Gnd что это плюс или минус: GND — что это такое на схеме? (или на материнской плате)

Содержание

GND — что это такое на схеме? (или на материнской плате)

Провод GND на материнской плате/схеме означает земля (масса, минус). Стандартный цвет — черный, белый. Варианты цвета провода питания — красный, синий, зеленый, оранжевый, желтый.

Пример — обозначение черного провода маркировкой GND на разьеме подключения USB к материнской плате:

РЕКЛАМА

GND на материнской плате/схеме — важная информация

  1. GND (GROUND, перевод — земля) — точка нулевого потенциала микросхемы.
  2. VEE (Voltage Emitter Emitter, перевод — напряжение эмиттер) — минус питания относительно GND.
  3. VCC (Voltage Collector Collector, перевод — коллектор напряжения) — плюс питания относительно GND.

Стоит учитывать также:

  1. GND (DGND, GNDD) — обозначения цифровой земли.
  2. AGND (GNDA) — обозначения аналоговой земли.

Важный комментарий по поводу обозначений:

РЕКЛАМА

Простыми словами. Я подключал в компьютерном корпусе дополнительный вентилятор. Ноль вентилятора, черный провод — подключал к проводу молекс-разьема блока питания, который также имеет черный цвет (важно — это и есть GND). Питание на вентиляторе был желтым — его подключал к желтому проводу питания молекса. На молексе главное нужно понимать:

  1. Желтый + черный = 12 вольт.
  2. Красный + черный = 5 вольт.

Еще по поводу молекса. Возможно так задумано, но кажется для подключения нужно использовать провода, которые идут рядышком. Например желтый и черный (12 вольт), красный и черный (5 вольт) — они идут рядом. Два черных провода GND возможно специально предназначены для двух видов подключения.

Под молекс разьемом подразумеваю данный тип коннектора (к нему подключаются жесткие диски например):

РЕКЛАМА

Также на плате/коннекторах можете заметить маркировку POWER — означает питание (плюс).

Подключая устройства, например переднюю панель ПК к материнке — будьте очень аккуратны, читайте инструкцию к материнской плате, чтобы не спалить например порты USB. Также смотрите на коннекторы и гнезда — иногда их конструкция исключает неправильное подключение. На заметку — кнопки компьютера, например включение, перезагрузка — неважно как подключить, дело в том, что здесь главное — замыкание. Неважно где плюс/минус, важно — замыкание контактов на секунду, что и делает кнопка, что и приводит к включению/выключению/перезагрузки компа.

Главное — правильно соблюдайте полярность, перед подключением не ленитесь сто раз проверить, чтобы быть уверенными. Ведь короткое замыкание — почти всегда ведет к неисправности..

Надеюсь информация кому-то пригодилась. Удачи и добра!

На главную! 09.06.2019

РЕКЛАМА

Сокращенные обозначения на разъемах автомагнитол

04.09.2012 Такой не простой авто-звук  

В статье приведена расшифровка обозначений разъемов автомагнитол, это может помочь Вам при самостоятельной установке оборудования в автомобиль:

Разъём питания:

1 — B+ или BAT или K30 или Bup+ или B/Up или B-UP илиMEM +12 = Питание от батареи.

2 — GND или GROUND или K31 или просто Указан минус =Общий провод (Масса).

3 — A+ или ACC или KL 15 или S-K или S-kont или SAFE илиSWA

 = Питание подаётся с замка зажигания.

4 — N/C или n/c или N/A = Нет контакта. (Физически вывод имеется но никуда не подключен).

5 — ILL или LAMP или Обозначение солнышка или 15b или Lume или iLLUM или K1.58b = Подсветка панели. На контакт подаётся +12 вольт при включении габаритных огней. На некоторых магнитолах есть два провода, -iLL+ и iLL- Минусовой провод гальванически отвязан от массы.

6 — Ant или ANT+ или AutoAnt или P.ANT = После включения магнитолы с этого контакта подаётся питание +12 вольт на управление выдвижной антенной (Mercedes) или на активную для других (не всегда).

