tym

przypadku nie wykorzystuje się pól lutowniczych.

Podczas projektowania płytki uniwersalnej zazwyczaj trzymamy się następujących reguł:
1. Projektowanie rozpoczynamy od podstawek układów scalonych.
2. Rozmieszczamy je w miejscach do tego przeznaczonych, np. w przypadku płytki nóżki

byłyby rozstawione po obu stronach podwójnych ścieżek poziomych. W przypadku
większych płytek układy scalone umieszczamy zwykle pośrodku płytki.

3. Układy scalone narzucają wybór określonych długich ścieżek jako ścieżek zasilania i masy.

Zazwyczaj nóżkami zasilania/masy są lewa i prawa górna, lewa góra i dolna, lub lewa
górna i prawa dolna nóżka – należy to sprawdzić w karcie katalogowej. Staramy się, aby
do ścieżki zasilania/masy podłączona była jak największa liczba elementów.

4. Jeżeli płytka posiada specjalne pola lutownicze dla specyficznych złącz, to na początku

rozmieszczamy te złącza, a następnie układy scalone, które są przyłączone do sygnałów ze
złącza.

5. Po układach scalonych rozmieszczamy pozostałe elementy rozpoczynając od tych, które

znajdują się najbliżej układów. Na początku zawsze rozmieszcza się kondensatory
odprzęgające.

6. Przy rozmieszczaniu elementów biernych należy wykorzystać możliwość skrócenia lub

pozostawienia ich długich wyprowadzeń. Pionowy montaż i odpowiednie skrócenie nóżek
elementów w obudowie osiowej umożliwia przyłączenie ich końcówek nawet do
sąsiednich otworów. wykorzystanie pełnej lub niewiele skróconej długości nóżek może
pozwolić uniknąć prowadzenia dodatkowych połączeń.

7. Należy pamiętać, że elementy posiadają pewne wymiary geometryczne, przez co

przysłonięciu – i wyłączeniu z użytkowania – mogą ulec sąsiednie pola lutownicze.
Dotyczy to przede wszystkim kondensatorów elektrolitycznych, cewek, większych diod
i tranzystorów, mostków diodowych, przycisków, potencjometrów i złącz.

8. Końcówki elementów, które są połączone na schemacie elektrycznym, staramy się

umieszczać na jednej ścieżce przewodzącej. Dopiero jeżeli nie jest to możliwe,
projektujemy dodatkowe połączenie.

9. Należy zarezerwować po 2 pola lutownicze na każde połączenie dodatkowe.

W przypadku łączenia sąsiednich ścieżek można przewidzieć ich połączenie lutowiem po
stronie druku, bez zajęcia pól lutowniczych.

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

10. W wyniku wytworzenia dodatkowych połączeń nie powinny powstać pętle na ścieżkach

(czyli  poruszając  się  po  ścieżce  i  połączeniach  dodatkowych  w  ustalonym  kierunku,  nie
powinniśmy  nigdy  wrócić  po  punktu  wyjścia).  Pętle  zachowywać  się  będą  jak  anteny
i przechwytywać  zaburzenia  elektromagnetyczne,  co  może  spowodować  niepoprawną
pracę układu.

11. Jeżeli w układzie występują cewki, to należy unikać ich umieszczania w pobliżu układów

scalonych oraz nad ścieżkami podłączonymi do jakichkolwiek innych elementów.

12. Obwód mocy powinien być jak najkrótszy, a więc jego elementy znajdować się jak

najbliżej siebie. Ewentualne dodatkowe połączenia w tym obwodzie wykonuje się
przewodami o większym przekroju. Ze względu na średnicę otworów lutowniczych może
być konieczne ich przylutowanie po stronie druku, nie elementów.

13. Rozmieszczanie elementów kończymy zwykle na złączach, umieszczając je w punktach

łatwo dostępnych, zwykle na brzegach płytki. Staramy się, aby prowadzące do nich ścieżki
były jak najkrótsze i aby prowadzić jak najmniej połączeń dodatkowych.

14. W przypadku prototypów często umieszcza się na układzie dodatkowe zworki lub pręciki

ze sztywnego drutu. Mają one umożliwić przyłączenie sond oscyloskopowych do
kluczowych punktów układu podczas jego uruchamiania i testowania.

Rys. 11.

Widok płytki uniwersalnej [3].

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jakie znasz zasady projektowania płytki drukowanej?
2.  W jakiej kolejności montujemy elementy na płytce?
3.  W jaki sposób montujemy układy mocy?
4.  Jak należy rozplanować rozmieszczenie cewek na druku?
5.  Jak należy umieścić na płytce końcówki elementów połączonych na schemacie ideowym?

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj połączenie równoległe i szeregowe rezystorów.

Rys.12. Schemat ideowy.

Rys.13

układ płytki montażowej [3].

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przygotować płytkę drukowaną,
2)  sprawdzić dobór elementów zgodnie z dokumentacją katalogową,
3)  sprawdzić jakość ścieżek i punktów lutowniczych,
4)  przygotować elementy do montażu,
5)  zapoznać się z dokumentacją przekazaną przez nauczyciela,
6)  zgromadzić narzędzia potrzebne do montażu,
7)  sprawdzić dobór elementów zgodnie z dokumentacją,
8)  wykonać zarobienie końcówek elementów,
9)  wykonać mocowanie elementów,
10)  wykonać lutowanie na płytce drukowanej,
11)  dokonać prezentacji układu.

Wyposażenie stanowiska pracy

−

poradnik dla ucznia,

−

elementy do montażu powierzchniowego,

−

lutownica, kalafonia, cyna,

−

płytka drukowana,

−

przewody laboratoryjne.

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Wykonaj lutowanie elementów i podzespołów elektronicznych na płytce drukowanej.

Celem ćwiczenia jest montaż wskazanych elementów na płytce montażowej, celem uzyskania
wprawy w technice lutowania oraz utrwalenia zasad kolejności montowania elementów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przygotować płytkę drukowaną,
2)  dobrać elementy z katalogu według wskazówek nauczyciela,
3)  sprawdzić jakość ścieżek i punktów lutowniczych,
4)  przygotować elementy do montażu,
5)  zapoznać się z dokumentacją przekazaną przez nauczyciela,
6)  zgromadzić narzędzia potrzebne do montażu,
7)  sprawdzić dobór elementów zgodnie z dokumentacją,
8)  wykonać zarobienie końcówek elementów,
9)  wykonać mocowanie elementów,
10)  wykonać lutowanie na płytce drukowanej,
11)  dokonać prezentacji układu.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

elementy do montażu powierzchniowego,

−

lutownica, kalafonia, cyna,

−

płytka drukowana,

−

przewody laboratoryjne.

Rys.14.

Płytka montażowa [3].

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) dobrać z katalogu elementy potrzebne do montażu?



2) sprawdzić parametry katalogowe wybranych elementów?



3) określić kolejność montażu elementów na płytce?



4)  wykonać montaż zgodnie ze schematem ideowym?
5)  sprawdzić zgodność parametrów elementów z katalogowymi?
6)  ocenić jakość ścieżek płytki drukowanej?



„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Obsługa agregatu lutowniczego

4.4.1. Materiał nauczania

Gwarancją wykonania lutu wysokiej jakości jest właściwe dobranie temperatury do

rodzaju  lutowania  i  wielkości  lutu.  Przy  zbyt  niskiej  temperaturze  grota  lutownicy  topnienie
lutowia  jest  bardzo  powolne,  czego  efektem  może  być  nawet  przegrzanie  sąsiednich
elementów.  Z  kolei  zbyt  wysoka  temperatura  powoduje  spalenie  topnika,  co  jest  przyczyną
słabego  zwilżania  miejsca  połączenia,  emisji  dymu,  a  nawet  uszkodzenia  płytki  drukowanej.
Zastosowanie agregatu lutowniczego eliminuje wspomniane niedogodności. Omawiany agregat
pozwala na dokładne ustawienie temperatury grota w zakresie 200–480.

Rys. 15. Wielofunkcyjny zestaw lutująco-rozlutowujący z elektroniczną regulacją temperatury [12].

Rys.16

oznaczenie ścianki tylnej stacji lutowniczej [12].

1.  Dioda sygnalizacji działania grzałki.
2.  Potencjometr regulacji temperatury.
3.  Wskaźnik ciśnienia pompy odsysacza/nadmuchu
4.  Włącznik / wyłącznik główny zestawu.
5.  Gniazdo podłączenia rączki lutowniczej (rączka lutownicza 107ESD lub rączka pincetowa

TWZ60).