7 — MUTE или Mut или mu или Изображение перечеркнутого динамика или 

TEL или TEL MUTE = Вход приглушения звука при приеме звонка телефона.

8 — GALA или GAL = Вход датчика скорости. Автоматическая регулировка уровня звука(увеличение) при увеличении скорости автомобиля (более современное применяется а магнитолах PIONEER DEH 945R функция компрессии звука, магнитола имеет измерительный микрофон).
Разъём акустики:
1 — R = Динамик правый.
2 — L = Динамик левый.
3 — FR+, FR- или RF+, RF- = Динамик передний — правый (Соответственно плюс или минус).
4 — FL+, FL- или LF+, LF- = Динамик передний — левый (Соответственно плюс или минус).
5 — RR+, RR- = Динамик задний — правый (Соответственно плюс или минус).
6 — LR+, LR- или 

RL+, RL- = Динамик задний — левый (Соответственно плюс или минус).
7 — GND SP = Общий провод динамиков.
Другие контакты:
1 — Amp = Контакт управления включением питания внешнего усилителя
2 — DATA IN = Вход данных
3 — DATA OUT = Выход данных
4 — Line Out = Линейный выход
5 — CL = ???
6 — REM или REMOTE CONTROL = Управляющее напряжение (Сабвуфер, Усилитель)
7 — ACP+, ACP- = Линии шины (Ford)
8 — CAN-L = Линия шины CAN
9 — CAN-H = Линия шины CAN
10-K-BUS = Двунаправленная последовательная шина (К-line)
11-SHIELD = Подключение оплётки экранированного провода.
12-AUDIO COM или R COM, L COM = Общий провод (земля) входа или выхода предварительных усилителей
13-ATX+ = ???
14-ATX-MUT = ???
15-CD-IN L+, CD-IN L-, CD-IN R+, CD-IN R- = Симметричные линейные входы аудио сигнала с ченжера
16-SW+B = Переключение питания +B батареи.
17-NAVI = ???
18-SEC IN = Второй вход
19-DIMMER = Изменение яркости дисплея
20-ALARM = Подключение контактов сигнализации для выполнения магнитолой функций охраны автомобиля (магнитолы PIONEER)
21-ASC IN и ASC OUT = ???
22-SDA, SCL, MRQ = Шины обмена с дисплеем автомобиля.
23-SDV или SDVC = ???
24-SWC = ???
25-LINE OUT, LINE IN = Линейный выход и вход, соответственно.
26-TIS = ???
27-D2B+, D2B- = Оптическая линия связи аудиосистемы

А вот по этой ссылке лежит архив, в архиве ехе (шник), запускаете и откроются распиновки магнитол различных производителей, в том числе идущих с завода штатно:  https://disk.yandex.ru/public/?hash=rfxZb/RGhG08ztNABX5qOs5nxAthyHllVg3ukidE57s%3D

Распиновка USB по цветам — 3 вида интерфейса, распайка и схемы

Разъем USB в ходу еще с 1997 года. Тогда его устанавливали в компьютерные материнки. Теперь же он получил повсеместную реализацию: его используют в смартфонах и плеерах, принтерах и куче других устройств. Выходят все новые и более совершенные версии USB. Статья расскажет, чем они отличаются друг от друга, а также об особенностях их распиновки.

Виды USB-разъемов

Прежде, чем перейти к рассказу о распиновке USB по цветам, сначала следует разобраться с видами такого интерфейса. Во-первых, они отличаются размерами. Сейчас в ходу стандартный, например, для компьютера, и микро — стоит в мобильниках и периферийных устройствах. Мини тоже встречается, однако такой вид разъема уже устаревает.
Также USB делят на 2 типа:

  • А — подключается в гнездо «маму» на компьютере или хабе;
  • Б — подсоединяется к гнезду «папе» — на периферийном устройстве.

А теперь давайте поговорим о видах и их отличиях.

1. v1 — модифицированный вариант версии 1.0, использование которой решили прекратить из-за многочисленных ошибок в протоколе передачи данных. У него был низкий показатель пропускной способности в сравнении с современными представителями.

Основные параметры:

  • Два режима, различающиеся быстротой, с которой передается информация: 12 и 1,5 Мб/с.
  • Шнур длиной максимум в три метра — для медленного инфообмена, и 5 метров — для быстрого.
  • Напряжение шины — 5В (номинал), что позволило использовать штекеры для зарядки смартфонов, а допустимая нагрузка подсоединяемых к разъему девайсов составляет 0,5 А.

2. USB 2.0, как у ADATA UV250 32GB — стандарт, который превосходит предыдущую версию по быстроте, обеспечивая максимальный показатель в 480 Мб/с.

3. ЮСБ 3.0, как в док-станции ThinkPad. Был разработан с целью решения проблем, связанных с медлительностью. Согласно спецификации, он способен обеспечить скорость в 5 Гб/с, номинальный ток увеличен до 0,9А. Штекеры и гнезда 3 версии маркированы синим, благодаря чему визуально отличить их от ранних модификаций довольно просто. Также выпускаются модели  еще быстрее — 3.1.

Читайте также: Рейтинг мониторов для дизайнеров и фотографов — 10 моделей для работы с фото

Распиновка USB по цветам

Распиновка обозначается определенными цветами — это общепринятые стандарты, которые упрощают задачи, связанные с ремонтом. Да и в целом цветовая схема упрощает понимание того, какой кабель за что отвечает.
У первой и второй версии USB интерфейса обозначения и расположение идентичны. Поколение III имеет отличия, связанные с конструктивными и скоростными особенностями. Подробнее — в нижеследующих разделах.

Узнайте: Как открыть порты на роутере: инструкция и 3 способа решения возможных проблем

Распайка USB 2.0

Нижеследующая таблица схематично поясняет, как выглядит цветовая распайка портов этого поколения.

Стоит отметить, что у типов А и В одинаковые схемы. Разница лишь в том, что в А расположение линейное, тогда как В отличается расположением сверху и снизу, как в таблице:

Интересно: Как подключить видеокарту к компьютеру: инструкция для чайников в 3 разделах

USB 3.0

В 3й ветви (этот кабель AM/Type-C принадлежит к такому) коннекторов 9, иногда 10. Все зависит от наличия или отсутствия экранирующей оплетки. Естественно, увеличилось и число контактов, но размещены они в шахматном порядке. Это нужно для совместимости с более старыми версиями.

Смотрите также: 10 лучших облачных сервисов хранения информации

Распиновка micro/mini USB

Уменьшенные порты — пятиконтактные. Микро — стандарт для большинства гаджетов. Они отличаются миниатюрными габаритами, мини — как уже говорилось выше, устаревает. Оба варианта имеют одинаковую распиновку, которая представлена в таблице ниже.

На заметку. Обозначение таких портов выглядит следующим образом: «мама» — micro-AF(BF), а «папа» — micro-АМ(ВМ).


Дополнительный коннектор для экранирования встречается не везде, и потому не имеет номера.

Примечание: контакт №4 в В типе не задействуют.

Полезно: Как можно соединить системный блок и телевизор — 6 вариантов подключения

Вывод и советы

Цветовая схема распайки позволяет решать задачи, которые связаны с ремонтом, быстрее, поскольку дает возможность быстро понять, какой провод за что отвечает. Она также позволяет на глаз определить, что перед пользователем: 2.0 или 3.0. Поскольку у более новых видов интерфейса растет и пропускная способность, стоит отдавать предпочтение именно им: стоят такие кабели не намного дороже, чем те, где разъем принадлежит к старшему поколению. К тому же, конфликта между поколениями нет: более скоростные модели работают с более медленными. Но стоит учитывать, что при подключении смартфона на 3.0 к компьютеру, в котором стоит 2.0, инфо будет передаваться с быстротой, присущей старой версии.
 

Что такое земля в электронных схемах?

Когда вы начинаете изучать схемы, вы непременно спросите: «Что такое земля?» в тот или иной момент. Вы действительно собираетесь подключить свою цепь к земле ??