6. Włącznik / wyłącznik grzałki rączki lutowniczej.
7. Włącznik / wyłącznik grzałki rączki rozlutowniczej.

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8. Gniazdo podłączenia kolby rozlutowniczej (kolba rozlutownicza DIA60 lub kolba

nadmuchu HAP60).

9.  Gniazdo podłączenia węża nadmuchu.
10.  Gniazdo podłączenia węża odsysacza.
11.  Dioda sygnalizacji działania funkcji oszczędzania energii.
12.  Port kalibracyjny.

Obsługa agregatu
1.  Upewnić  się,  czy  wyłącznik  sieciowy  zasilacza  zestawu  znajduje  się  w  pozycji  „O”

(wyłączony).

2. Podłączyć obie końcówki lutownicze do odpowiednich gniazd na płycie czołowej

zasilacza, a wąż odsysacza do złącza „VAC”.

3.  Podłączyć kabel zasilający do gniazda na tylnej ścianie zasilacza i do gniazdka sieciowego.
4.  Oba potencjometry regulacji temperatury grota skręcić na minimum.
5.  Włączyć  zasilanie  zestawu  oraz  obu  końcówek  lutowniczych  –  zaświecą  się  obie  diody

sygnalizacji działania grzałek końcówek lutowniczych.

6. Pobielić groty obu końcówek w celu ich ochrony przed szybkim zużyciem.
7. Ustawić obydwa potencjometry na żądaną temperaturę grota po czasie ok. 3 minut od

włączenia  zasilania.  Wstępne  podgrzanie  grota  (3  minutowe)  jest  niezbędne,  aby
zwiększyć  jego  trwałość.  Zestaw  jest  gotowy  do  pracy  po  pierwszym  osiągnięciu
ustawionej  temperatury,  co  jest  sygnalizowane  zgaśnięciem  diody  sygnalizacji  działania
grzałek końcówek lutowniczych.

Uwagi:
1. Obie końcówki lutownicze mogą być używane w tym samym czasie.
2. Po 15 minutach bezczynności zestawu XY988 automatycznie uaktywnia się funkcja

oszczędzania  energii  (zapala  się  zielona  kontrolka  „PAUSE”),  co  powoduje  obniżenie
temperatury  grota  o  1/3  a  w  rezultacie  zmniejszenie  poboru  mocy  oraz  wydłużenie
trwałości  grota.  Włączenie  czerwonego  przycisku  odsysacza  na  kolbie  rozlutowującej
zawiesza  działanie  funkcji  oszczędzania  energii  i  grot  jest  podgrzewany  do  ustawionej
wcześniej temperatury.

3. Zarówno groty do lutowania jak i rozlutowywania wykonane są z platerowanej miedzi

i prawidłowo używane oraz konserwowane gwarantują długotrwałą pracę.

4. Grot powinien być zawsze pokryty cyną przed włożeniem rączki lutowniczej

w podstawkę, wyłączeniem zasilania lub przechowywaniem przez dłuższy okres czasu.
Nadmiar lutu należy wycierać w wilgotną gąbkę lub czyścik, bezpośrednio przed użyciem.

5. Nie należy utrzymywać wysokiej temperatury grota (powyżej 400ºC) przez dłuższy czas,

gdyż powoduje to uszkodzenie pokrycia ochronnego jego powierzchni.

6. Nie dociskać grota, ani nie pocierać nim powierzchni lutowanej, gdyż nie poprawia to

przenoszenia ciepła do punktu roboczego, a jedynie uszkadza powierzchnię grota.

7. Nigdy nie czyścić grota pilnikiem lub materiałami ściernymi.
8. Nie używać topników zawierających chlorki i kwasy, które uszkadzają powierzchnię

grota. Dopuszczalne są tylko topniki oparte na żywicy (kalafonia).

9. Jeżeli na powierzchni grota pojawi się nalot tlenkowy, to należy go delikatnie usunąć

płótnem ściernym o ziarnistości 600-800, alkoholem izopropylowym lub jego
odpowiednikiem. Natychmiast po oczyszczeniu grot należy pobielić . Zabieg taki chroni
jego powierzchnię przed utlenianiem.

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jakie ma zastosowanie aparat lutowniczy?
2.  Jakie jest przeznaczenie poszczególnych przełączników?
3.  W jakim zakresie można dokonać regulacji temperatury?
4.  Co sygnalizują poszczególne diody?
5.  Na  jakim  zakresie  powinny  być  ustawione  pokrętła  temperatury  w  momencie  włączenia

agregatu?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj na płytce uniwersalnej montaż elementów według schematu z rys.17.

Rys. 17. Schemat ideowy [12].

Rys.18. Płytka montażowa (montaż stykowy ) [12].

Rys. 19. Płytka montażowa uniwersalna [12].

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przygotować płytkę drukowaną uniwersalną,
2)  sprawdzić dobór elementów zgodnie z dokumentacją,
3)  sprawdzić jakość płytki (ścieżek i punktów lutowniczych),
4)  przygotować elementy do montażu,
5)  zapoznać się z dokumentacją przekazaną przez nauczyciela,
6)  zgromadzić narzędzia potrzebne do montażu,
7)  sprawdzić dobór elementów zgodnie z dokumentacją,
8)  wykonać zarobienie końcówek elementów,
9)  wykonać mocowanie elementów,
10)  wykonać lutowanie na płytce drukowanej,
11)  dokonać prezentacji układu.

Wyposażenie stanowiska pracy

−

poradnik dla ucznia,

−

elementy do montażu powierzchniowego,

−

lutownica, kalafonia, cyna,

−

płytka drukowana,

−

przewody laboratoryjne.

4.5.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) określić parametry agregatu lutowniczego?



2) dobrać temperaturowy zakres pracy agregatu?



3) zastosować agregat do zmontowania układu z ćwiczenia 1?



4) zanalizować jakość wykonanego montażu ?
5) sprawdzić parametry elementów po montażu?



„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6. Montaż i uruchamianie układów prostowniczych

4.6.1. Materiał nauczania

Prostownik stosuje do układów przekształcających prąd zmienny w prąd stały.

W zależności  od  struktury  i  liczby  faz  zasilającego  napięcia  przemiennego,  prostowniki
dzielimy na: jednofazowe i wielofazowe (np. trójfazowe).
Jeśli  napięcie  podlega  prostowaniu  w  czasie  jednego  tylko  półokresu  każdej  z  faz,  to  taki
prostownik  nazywamy  jednopołówkowym  (półfalowym).  Jeżeli  natomiast  napięcie  jest
prostowane  w  czasie  obu  półokresów,  to  taki  prostownik  nazywamy  dwupołówkowym
(całofalowym).

Biorąc pod uwagę charakter obciążenia, rozróżnia się prostowniki:

−

z obciążeniem rezystancyjnym,

−

z obciążeniem pojemnościowym,

−

z obciążeniem indukcyjnym.
O jakości prostownika decyduje jego sprawność napięciowa

i energetyczna

oraz

współczynnik tętnień k

i rezystancja wyjściowa.

Rys. 20. Schemat układu prostownika [11].

Wybór układu prostowniczego odbywa się poprzez montowanie tylko wybranych diod

prostowniczych  (diody  D1  –  D5)  lub  zastąpienie  odpowiednich  diod  zworami.  Rezystor  R1
służy  do  monitorowania  prądu  płynącego  przez  diody  układów  prostowniczych.  Pojemności
C1  i  C2  służą  do  filtrowania  napięcia  wyjściowego  prostowników.  Rezystancję  obciążenia
montuje  się  do  gniazda  wyjściowego  GN2  (zaciski  1  i  3).  Szczegóły  montażowe  układu
prostowniczego omówiono poniżej.

łytka montażowa

Rys

21.

Widok płytki montażowej [11].

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jakie zadanie spełnia w układzie prostownik?
2.  Jak dzielimy prostowniki w zależności od obciążenia?
3.  Jak działa prostownik jednopołówkowy?
4.  Jak działa prostownik mostkowy?
5.  Jaką rolę spełniają poszczególne elementy w obwodzie?

4.6.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj montaż powielacza napięcia według schematu z rys. 22, przeprowadź niezbędne

pomiary i uruchom układ.

Rys. 22. Schemat ideowy powielacza napięcia [8].

Rys. 23. Układ płytki montażowej [8].

Rys. 24. Rozmieszczenie elementów na płytce [8].

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przygotować płytkę drukowaną,
2)  sprawdzić dobór elementów zgodnie z dokumentacją i katalogiem,
3)  sprawdzić jakość płytki (ścieżek i punktów lutowniczych),
4)  przygotować elementy do montażu,

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5)  zgromadzić narzędzia potrzebne do montażu,
6)  sprawdzić dobór elementów zgodnie z dokumentacją,
7)  wykonać zarobienie końcówek elementów,
8)  wykonać mocowanie elementów,
9)  wykonać lutowanie na płytce drukowanej,
10)  dokonać prezentacji układu.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

elementy do montażu,

−

lutownica, kalafonia, cyna,

−

płytka drukowana.