Во-первых: заземление в электронике отличается от заземления в розетках (хотя они иногда подключаются).

Заземление в электронике

Недавно я получил письмо от читателя:

«Символ заземления продолжает появляться в разных точках цепи, и я не мог понять, почему для заземления было выбрано то или иное место.Что такое земля? »

Заземление кое-что означает просто соединение с землей.

А в электронике земля — это просто имя, которое мы даем определенной точке в цепи.

Например, в цепи с одной батареей (с положительной и отрицательной клеммами) мы обычно называем отрицательную клемму заземлением.

А для упрощения рисования схемы мы используем символ.

Символ земли

Таким образом, вместо того, чтобы рисовать линии ко всем местам, которые должны быть соединены с минусом, вы вместо этого помещаете туда символ земли.Это делает принципиальную схему намного чище при большом количестве выводов на минус.

Пример схемы с использованием символов заземления

Протекание тока при отображении символа заземления

Чтобы увидеть, как протекает ток на принципиальной схеме с символами заземления, просто соедините все точки с символами заземления. Это то, что вы делаете, когда строите схему.

Схема с использованием обозначений заземления Та же схема без обозначений заземления

Цепи с положительным, отрицательным и заземлением

На некоторых принципиальных схемах вы найдете соединение с положительной клеммой, отрицательной клеммой и клеммой заземления.

Это обычное дело, например, в схемах усилителя:

Итак, как это работает?

В этом сценарии земля является средней точкой между положительной и отрицательной клеммами. Вы можете создать эти три точки напряжения, например, подключив два источника питания последовательно:

Земля при использовании двойного источника питания

Поскольку клемма заземления находится посередине между + 9 В и -9 В, это нормально называть ее нулевым вольт (0 В).

Щелкните здесь, чтобы узнать, что такое отрицательное напряжение.

Что такое заземление в розетках?

Иногда, однако, заземление относится к фактическому соединению с землей. Это тот случай, когда мы говорим о разводке розеток в вашем доме. В этом случае заземление — это фактическое соединение с землей за пределами вашего дома.

Это соединение предназначено для безопасности и часто подключается к корпусу устройства. Идея состоит в том, что если возникает проблема, когда провод под напряжением контактирует с шасси, ток направляется на землю, а не через ваше тело, если вы касаетесь шасси.

В некоторых случаях, например, в усилителях звука, часто заземление сигнала также подключается к шасси и, следовательно, к земле тоже.

Вопросы? Дайте мне услышать их в комментариях ниже!

«Отрицательное» питание 48 В: что, почему и как

Определение конфигурации

Телекоммуникационные и беспроводные сети обычно работают от источника постоянного тока 48 В. Но в отличие от традиционных 12- и 24-вольтовых систем, у которых минус (-) сторона батареи подключена к земле (т.е.е. называемые системами отрицательного заземления), в телекоммуникационных батареях положительная (+) сторона батареи подключена к земле, это называется системой положительного заземления, также обозначаемой как «отрицательное 48 вольт». В этой конфигурации минусовая сторона батареи становится «горячим» проводником, а + больше не является горячим, а имеет нулевой потенциал, поскольку он подключен к земле и называется «общим» или «обратным» проводом. Несмотря на свою сложность и склонность к путанице, описанную ниже, «отрицательное» напряжение 48 В является обычным выбором в источниках питания постоянного тока для беспроводных сетей.

История

Почему положительная сторона цепи постоянного тока соединена с землей в телекоммуникационных приложениях, а отрицательная сторона заземления используется в автомобильных и других промышленных системах постоянного тока?

Раньше, когда разрабатывалось телефонное оборудование, было выбрано напряжение 48, поскольку оно считалось безопасным «низким напряжением» и уменьшало требования к силе тока для оборудования, питаемого от этого напряжения. Это позволило использовать провода меньшего сечения, но при этом обеспечить передачу энергии по длинным проводам с минимальным падением напряжения в процентах от рабочего напряжения.Ранние телефонные системы были сконфигурированы как отрицательное заземление, однако приводили к коррозии проводов, вызванной электролизом, когда + провода подвергались воздействию влаги (вы можете увидеть доказательства этого состояния на автомобильном аккумуляторе, где коррозия со временем нарастает на + конечный пост). Чтобы исправить это проблемное состояние, системы были заменены на положительное заземление, а деструктивная гальваническая коррозия была устранена с помощью катодной защиты, обеспечиваемой заземлением плюсовой стороны цепи.