Ćwiczenie 2

W układzie przedstawionym na rys. 24 dokonać analizy działania, zmontować i uruchomić

sygnalizator akustyczny.

Rys.

25. Schemat ideowy sygnalizatora.[17].

Rys.

26. Układ płytki drukowanej [17].

Wykaz elementów
US1 μA 7812
US2, US3 NE 555
T1 B136
R1 6k
R2 43…47 k
R3 10k
R4 56k
R5 10k

22Ω

C1 100 μ/25V
C2 4,7 μ?16V
C3 10n
C4 4,7 ….6,8n
C5 10n
P1 PR 47k
Głośnik 0,25 W

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przygotować płytkę drukowaną,
2)  sprawdzić dobór elementów zgodnie z dokumentacją,
3)  sprawdzić jakość płytki (ścieżek i punktów lutowniczych),
4)  przygotować elementy do montażu,
5)  zapoznać się z dokumentacją przekazaną przez nauczyciela,
6)  zgromadzić narzędzia potrzebne do montażu,
7)  sprawdzić dobór elementów zgodnie z dokumentacją,
8)  wykonać zarobienie końcówek elementów,
9)  wykonać mocowanie elementów,
10)  wykonać lutowanie na płytce drukowanej,
11)  dokonać prezentacji układu.

Wyposażenie stanowiska pracy

−

poradnik dla ucznia,

−

elementy do montażu,

−

lutownica, kalafonia, cyna,

−

płytka drukowana.

4.6.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) zanalizować działanie układu?



2) porównać schemat ideowy z płytką montażową?



3) omówić kolejność montażu elementów na płytce?



4) ocenić poprawność wykonania płytki drukowanej?
5) uruchomić układ?



„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.7. Montaż i uruchamianie zasilaczy

4.7.1. Materiał nauczania

Schemat funkcjonalny prostego zasilacza przedstawiono na rys. 27. Układ składa się

z: transformatora  sieciowego,  prostownika  i  filtru.  Transformator  sieciowy  obniża  znacznie
napięcie  zmienne  podawane  na  prostownik.  Prostownik  zmienia  prąd  zmienny  na  prąd
jednokierunkowy.  W  prostowniku  wykorzystane  są  elementy,  charakteryzujące  się
jednokierunkowym przewodzeniem prądu. Są to najczęściej diody lub tyrystory.

Napięcie przemienne jest przetwarzane na napięcie tętniące o składowej stałej różnej się

od zera. Po odfiltrowaniu tętnień przez filtr uzyskuje się w odbiorniku żądaną wartość napięcia
i  prądu  stałego.  Często  stosuje  się  również  układy  zabezpieczające  elementy  prostownicze
przed  przeciążeniami  i  przepięciami.  W  zasilaczach  stabilizowanych  pomiędzy  filtrem
a odbiornikiem  znajduje  się  stabilizator  napięcia  lub  prądu  stałego.  Zakres  mocy  zasilaczy
napięcia stałego jest bardzo szeroki – od kilku watów do kilkuset kilowatów.

Rys. 27. Schemat blokowy zasilacza.

Filtr przepuszcza na wyjście składową stałą pulsującego prądu jednokierunkowego i tłumi

składową zmienną. Najczęściej jest to filtr RC zbudowany z kondensatora o dużej pojemności
dołączonego  równolegle  do  rezystancji  obciążającej  prostownik.  Wartość  pojemności  tego
kondensatora  należy  dobrać  tym  większą,  im  większa  jest  przewidywana  wartość  prądu
obciążenia.  Kondensator  wraz  z  rezystancją  układu  prostownika  i  rezystancją  wejściową
obciążenia  stanowi  filtr,  zwykle  dostatecznie  tłumiący  tętnienia  napięcia  wyjściowego.
Zmniejszenie tętnień napięcia uzyskuje się w stabilizatorze.

Do urządzeń cyfrowych budowanych z układów scalonych TTL niezbędny jest precyzyjny

zasilacz  +5  V  o  znacznej  obciążalności.  Zasilacz  taki,  można  zbudować  z  kilku  elementów,
uzyskując  efekty  nie  gorsze  niż  w  konstrukcjach  profesjonalnych.  Do  budowy  zasilacza
najlepiej jest wykorzystać transformator typu TS 40/52. Cztery jego uzwojenia mogą pracować
parami  równolegle  na  wspólne  obciążenie.  W  stabilizatorze  z  układem  scalonym  μA  723
(MAA  723)  należy  zastosować  tranzystor  BD281  na  radiatorze  o  stosunkowo  dużej
powierzchni.  Obwód  zabezpieczenia  prądowego można  wykonać  w  dwóch wersjach. Prostej,
w  której  prąd  wyjściowy  w  całym  zakresie  ograniczenia  jest  stały,  oraz  z  tzw.  „podcięciem”
prądu ograniczania. Pierwsza wersja wymaga tylko jednego rezystora (R3) o wartości równej
ok. 0,2Ω i mocy  2W.  Druga wersja jest bardziej rozbudowana, ale zapewnia zmniejszanie się
prądu  w  odbiorniku  w  miarę  wzrostu  obciążenia  zasilacza,  przez  co  w  tranzystorze
szeregowym  stabilizatora  (T1)  wydziela  się  mniejsza  moc.  W  wersji  tej  należy  zastosować
dodatkowo rezystory R4 i R5 zaś rezystor R3 powinien mieć wartość 0,34Ω i moc 6,5 W.

Transfor-

mator

Prosto-

wnik

Filtr

Stabiliza-

tor

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 28. Schemat ideowy zasilacza

[17].

4.7.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Omów poszczególne bloki zasilacza.
2.  Jaką rolę w układzie spełnia filtr?
3.  Jaką rolę w układzie pełni stabilizator?
4.  Jakie są najważniejsze parametry zasilacza?

4.7.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

W układzie przedstawionym na rys. 24 dokonać analizy działania, zmontować i uruchomić

zasilacz 5V 3A.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

elementy do montażu powierzchniowego,

−

lutownica, kalafonia, cyna,

−

płytka drukowana.

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys.29. Schemat ideowy [17].

Rys.30. Układ płytki montażowej [17].

Wykaz elementów
R1 5.1k
R2 2k
R3 wg opisu
R4 430ohm
R5 4,7k
C1 4x1500uF/16V (połączone równolegle)

C2 1nF
D1-D4 BYP 401/50
T1 BD 281
Tr transformator o mocy 40VA, 2x10V,
min. 2.5A (np. TS 40/52)

Ćwiczenie 2

W układzie przedstawionym na rys. 31 dokonać analizy działania, zmontować i uruchomić

zasilacz 2 – 12 V, 0,5 A.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przygotować płytkę drukowaną,
2)  sprawdzić dobór elementów zgodnie z dokumentacją,
3)  sprawdzić jakość płytki ( ścieżek i punktów lutowniczych),
4)  przygotować elementy do montażu,
5)  zapoznać się z dokumentacją przekazaną przez nauczyciela,
6)  zgromadzić narzędzia potrzebne do montażu,
7)  sprawdzić dobór elementów zgodnie z dokumentacją,
8)  wykonać zarobienie końcówek elementów,

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9)  wykonać mocowanie elementów,
10)  wykonać lutowanie na płytce drukowanej,
11)  dokonać prezentacji układu.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

elementy do montażu,

−

lutownica, kalafonia, cyna,

−

płytka drukowana.

Schemat ideowy

Rys.31. Schemat ideowy zasilacza [15].

Układ montażowy

Rys

32.

Układ montażowy [15].

Wykaz elementów
Us - UL7523

T1 - BD135, BD137

T2 - BD283 lub BD233

D1-D4 - 1N4002

C1, C2 - 22nF KCP

C3 - 4700uF/16V

Dz - BZP 683 3V3

C4 - 150pF KCP

R1 - 150R

R2 - Rsc - 1,8R/5W

Pot - 4,7k

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Montaż i uruchomienie

Napięcie  przemienne,  pochodzące  z  wtórnego  uzwojenia  transformatora  sieciowego  zostaje
wyprostowane  w  mostku  diodowym(Greatz'a).  Mostek  ten  uzupełniono  o  dwa  kondensatory
mające  na  celu  eliminację  zakłóceń  sieciowych.  Wyprostowane  napięcie  zostaje  wygładzona
przez  kondensator  C3  o  dużej  pojemności.  Taki  zasilacz  jeszcze  nie  nadaje  się  do
profesjonalnych  układów  (radioodbiorniki,  wzmacniacze).  Jego  wartość  bardzo  zależy  od
wartości  prądu  pobieranego  z  zasilacza.  Czyli  napięcie  w  dalszej  części  należy  po

dać

stabilizowaniu.  Funkcję  tę  spełnia  para  elementów  R1  i  Dz,  która  podaje  do  wyprowadzenia
5 układu  scalonego  tzw.  napięcie  odniesienia.  Układ  ten  z  kolei  spełnia funkcję  wzmacniacza
objętego  pętlą  ujemnego  sprzężenia  zwrotnego.  Napięcie  wyjściowe  jest  stale  porównywane
z napięciem  wzorcowym,  dzięki  czemu  tak  jak  ono  –  jest  stabilizowane  i  regulowane.  Układ
zawiera  zabezpieczenie  prądowe:  napięcie  z  rezystora  Rsc,  proporcjonalne  do  pobieranego
prądu,  jest  stale  podawane  do  wyprowadzeń  2,3  układu  scalonego,  który  nie  dopuszcza  do
przekroczenia  wartości  krytycznej.  Tranzystory  T1,  T2  pracują  w  charakterze  wtórnika
emiterowego  polepszając  parametry  zasilacza.  Do  zasilacza  należy  użyć  transformatora,
którego  napięcie  powinno  się  wahać  w  granicach  15-17V.  T2  można  wyposażyć  go
w radiator.

Układ może dobrze pracować na T2 – BD283 lub T2' – BD-233. Przed przystąpieniem do

montażu powinniśmy się zorientować, który układ posiadamy i odpowiednio go wmontować.

4.7.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) określić istotne dla badanego układu parametry katalogowe?



2) opisać funkcje poszczególnych elementów?



3) ocenić jakość wykonania płytki montażowej?



4)  wykonać podstawowe pomiary?
5)  wymienić bloki funkcjonalne zasilacza?
6)  opisać funkcje poszczególnych elementów?
7)  opisać funkcje stabilizatora napięcia?



„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.8. Montaż i uruchamianie wzmacniaczy

4.8.1. Materiał nauczania

Schemat jednostopniowego tranzystorowego wzmacniacza pasmowego w układzie

wspólnego emitera przedstawiono na poniższym rysunku (rys. 33).

Rys. 33.

Schemat badanego układu wzmacniacza [5].

−

Rezystancja Rg reprezentuje oporność wewnętrzną źródła sygnału wejściowego.

−

– rezystancja obciążenia układu.

−

elementy R

i R

(dzielnik napięciowy) stanowią układ ustalający punkt pracy tranzystora.

−

Rc – rezystor kolektorowy (wpływający między innymi na wzmocnienie napięciowe

i prądowe układu)

−

pojemności C

i C

sprzęgają badany układ ze źródłem sygnału sterującego oraz

obciążeniem, separując te układy stałoprądowo. W przypadku, gdyby sygnał wejściowy
posiadał niezerową składową stała, wtedy zostanie ona odfiltrowana przez kondensator,
który po naładowaniu nie będzie przewodził tejże składowej, więc punkt pracy tranzystora
nie ulegnie przesunięciu.

−

kondensator Ce zwiera składową zmienną prądu emitera (wpływa na przebieg

charakterystyk częstotliwościowych w zakresie małych częstotliwości).

−

Re – rezystor emiterowy (wraz z dzielnikiem napięcia – układem R

i R

ustala punkt pracy

tranzystora  we  wzmacniaczu).  Zmiany  napięcia  na  rezystorze  emiterowym  Re  powodują
zmianę  potencjału  emitera  i  powstanie ujemnego sprzężenia  zwrotnego  dla  prądu  stałego.
Dodatkowo rezystor ten stabilizuje punkt pracy (napięcie Uce oraz prąd Ic) pod względem
termicznym:  Jeśli  temperatura  układu  rośnie  to  prąd  Ic  rośnie,  podobnie  jak  napięcie  Ue,
które  jest  od  tego  prądu  zależne  w  sposób  :  Ue=Re*Ic.  Ponieważ  Ub=Ube+Ue  oraz
Ub=const, wiec jeśli Ue rośnie, Ube musi zmaleć.

Podstawowymi parametrami roboczymi wzmacniacza są : wzmocnienie napięciowe k

wzmocnienie prądowe k

, rezystancja wejściowa R

oraz rezystancja wyjściowa R

Definiuje się 3-decybelowe pasmo przenoszenia częstotliwości, w zakresie których

amplituda wzmocnienia spada o 3 dB od wartości ustalonej K

.Określa się też je jako

częstotliwość „spadku połowy mocy” (P=U

/R).

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 34.

Charakterystyka częstotliwościowa wzmacniacza [5].

Schemat wzmacniacza w konfiguracji wspólnego kolektora OC:

Rys. 35.

Schemat wzmacniacza w konfiguracji wspólnego kolektora OC [5].

Wzmacniacz z tranzystorem w konfiguracji wspólnego kolektora jest nazywany

wtórnikiem  emiterowym,  gdyż  wielkość  napięcia  wyjściowego  jest  prawie  taka  sama  jak
wielkość napięcia wejściowego. Wzmocnienie napięciowe w tym układzie jest bliskie jedności ,
a  faza  napięcia  wyjściowego  jest  zgodna  z  fazą  napięcia  wejściowego.  Zatem  napięcie
wyjściowe  „wtóruje”  napięciu  wejściowemu.  Punkt  pracy  tego  wzmacniacza  zależy  od
rezystancji R1, R2, Re. Cechy układu wzmacniacza opartego na układzie wspólnego kolektora
(czyli  duża  rezystancja  wejściowa  R

i mała rezystancja wyjściowa Rwy) spowodowały, że

wtórnik emiterowy służy do dopasowywania poziomów impedancji pomiędzy stopniami
wzmacniaczy.
Schemat wzmacniacza w konfiguracji wspólnej bazy WB:

Rys. 36.

Schemat wzmacniacza w układzie wspólnej bazy [5].

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Układ ten jest bardzo rzadko stosowany w zakresie małych częstotliwości jako

samodzielny  wzmacniacz.  Najczęściej,  podobnie  jak  układ  WC,  występuje  w  połączeniach
z innymi  konfiguracjami  w  układzie  wielotranzystorowym.  Układ  ten  może  dostarczyć
wzmocnienia  napięciowego  o  wartościach  porównywalnych  ze wzmacniaczem w konfiguracji
WE.  Wzmocnienie  prądowe  w  tym  układzie  jest  <1.  Układ  wzmacniacza  w  konfiguracji
wspólnej  bazy  ma  dobre  właściwości  częstotliwościowe  (duża  częstotliwość  graniczna),  co
pozwala  uzyskać  wzmocnienie  napięciowe  w  takich  zakresach,  gdy  praca  w  innych
konfiguracjach jest już niemożliwa (najszersze pasmo przenoszenia).

4.8.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jaka jest charakterystyka częstotliwościowa wzmacniacza?
2.  Jakie są podstawowe układy pracy wzmacniaczy?
3.  Jakie wielkości charakteryzującą wzmacniacz?
4.  W jakiego typu wzmacniaczach stosuje się tranzystory unipolarne?

4.8.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

W układzie przedstawionym na rys. 37 dokonać analizy działania, zmontować i uruchomić

wzmacniacz.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

elementy do montażu,

−

lutownica, kalafonia, cyna,

−

płytka drukowana.

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat ideowy

Rys. 37.

Schemat ideowy wzmacniacza [15].

Układ montażowy

Rys. 38. Układ płytki montażowej wzmacniacza [15].

Wykaz elementów
R

1,2 kΩ

10 Ω

470 nF

10 μF/16V

100 nF/MKT

47 nF/MKT

220 μF/16V

22 μF/16V

US 1 LM 386
płytka drukowana

Montaż i uruchomienie

Zaletą podanego układu jest szeroki zakres napięć zasilania 4–12 V oraz mały pobór

prądu. Może być wykorzystywany jako wzmacniacz głośnikowy lub słuchawkowy. Zasilanie:
zasilacz 4…12 VDC – 4 VA.

W trakcie uruchamiania należy wykonać:

1.  sprawdzenie optyczne zmontowanego urządzenia na zgodność ze schematem ideowym,
2.  sprawdzenie poprawności lutowania,
3.  włączenie  próbne  poszczególnych  zespołów  i  całego  urządzenia  do  zasilania,  stopniowe

zwiększanie napięcia do nominalnego,

4. pomiary napięcia lub prądu w newralgicznych punktach.