Меры предосторожности

Эта конфигурация положительного заземления не вызывает изменения полярности, плюс (+) остается плюсом и несет положительный заряд по отношению к отрицательной (-) клемме или минусу. Многие короткие замыкания возникали, когда установщики предполагали, что при переключении на положительное заземление в результате изменяется полярность, а это не так! Независимо от заземления, подключение (+) плюса к (-) минусу все равно приведет либо к короткому замыканию, либо к обратной полярности оборудования.

Еще один фактор, который может вызвать путаницу (и, возможно, искры), — это использование красных и черных проводов. В системах с отрицательным заземлением красный цвет обычно понимается как горячий, а в положительном заземлении этот «красный провод» больше не горячий, но по-прежнему остается положительным. Итак, вы можете представить себе установщика, стоящего там с черным проводом в одной руке и красным проводом в другой, смотрящего на входные клеммы на «отрицательном 48-вольтовом» передатчике, помеченные «HOT» и «RTN», и спрашивающего себя: «Что происходит? куда?» Ответ: черный к плюсу и красный к минусу, что немного противоречит интуиции.Таким образом, мы рекомендуем использовать общий цвет как для проводов, так и для проводов, помеченных с указанием полярности.

Еще одно предостережение относительно системной интеграции, в которой используется оборудование с положительным и отрицательным заземлением. Между этими операционными системами должна поддерживаться изоляция заземления, чтобы предотвратить короткие замыкания и проблемы совместимости оборудования. Кроме того, существует проблема непрерывности между заземлением шасси и заземлением системы; они могут быть общими или изолированными (называемыми плавающим заземлением).

Помощь в применении

Newmar предлагает системы питания с положительной и отрицательной конфигурациями заземления.Наш технический персонал хорошо разбирается в этих приложениях и может дать рекомендации по настройке и подключению. Пожалуйста, проконсультируйтесь с нами, если у вас возникнут какие-либо вопросы о конфигурации системы. Мы всегда готовы помочь!

Запросить дополнительную информацию

Земля — ​​плюс или минус? — Кухня

Земля в цепи батареи постоянного тока — это отрицательная точка (-). — батареи является наиболее отрицательным, потому что там будет больше электронов, которые, как вы сказали, текут к положительному выводу, чтобы уравнять количество электронов в обеих точках.

Заземление положительное или отрицательное?

В хорошую погоду земля обычно заряжается отрицательно. Положительный заряд находится в воздухе между землей и ионосферой (обычно этот заряд находится на втором электроде в типичном конденсаторе).

Одинаково ли заземление и минус?

Земля — ​​это просто общий опорный уровень заряда в цепи. Он часто бывает наиболее отрицательным, чем другие уровни заряда, и поэтому часто подключается к отрицательной клемме аккумулятора, но это не обязательно так.

Земля на Arduino положительна или отрицательна?

Один из его выводов длиннее другого: это положительный вывод, который идет к вашему 5-вольтовому соединению. Более короткий провод, отрицательный вывод, идет на землю (Gnd). Когда вы включаете светодиод в цепь, вам необходимо последовательно подключить к нему резистор, чтобы ограничить ток, протекающий через светодиод.

Почему заземление отрицательное?

Причина подключения отрицательного кабеля к заземлению, а не к отрицательной клемме разряженной батареи, состоит в том, чтобы свести к минимуму вероятность искры рядом с батареей, где могут быть потенциально взрывоопасные газы.

Означает ли GND отрицательный результат?

Для источников питания иногда одна из шин питания называется землей (сокращенно «GND») — положительное и отрицательное напряжения относятся к земле. В цифровой электронике отрицательные напряжения присутствуют редко, а земля почти всегда является самым отрицательным уровнем напряжения.

Есть отрицательное заземление на автомобильном аккумуляторе?

Найдите отрицательную клемму на автомобильном аккумуляторе, и если она прикреплена к кузову автомобиля, то это отрицательная масса.Батарея должна иметь отрицательный полюс на отрицательном полюсе (обычно к нему идет черный кабель) и + на положительном полюсе (обычно красный кабель).

Земля черный или красный?

Красный провод — это источник питания, а черный провод — провод заземления. Если вы найдете источник питания, вы можете использовать его для проверки черного или красного провода.

Отрицательный провод — это провод заземления?

Твердая масса земли под нашими ногами имеет отрицательный электрический заряд, что означает, что к ней естественным образом притягиваются положительные электрические заряды.Заземляющий провод помогает этим положительным зарядам добраться до земли безопасным, прямым и контролируемым способом, где они могут быть разряжены без риска поражения электрическим током или возгорания.

В чем разница между землей и нейтралью?

Определения. Земля или земля в системе электропроводки сети (переменного тока) — это проводник, который обеспечивает путь к земле с низким импедансом для предотвращения появления опасного напряжения на оборудовании (скачки высокого напряжения). Нейтраль — это проводник цепи, который обычно замыкает цепь обратно к источнику.

Как узнать, положительный или отрицательный резистор?

Когда через резистор протекает ток, вывод, через который ток поступает в резистор, считается положительным выводом. А другой, через который ток выходит из резистора, будет тогда отрицательной клеммой.

Какая сторона светодиода положительная?

Для работы светодиода его необходимо подключить к источнику напряжения правильной стороной. Сторона подачи напряжения диода является положительной (+) стороной, она называется анодом.Отрицательная сторона называется катодом.

Как узнать, положительная или отрицательная сила?

Если мощность выходит положительной, то компонент представляет собой нагрузку, потребляющую электрическую энергию и преобразующую ее в какой-либо другой вид энергии. Если мощность выходит отрицательной, компонент является источником, преобразующим какую-либо другую форму энергии в электрическую.

Что означает отрицательное заземление?

В системе отрицательного заземления черный провод заземлен на шасси автомобиля, а положительный провод насоса идет к положительной стороне аккумулятора.

Что произойдет, если подключить минус к минусу?

Внимание: не подключайте отрицательный кабель к отрицательной клемме разряженного аккумулятора при вскрытии автомобильного аккумулятора! Эта распространенная ошибка может привести к воспламенению газообразного водорода прямо над батареей. Взрыв аккумулятора может привести к серьезным травмам.

Есть ли у земли нулевой потенциал?

Поскольку существует градиент потенциала между отрицательными зарядами на Земле и положительными зарядами в атмосфере, из атмосферы к поверхности земли может течь ток, который нейтрализует отрицательные заряды на Земле.Таким образом, потенциал, связанный с землей, принимается равным нулю.

Как использовать макетную плату

Убедитесь, что в вашем браузере включен JavaScript. Если вы оставите отключенным JavaScript, вы получите доступ только к части предоставляемого нами контента. Вот как.

Во многих проектах в области электроники используется так называемая макетная плата . Что такое макетная плата и как ее использовать? Это обучающее видео даст вам базовое представление о макетных платах и ​​объяснит, как их использовать в проектах по электронике для начинающих; вы также можете прочитать более подробную информацию и увидеть больше примеров в текстовых разделах.

Подробнее о макетных платах


Введение

Что такое макетная плата?

Макетная плата — это прямоугольная пластиковая плата с кучей крошечных отверстий.Эти отверстия позволяют легко вставлять электронные компоненты в прототип (что означает создание и тестирование ранней версии) электронной схемы, такой как эта, с батареей, переключателем, резистором и светодиодом (светоизлучающим диодом). Чтобы узнать больше об отдельных электронных компонентах, см. Наши Электроника Праймер.