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

W układzie przedstawionym na rys. 31 dokonać analizy działania, zmontować i uruchomić

wzmacniacz mocy TBA 820M.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

Rys.39. Schemat ideowy wzmacniacza mocy [15].

Rys.40. Układ płytki montażowej wzmacniacza mocy [15].

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wykaz elementów
R

470 kΩ

…..R

47 Ω

1 Ω

1 μF

10 μF/16 V

, C

22 μF/16V

, C

100 nF

1 nF KCP

220 nF

470 μF/16V

US 1 TBA 820M
płytka drukowana

Po zmontowaniu i sprawdzeniu uczeń powinien uruchomić układ.
Zastosowany  układ  scalony  posiada  parametry  pozwalające  na  stosowanie  w  urządzeniach
stacjonarnych  i  przenośnych.  Układ  może  być  wykorzystany  w  budowie  wzmacniaczy
elektroakustycznych.
W trakcie uruchamiania należy:
1.  sprawdzić optycznie zmontowane urządzenia na zgodność ze schematem ideowym,
2.  sprawdzić poprawność lutowania,
3.  włączyć  próbnie  poszczególne  zespoły  i  całego  urządzenie  do  zasilania,  stopniowo

zwiększając napięcie do nominalnego,

4. wykonać pomiary napięcia lub prądu w newralgicznych punktach układu.

Rys. 41. Wzmacniacz mocy po zmontowaniu [15].

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

elementy do montażu,

−

lutownica, kalafonia, cyna,

−

płytka drukowana.

4.8.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) zanalizować parametry wzmacniaczy?



2) wyjaśnić, w jakim celu należy kontrolować amplitudę sygnału

wejściowego?



3) sporządzić charakterystyki wzmacniaczy?



4) wyznaczyć górną i dolną częstotliwość graniczną?



„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.9. Montaż i uruchamianie generatorów

4.9.1. Materiał nauczania

Generator napięć sinusoidalnych

Generatory są układami służącymi do wytwarzania zmiennych przebiegów elektrycznych

bez konieczności doprowadzania z zewnątrz jakiegokolwiek sygnału pobudzającego.
Przetwarzają energię prądu stałego (z zasilacza) na energie drgań.

Generatory można podzielić na dwie zasadnicze grupy w zależności od kształtu

generowanego przebiegu:

−

generatory drgań sinusoidalnych,

−

generatory drgań niesinusoidalnych (generatory relaksacyjne) – np. o przebiegu
prostokątnym, trójkątnym itp.
Generatory sinusoidalne LC są zbudowane ze wzmacniacza odwracającego fazę objętego

pętlą sprzężenia zwrotnego zawierającego obwód rezonansowy LC, którego zadaniem jest
przesunięcie fazy o dalsze 180

(czyli w sumie o 360

– sprzężenie jest wtedy dodatnie) tylko

dla wybranej częstotliwości, określonej parametrami tego obwodu.

Spełnienie warunku fazy i amplitudy można osiągnąć przez odpowiedni podział reaktancji

obwodu LC lub za pomocą sprzężenia transformatorowego. Rozróżnia się następujące
podstawowe układy generatorów LC:

−

z dzieloną indukcyjnością (układ Hartleya),

−

z dzieloną pojemnością (układ Colpittsa oraz Clappa),

−

ze sprzężeniem transformatorowym (układ Meissnera).
Określenie „generator” dotyczy dużej grupy układów różniących się budową,

przeznaczeniem i parametrami generowanych sygnałów. Pod względem budowy i zasady
działania rozróżnia się trzy podstawowe rodzaje generatorów:

−

generatory, w których jest wykorzystywane zjawisko niestabilności wzmacniacza objętego
pętlą dodatniego sprzężenia zwrotnego,

−

generatory z elementami aktywnymi charakteryzującymi się ujemną rezystancją
dynamiczną,

−

generatory, w których jest wykorzystywane zjawisko cyklicznego ładowania
i rozładowania kondensatora przez element kluczujący (np. tranzystor jednozłączowy), po
osiągnięciu przez kondensator pewnych progowych wartości napięcia.

Rys. 42.

Schemat blokowy generatora [4].

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys.43. Schemat ideowy generatora drgań sinusoidalnych [4].

4.9.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  W jaki sposób można uzyskać drgania sinusoidalne?
2.  Jakie są cechy charakterystyczne dwóch różnych generatorów?
3.  Jaki warunek należy spełnić aby podtrzymać drgania w generatorze?
4.  Co powoduje dodatnie sprzężenie zwrotne?

4.9.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

W układzie przedstawionym na Rys. 44 dokonać analizy działania, zmontować

i uruchomić generatora telefonicznego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przygotować płytkę drukowaną,
2)  sprawdzić dobór elementów zgodnie z dokumentacją,
3)  sprawdzić jakość ścieżek i punktów lutowniczych,
4)  przygotować elementy do montażu,
5)  zapoznać się z dokumentacją przekazaną przez nauczyciela,
6)  zgromadzić narzędzia potrzebne do montażu,
7)  sprawdzić dobór elementów zgodnie z dokumentacją,
8)  wykonać zarobienie końcówek elementów,
9)  wykonać mocowanie elementów,
10)  wykonać lutowanie na płytce drukowanej.

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat ideowy

Rys. 44.

Schemat ideowy generatora [13].

Układ płytki montażowej

Rys. 45. Płytka drukowana generatora [13].

Rys. 46. Rozmieszczenie elementów na płytce [13].

Wykaz elementów jak na schemacie ideowym. Elementy oznaczone gwiazdką są

elementami dobieranymi. Przedstawiony generator służy do sprawdzania działania urządzeń
telekomunikacyjnych i drożności przewodów.

Sposób uruchomienia generatora:

1)  sprawdzić optyczne zmontowane urządzenie na zgodność ze schematem ideowym,
2)  sprawdzenie poprawności lutowania,
3)  włączenie  próbne  poszczególnych  zespołów  i  całego  urządzenia  do  zasilania,  stopniowe

zwiększanie napięcia do nominalnego,

4) pomiary napięcia lub prądu w newralgicznych punktach.

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy

−

oscyloskop,

−

miernik uniwersalny,

−

głośnik o impedancji 4–15 Ω,

−

bateria 9 V,

−

sprawny telefon.

Ćwiczenie 2

W układzie przedstawionym na Rys. 47 dokonać analizy działania, zmontować

i uruchomić generatora funkcyjnego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  sprawdzić i zweryfikować schemat ideowy,
2)  sporządzić wykaz elementów do wstępnego i ostatecznego montażu,
3)  wykonać montaż i uruchomić urządzenie,
4)  sprawdzić optyczne zmontowane urządzenie na zgodność ze schematem ideowym,
5)  sprawdzić poprawność lutowania,
6)  włączyć  próbnie  poszczególne  zespoły  i  całe  urządzenia  do  zasilania,  stopniowo

zwiększając napięcia do nominalnego,

7) wykonać pomiary napięcia lub prądu w newralgicznych punktach.

Schemat ideowy

Rys.47. Schemat generatora funkcyjnego [17].

Schemat montażowy

Rys.48. Płytka drukowana generatora funkcyjnego [17].

Rys

49.

Rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej [17].

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Opisywany układ należy do układów oszczędnych, generuje fale prostokątne, trójkątne

i przebieg zbliżony do sinusoidy, a zmiana częstotliwości wymaga wymiany jednego elementu.
Jest  bardzo  prosty  w  budowie.  zawiera  tylko  jeden  układ  scalony  CMOS  i  kilka  elementów
biernych.  Na  rys.  45  jest  przedstawiony  schemat  prostego  generatora  wytwarzającego  trzy
synchroniczne  przebiegi  elektryczne:  prostokątny,  trójkątny  i sinusoidalny.  Jako  elementy
czynne  wykorzystano  scalone  bramki  CMOS  pracujące  jak  inwertory  (wejścia  połączone  ze
sobą).

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia

−

elementy do montażu powierzchniowego

−

lutownica, kalafonia, cyna

−

płytka drukowana

−

przewody laboratoryjne

4.9.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) zestawiać układ pomiarowy?



2) zdefiniować komparację napięcia w trakcie wykonywanych pomiarów?



3) określić wartości napięcia, przy których następuje przełączanie?



4) sprawdzić poprawność wykonania płytki drukowanej ze schematem

montażowym?



„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.10. Montaż i uruchamianie prostych układów cyfrowych

4.10.1. Materiał nauczania

Wyróżniamy siedem klas cyfrowych układów scalonych. Pierwsze cztery osiągnęły wysoki

poziom technologiczny. Nazewnictwo literowe klas pochodzi z terminologii angielskiej,
związanej z charakterystycznymi cechami konfiguracji elektronicznej podstawowego funktora
logicznego lub z użytą technologią. Są to następujące klasy:

−

TTL – układy TTL,

−

ECL – układ o sprzężeniu emiterowym,

−

MOS – układy MOS,

−

CMOS – układy komplementarne MOS,

−

BiCMOS – układy mieszane bipolarne CMOS.
Klasy TTL i ECL obejmują układy bipolarne, pozostałe dotyczą układów unipolarnych.
Zależnie od stopnia złożoności, czyli liczby elementów zawartych w układzie scalonym

początkowo wyróżniano odpowiedni stopień scalenia (integracji) układu. Największy stopień
scalenia umożliwiają technologie MOS.

Układ cyfrowy( układ logiczny) to układ elektroniczny zaopatrzony w dwuwartościowe

wejścia i wyjścia (+5V oznacza wartość „prawda”, a 0V – wartość „fałsz”). Jego działanie
można opisać za pomocą funkcji logicznych. Rozróżnia się:

−

układy kombinacyjne ( bez sprzężeń zwrotnych),

−

układy sekwencyjne ( ze sprzężeniami zwrotnymi).

Istnieją dwa podstawowe stany logiczne – stan niski L i stan wysoki – H. Stan niski zwany też
zerem logicznym (0) to brak napięcia. Stan wysoki zwany jedynką logiczną (1) to obecność
napięcia.

Obwody wejściowe (bramki) tranzystorów MOSFET zawartych w układach CMOS są

bardzo delikatne. Źródłem zagrożenia są tzw. ładunki statyczne. Dlatego według zaleceń
producentów układów scalonych powinny być one przechowywane w specjalnych szynach
z przewodzącego prąd plastiku, ewentualnie wbite w czarną przewodzącą gąbkę.

Producenci zalecają również odpowiednie wyposażenie stanowiska montażowego:

−

stanowisko montażowe powinno mieć metalowy lub inny przewodzący blat,

−

wszystkie przyrządy pomiarowe i lutownica powinny być uziemione,

−

elektronik wykonujący montaż powinien być uziemiony za pomocą przewodzącej
bransolety
Numeracja nóżek układów scalonych jest znormalizowana. Dla powszechnie dostępnych

układów w obudowie DIL (półokrągłe wycięcie, wgłębienie lub kropka znajduje się w pobliżu
nóżki. Nóżki  trzeba  liczyć  przeciwnie  do ruchu wskazówek zegara, patrząc od strony napisu.
Wejścia  układów  CMOS  nie  mogą  być  niepodłączone.  Wszystkie  niewykorzystane  wejścia
układów  CMOS  powinny  być  dołączone  albo  do  masy,  albo  do  plusa  zasilania.
Niewykorzystane  wyjścia  należy  pozostawić  niepodłączone.  Nie  wolno  ich  łączyć  z  innymi
wyjściami, z masą lub dodatnią szyną zasilania.

Na schematach ideowych z reguły nie zaznacza się końcówek zasilania układów

cyfrowych. Należy o tym pamiętać w trakcie montażu.

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.10.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Co rozumiesz pod pojęciem pod pojęciem układu scalonego?
2.  Co to jest stan wysoki?
3.  Co oznacza stan niski?
4.  Jaki należy przygotować stanowisko montażowe?
5.  Jak należy podłączyć wejścia i wyjścia?

4.10.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

W układzie przedstawionym na rys. 50 dokonać analizy działania, zmontować i uruchomić

miernik pojemności.

Rys. 50.

Schemat blokowy miernika pojemności [3].

Rys

51.

Schemat ideowy [3].

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys

52.

Płytki montażowej [3].

Wykaz elementów:
Rezystory
PR1…..100kΩ
PR2…..100Ω
PR3…..22kΩ
PR4….1kΩ
R1,R2…..1kΩ
R3,R10…..2,2kΩ
R4………..1MΩ
R5,R6,R8…….1kΩ
R7………..10kΩ
R9…..5,1kΩ
R11…..220Ω
R12 – R17…..510Ω
Kondensatory
C1,C3…..100nF
C2………100pF
C4………10pF
C5……..270pF
C6……..220pF

C7……..100µF/16V
C8…….1000µF/25V
Cx kondensator wzorcowy 1 µF

Półprzewodniki
D1-D24…..LED 3mm
D25 ………LED G
D26………LED R
D27,D28….1N4148
T1,T2…….BC548
U1………..4093
U2………..NE555
U3,U4……4040
U5……….78L05
pozostałe
S1……przełącznik dwupozycyjny
S2……mikroswitch
Z1……ARK2

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

elementy do montażu powierzchniowego,

−

lutownica, kalafonia, cyna,

−

płytka drukowana.

Ćwiczenie 2

W układzie przedstawionym na rys. 53 dokonać analizy działania, zmontować i uruchomić

próbnik stanów logicznych.

Napięcie występujące na wyjściach i wejściach układów cyfrowych najczęściej nas nie

interesuje,  a  ważny  jest  jedynie  ich  stan  logiczny:  wysoki  (1)  lub  niski  (0).  Kolejną  funkcją
spełnianą  przez  dobry  próbnik  stanów  logicznych  jest  wykrywanie  pojedynczych  krótkich
impulsów,  które  pojawiają  się  w  badanym  układzie.  Impulsy takie  są  niekiedy tak  krótkie,  że
wykrycie  ich  za  pomocą  dołączonego  do  badanego  układu  miernika  jest  niemożliwe.  Takie
krótkie  impulsy  mogą  być  generowane  nie  tylko  zgodnie  z  zamiarami  konstruktora,  ale  także
mogą  powstawać  na  skutek  błędu  projektowego lub montażowego i ich zlokalizowanie może
być sprawą bardzo ważną. Próbniki TTL nie nadają się do pracy z układami CMOS.

Powody tego są następujące:

1. Układy TTL pracują jedynie przy napięciu 5V, a CMOS działają poprawnie od napięcia

3V (niekiedy nawet mniejszego) do różnie podawanego przez producentów napięcia
maksymalnego -15...22V. Tak więc próbnik zasilany wyłącznie napięciem 5V w wielu
przypadkach okaże się nieprzydatny.

2. W standardzie TTL za poziom wysoki przyjmujemy napięcie ok. 3,6V a za niski ok. 0,2V

technice CMOS stanem wysokim jest napięcie praktycznie równe napięciu zasilania,
a stanem niskim 0V.

3. Wiele próbników TTL przystosowanych jest do relatywnie dużych prądów, jakie możemy

pobierać z wyjść tych układów. Próbniki takie nie zostałyby prawidłowo wysterowane
z wyjść układów CMOS. Tak, więc koniecznością stało się opracowanie próbnika stanów
logicznych kompatybilnego ze standardem CMOS.

Rys. 53. Schemat ideowy próbnika [3].

Schemat elektryczny próbnika przedstawiony został na rys. 53. Układ został

zaprojektowany  z  wykorzystaniem  dwóch  układów  scalonych:  podwójnego  wzmacniacza
operacyjnego  LM358  i  kostki  4001  CMOS  zawierającej  w  swojej  strukturze  cztery  bramki
logiczne  NOR.  Fragment  układu  ze  wzmacniaczem  operacyjnym  pełni  w  urządzeniu

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

najważniejszą  rolę:  jest  detektorem  poziomu  napięcia  na  wejściu  WE,  natomiast  dwa
generatory  monostabilne  zbudowane  z  bramek  U2A...U2D  pełnią  rolę  pomocniczą,
„przedłużając”  krótkie  impulsy  występujące  w  układzie,  a  tym  samym  pozwalając  na  ich
wizualizację za pomocą diod LED.
Wzmacniacze  operacyjne  pracują  w  naszym  próbniku  jako  komparatory  napięcia,  z  otwartą
pętlą  sprzężenia  zwrotnego.  Ich  wejścia  zostały  połączone  ze  sobą  w  taki  sposób,  że  jeden
wzmacniacz  sygnalizuje  przekroczenie  pewnego  poziomu  napięcia,  a  drugi  spadek  napięcia
poniżej zadanego poziomu. Napięcia odniesienia wyznaczane są przez układ z rezystorami R2,
R3, R4.

Z wartościami tych rezystorów podanymi na schemacie poziomy napięć odniesienia

wynoszą  0,58V  oraz  9,41V  Jak  widać,  nasz  układ  spełnia  „z  zapasem”  normy  standardu
CMOS, jako  stan  0 przyjmując napięcie niższe od ok. 0,6 V (oczywiście przy zasilaniu 10V),
a za  stan  wysoki  napięcie  wyższe  od  ok.  9,4V.  Ściśle  biorąc,  dla  układów  CMOS  serii  4000
częściej przyjmuje się progi 30% i 70%. Próbnik powinien być zasilany z badanego układu, aby
przyjęte  poziomy  logiczne  zgadzały  się  z  rzeczywistością.  Poziomy  tych  napięć  możemy
zupełnie dowolnie kształtować dobierając wartości rezystorów R2...R4.