Соединения непостоянны, поэтому легко удалить компонент, если вы допустили ошибку, или просто начнете заново и выполните новый проект.Благодаря этому макетные платы отлично подходят для новичков, которые плохо знакомы с электроникой. Вы можете использовать макеты для создания всевозможных забавных проектов в области электроники, от различных типов роботов или электронной ударной установки до электронного датчика дождя, который помогает экономить воду в саду, и это лишь некоторые из них.

Откуда взялось название «макетная плата»?

Вам может быть интересно, какое отношение все это имеет к хлебу. Термин «макетная плата » «» появился на заре развития электроники, когда люди буквально забивали гвозди или шурупы в деревянные доски, на которых они резали хлеб, чтобы соединить свои схемы.К счастью, поскольку вы, вероятно, не хотите портить все свои разделочные доски ради проекта электроники, сегодня есть варианты получше.

Есть разные макеты?

Современные макеты изготавливаются из пластика и бывают всех форм, размеров и даже разных цветов. Хотя доступны большие и меньшие размеры, наиболее распространенными размерами, которые вы, вероятно, увидите, являются «полноразмерные», «половинные» и «мини» макеты. Большинство макетов также имеют выступы и выемки по бокам, которые позволяют соединять несколько плат вместе.Однако одной макетной платы половинного размера достаточно для многих проектов начального уровня.

Что такое «беспаечный» макет?

Технически эти макеты называются беспаечными макетами , потому что они не требуют пайки для соединения. Пайка (произносится SAW-der-ing) — это метод, при котором электронные компоненты соединяются вместе путем плавления металла особого типа, называемого припоем . Электронные компоненты могут быть спаяны вместе, но чаще они припаяны к печатным платам (PCB).Печатные платы — это то, что вы увидите, если снимете крышку со многих электронных устройств, таких как компьютер или мобильный телефон. Часто инженеры используют макетные платы без пайки для создания прототипа и тестирования схемы перед построением окончательной постоянной конструкции на печатной плате. На этом изображении показана одна и та же схема (батарея, переключатель, резистор и светодиод), построенная тремя разными способами: на макетной плате без пайки (слева), с компонентами, спаянными вместе (в центре), и на печатной плате (справа):

Пайка — отличный метод для изучения, если вы интересуетесь электроникой, но соединения гораздо более постоянны, и для начала требуется покупка некоторых инструментов.Остальная часть этого руководства будет посвящена беспаечным макетам, но вы можете прочитать наши руководство по пайке чтобы узнать больше о пайке.

Какие электронные компоненты совместимы с макетными платами?

Итак, как электронные компоненты помещаются в макетную плату? Многие электронные компоненты имеют длинные металлические ножки, которые называются проводами (произносится как «светодиоды»). Иногда более короткие металлические ножки обозначаются как штифты . Почти все компоненты с выводами будут работать с макетной платой (чтобы узнать больше об этих компонентах и ​​о том, какие типы работают с макетной платой, см. Расширенный раздел).

Макетные платы

разработаны таким образом, что вы можете вставлять эти выводы в отверстия. Они будут удерживаться на месте достаточно плотно, чтобы не выпадать (даже если вы перевернули макетную плату), но достаточно легко, чтобы вы могли легко потянуть их и снять.

Нужны ли мне инструменты для использования макета?

Для использования макетной платы без пайки не требуется никаких специальных инструментов. Однако многие электронные компоненты очень крошечные, и вам может быть сложно с ними обращаться.С помощью миниатюрных плоскогубцев или пинцета легче извлекать мелкие детали.

Что внутри макета?

Выводы могут поместиться в макетную плату, потому что внутри макета состоит из рядов крошечных металлических зажимов. Так выглядят зажимы, снятые с макета.

Когда вы вставляете вывод компонента в отверстие на макете, один из этих зажимов захватывает его.

Некоторые макеты на самом деле сделаны из прозрачного пластика, поэтому вы можете видеть зажимы внутри.

Большинство макетных плат имеют защитный слой, предотвращающий выпадение металлических зажимов. Основа обычно представляет собой слой липкой двусторонней ленты, покрытой защитным слоем бумаги. Если вы хотите навсегда «приклеить» макет к чему-то (например, к роботу), вам просто