Tak, więc, jeżeli w badanym punkcie układu występuje stan logiczny 0 to na wyjściu

komparatora  U1A  pojawi  się  stan  wysoki.  Z  kolei, jeżeli  na  wejściu  próbnika  pojawi się  stan
wysoki, to taki sam stan zaobserwujemy na wyjściu wzmacniacza operacyjnego U1B.
W  każdym  innym  wypadku  na  wyjściach  komparatorów  jest  stan  niski  i  dołączone  do  nich
diody  LED  nie  palą  się.  Także  w  przypadku,  kiedy  wejście  próbnika  nie  jest  do  niczego
dołączone  nie  świeci  się  żadna  z  diod.  Spowodowane  jest  to  dołączeniem  do  wejścia  układu
rezystorów  R1  i  R13,  ustawiających  w  takim  wypadku  na  wejściu  próbnika  napięcie  równe
połowie  napięcia  zasilania.  W  przypadku  dołączenia  do  wyjścia  układu  CMOS  większego
obciążenia,  napięcie  wyjściowe  może  się  radykalnie  zmienić.  Np.  przy  obciążeniu  bramki
CMOS  diodą  LED  bez  rezystora  szeregowego,  (co  w  układach  zbudowanych  na  CMOSach
jest  dopuszczalne),  napięcie  na  wyjściu  takiej  bramki  będzie  dokładnie  równe  napięciu
przewodzenia zastosowanej diody.

W próbniku zastosowano dwa generatory monostabilne, umożliwiające obserwację bardzo

krótkich impulsów. Pojawienie się, choćby na krótki moment stanu wysokiego na wejściu tych
generatorów spowoduje wygenerowanie na ich wyjściach dodatniego impulsu o czasie trwania
określonym rezystancjami R7 i R8 i pojemnościami C1 i C2. Z wartościami tych elementów
podanymi na schemacie czas trwania tych impulsów będzie wynosił ok. 0,5 sek., co wydaje się
być czasem zupełnie wystarczającym do ich zauważenia. Zwróćmy jednak uwagę, że
zastosowanie w stopniu wyjściowym, stosunkowo wolnych kostek LM358 powoduje, że układ
reaguje na impulsy o czasach trwania minimum 1...3µs, a ignoruje impulsy krótsze.

Rys. 54. Układ płytki montażowej [3].

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Próbnik możemy wykonać także w wersji uniwersalnej CMOS - TTL. W wersji wyłącznie

CMOS, jumper JP1 jest na stałe zwarty i żadnego rezystora Rx nie musimy używać. Jeżeli
jednak będziemy chcieli mieć urządzenie uniwersalne, to musimy odpowiednio dobrać rezystor
R

i zmienić wartość R

, a potem jumperem zmieniać standardy pracy z CMOS na TTL..

Wykaz elementów
Rezystory
R1, R7, R8, R13: 1MW
R2, R4: 2,2kW
R3: 33kW
R5, R6, R9, R10: 560W ...1kW
R11, R12: 10kW
Kondensatory
C1, C2, C3: 150nF
C4: 47µF/16V

Półprzewodniki
D1, D3: diody LED f5 zielone
D2, D4: diody LED f5 czerwone
U1: LM358
U2: CMOS 4001
Różne
JP1: podwójny goldpin
z jumperem
Obudowa typu KM 14

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  zgromadzić narzędzia potrzebne do montażu,
2)  sprawdzić dobór elementów zgodnie z dokumentacją,
3)  wykonać zarobienie końcówek elementów,
4)  wykonać mocowanie elementów,
5)  wykonać lutowanie na płytce drukowanej.

Montaż i uruchomienie
1)  sprawdzenie i weryfikacja schematu ideowego,
2)  sporządzenie wykazu elementów do wstępnego i ostatecznego montażu,
3)  sprawdzenie optyczne zmontowanego urządzenia na zgodność ze schematem,
4)  sprawdzenie poprawności lutowania,
5)  do  kalibracji  miernika  wykorzystać  kondensator  o  dokładnie  znanej  pojemności  MKT  lub

MKC ok. 1µF,

6)  włączenie próbne poszczególnych zespołów i całego urządzenia do zasilania,
7)  stopniowe zwiększanie napięcia do nominalnego,
8)  pomiary napięcia lub prądu w newralgicznych punktach.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

elementy do montażu,

−

lutownica, kalafonia, cyna.

4.10.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) zanalizować działanie układu z ćwiczenia 1 i 2 ?



2) ocenić poprawność schematu ideowego?



3)  dobrać przyrządy pomiarowe do sprawdzenia elementów przed montażem?
4)  dokonać kalibracji miernika?
5)  dobrać kondensator wzorcowy?



„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.11. Lokalizacja usterek w prostych układach elektronicznych

4.11.1. Materiał nauczania

Zanim określimy metody badań w celu lokalizacji uszkodzeń należy pamiętać, że każde

urządzenie  elektroniczne  jest  zasilane.  Najczęściej  jest  to  sieć  elektroenergetyczna.  Przy  tego
rodzaju  zasilaniu  należy  zwrócić  szczególną  uwagę  na  sprawy  BHP.  Do  zasilania  montowanych
urządzeń elektronicznych mogą być wykorzystane zewnętrzne źródła zasilania np. zasilacz, bateria
lub  w  skrajnym  przypadku  antena  TV,  która  ze  względu  na  swój  charakter  nie  podlega
bezpośrednio pod metody lokalizacji uszkodzeń.

Metody badań można podzielić na grupy. Kolejność odzwierciedla częstotliwość stosowania:

a) pomiar napięcia stałego lub przemiennego przy pomocy woltomierza (miernik AC, DC),
b) pomiar ciągłości obwodów przy pomocy omomierza (miernik cyfrowy) w stanie

beznapięciowym,

c) pomiar przepływu sygnałów lub jakości napięć zasilających (tętnienia) przy pomocy

oscyloskopu,

d) pomiar natężenia prądu płynącego w danym obwodzie (amperomierz) – miernik uniwersalny

AC,DC.
Mając na uwadze powyższe informacje należy zapoznać się ze schematem ideowym oraz

funkcjami poszczególnych bloków lub elementów.

Kolejną istotna czynnością jest odwzorowanie schematu na układzie rzeczywistym, czyli

przyporządkowanie  symboli  i  połączeń  do  rzeczywistych  ścieżek  i  elementów.  Badanie
kontrolowanego  układu  należy  rozpocząć  od  szczegółowych  oględzin,  w  celu  sprawdzenia  czy
brak  jest  zewnętrznych  objawów  uszkodzeń  postaci  zwęglenia,  zadymienia,  zmiany  kształtu,
koloru, itp.

W dalszej kolejności dokonujemy omomierzem (w stanie beznapięciowym) pomiaru ciągłości

bezpieczników lub rezystorów zabezpieczających (tzw. fuse – rezystorów). Jeżeli zabezpieczenia są
sprawne,  można  ostrożnie  podłączyć  zasilanie  i  wykonać  badania  opisane  w  punktach  a,  c,  d
rozpoczynając  od  miejsca,  w  którym  została  stwierdzona  nieprawidłowość  –  np.  dioda  LED  nie
świeci. Jeżeli natomiast bezpieczniki są uszkodzone to badamy ( w stanie beznapięciowym ) czy nie
występuje  zwarcie  w  obwodach  (  elementach).Tu  kolejność  jest  analogiczna  –  rozpocząć  od
miejsca stwierdzenia uszkodzenia.

Pomiarom podlegają diody, kondensatory, układy scalone (US najczęściej do masy) czy nie

mają  zwarć  (uszkodzonych  struktur  wewnętrznych).  Element  uszkodzony  należy  wymienić  na
sprawny  o  nie  mniejszych  parametrach  granicznych.  W  przypadku  oznaczenia  !  należy  stosować
części  oryginalne  o  identycznych  parametrach,  ponieważ  mają  one  bezpośredni  wpływ  na
bezpieczeństwo użytkownika.

Po wymianie należy sprawdzić:

a) dla kondensatora, diody Zenera, tranzystora i układu scalonego czy nie zostały przekroczone

napięcia znamionowe,

b) dla diod prostowniczych, tranzystorów i układów scalonych, czy obciążenie nie było

nadmierne (badanie zgrubne wykonać omomierzem, a szczegółowe amperomierzem).
Przedstawione sposoby lokalizacji uszkodzeń mają przedstawić ogólny pogląd na metodykę

badań i w pełni nie wyczerpują zagadnienia.

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Testowanie podzespołów elektronicznych

Oscyloskop wyposażono w funkcję testu biernych podzespołów elektronicznych.

Uruchomienie  tej  funkcji  następuje  po  ustawieniu  przełącznika (9)  w  pozycję  X-Y  (prawe  skrajne
położenie), przełączników (2) i (28) w pozycję GND, przełączników czułości: kanału A na zakres
2V/dz, kanału  B  na  zakres  5V/dz  oraz  wciśnięcie przycisku COMP.TEST (29). Podłączenie teraz
do  gniazda  COMP.TEST  (wprost  lub  poprzez  przewody  pomiarowe)  końcówek  badanych
elementów  powoduje  wyświetlenie  na  ekranie  ich  charakterystyk  napięciowo-prądowych.  Na
rysunku pokazano przykładowe charakterystyki różnych podzespołów.
UWAGA:  NA  WEJŚCIU  POMIAROWYM  BEZ  OBCIĄŻENIA  WYSTEPUJE  NAPIĘCIE
ZMIENNE  O  WARTOŚCI  SKUTECZNEJ

9V. PRĄD ZWARCIOWY WEJŚCIA WYNOSI

OKOŁO 2mA.

Rys.55. Charakterystyki podzespołów [12].

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.11.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonać oceny jakości montażu i poprawności działania zasilacza 2-12 V; 0,5 A.

Rys. 57.

Schemat ideowy zasilacza 2-12 V; 0,5 A.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  opracować plan czynności koniecznych przy ocenie jakości montażu i poprawności działania,
2)  ocenić jakość montażu i zanotować wyniki,
3)  sprawdzić działanie i zanotować wyniki.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

miernik uniwersalny.

4.11.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) zmierzyć parametry elementów przeznaczonych do montażu?



2) ocenić jakość wykonania połączeń lutowanych?



3) zlokalizować zimne lutowanie?



4) zlokalizować usterkę w układzie elektronicznym?



„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1.  Przeczytaj uważnie instrukcję.
2.  Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
3.  Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi.
4.  Test składa się z 22 pytań.
5.  Za każde poprawnie rozwiązane zadanie uzyskasz 1 punkt.
6.  Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi: A, B, C, D.
7.  Tylko jedna odpowiedź jest poprawna.
8.  Wybraną odpowiedz zakreśl kółkiem.
9.  Staraj się wyraźnie zaznaczać odpowiedzi. Jeżeli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź,

otocz ją kółkiem i zaznacz odpowiedź, którą uważasz za prawdziwą.

10. Przed wykonaniem każdego zadania przeczytaj bardzo uważnie polecenie.

Powodzenia!

Materiały dla ucznia:

−

instrukcja

−

zestaw zadań testowych

−

karta odpowiedzi

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Rozróżnia się następujące rodzaje lutowania:

a)  lutowanie miękkie, lutowanie twarde,
b)  lutowanie elementów SMD,
c)  świetlne, laserowe,
d)  płomieniowe, kąpielowe, piecowe.

2. Prawidłowa temperatura lutowania to taka:

a)  przy której spoiwo topi się, lecz nie pokrywa nalotem (matowieje),
b)  temperatura podana w instrukcji lutownicy,
c)  najwyższa temperatura grota,
d)  przy której topi się spoiwo.

3. Charakterystyka wyjściowa tranzystora to zależność:

a) I

= f( U

b) I

= f( U

c) I

= f( U

d) I

= f(I

4. Charakterystyki statyczne tranzystora w układzie WB to:

a)  wykres prądu kolektora w funkcji napięcia stałego między kolektorem i bazą,
b)  wykres prądu bazy w funkcji napięcia baza – emiter,
c)  wykres prądu kolektora w funkcji napięcia kolektor – emiter,
d)  wykres prądu kolektora w funkcji prądu bazy.

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. Charakterystyka robocza tranzystora to wykres:

a)  przedstawiający charakterystyki z uwzględnieniem oporu obciążenia,
b)  charakterystyk przejściowych,
c)  charakterystyk wyjściowych,
d)  charakterystyk zwrotnych.

6. Podsawki pod układy scalone stosuje się w celu:

a)  szybkiej wymiany elementów,
b)  z uwagi na cenę elementów umieszczanych w podsawkach,
c)  z uwagi na wymagania normy,
d)  z uwagi na łatwiejszy montaż.

7. Aparat lutowniczy stosujemy w celu :

a)  w celu właściwego doboru temperatury do rodzaju lutowania,
b)  z uwagi na wygodniejszy montaż,
c)  bezpiecznego lutowania,
d)  dostosowania się do wymogów unijnych.

8. Do najistotniejszych parametrów aparatu lutowniczego należy:

a)  zakres regulacji temperatury,
b)  oszczędność energii,
c)  możliwość regulacji potencjometrycznej,
d)  wąż odsysacza.

9. Temperaturę pracy agregatu lutowniczego należy dobierać w zależności od:

a)  rodzaju lutowania i grubości lutu,
b)  potrzeb,
c)  rodzaju lutowanych elementów,
d)  możliwości regulacji.

10. Montaż powierzchniowy to:

a)  łączenie elementów na powierzchni płytki,
b)  łączenie elementów za pomocą przewodów,
c)  osadzanie elementów w podstawkach,
d)  montowanie elementów po jednej stronie płytki.

11. Rezystancja termistora:

a)  rośnie ze wzrostem temperatury,
b)  maleje ze wzrostem temperatury,
c)  nie zmienia się,
d)  temperatura nie ma wpływu na wartość rezystancji.

12. Prostowanie przebiegów elektrycznych to proces, w wyniku którego:

a)  wejściowy przebieg dodatni i ujemny zostaje przekształcony w przebieg jednego znaku,
b)  wejściowy przebieg pozostaje na wyjściu bez zmian,
c)  wejściowy przebieg jest na wyjściu odwrócony,
d)  wejściowy przebieg na wyjściu jest wartością stałą.

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13. Współczynnik tętnień prostownika to:

a) stosunek wartości skutecznej składowej zmiennej napięcia na wyjściu prostownika do

wartości stałej,

b)  stosunek wartości średniej do wartości stałej
c)  stosunek wartości szczytowej do wartości stałej
d)  stosunek wartości międzyszczytowej do wartości stałej.

14. Sprawność prostownika, to:

a)  skuteczność układu prostownika przy zmianie napięcia zmiennego na napięcie stałe,
b)  stosunek mocy wejściowej do mocy wyjściowej,
c)  stosunek napięcia wyjściowego do wejściowego,
d)  stosunek prądu wyjściowego do wejściowego.

15. Elementy do montażu powierzchniowego charakteryzują się:

a)  brakiem wyprowadzeń,
b)  mają specjalnie przygotowane końcówki,
c)  mają tylko specjalne oznaczenia,
d)  są takie same jak inne elementy.

16. Zadaniem filtru umieszczonego na wyjściu układu prostowniczego, jest:

a)  zmniejszenie tętnień w napięciu wyprostowanym,
b)  stabilizacja prądu na wyjściu prostownika,
c)  stabilizacja napięcia na wyjściu prostownika,
d)  stabilizacja mocy na odbiorniku.

17. Wzmocnienie napięciowe, to:

a)  stosunek wartości średniej napięcia na wyjściu do wartości średniej na wejściu,
b)  stosunek wartości skutecznej napięcia na wyjściu do napięcia na wejściu,
c)  stosunek wartości chwilowej napięcia na wyjściu do napięcia na wejściu,
d)  wszystkie odpowiedzi.

18. Połączenia między elementami półprzewodnikowymi na płytce drukowanej powinny być:

a)  jak najkrótsze,
b)  wykonane specjalnym przewodem,
c)  znormalizowane,
d)  nie ma znaczenia.

19. Zasadą montażu elementów półprzewodnikowych jest:

a)  szybkie lutowanie,
b)  lutowanie skuteczne,
c)  lutowanie lutownicą nagrzaną do wysokiej temperatury,
d)  rodzaj lutowania nie ma wpływu.

20. Jakość powierzchni płytki drukowanej:

a)  ma wpływ na jakość połączeń,
b)  nie ma wpływu,
c)  zależy od rodzaju montażu,
d)  zależy od rodzaju lutowania.

„Projekt wspó

łfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko..........................................................................................

Montaż elementów i podzespołów elektronicznych oraz telekomunikacyjnych
725[02].Z1.01

Zakreśl poprawną odpowiedź

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem: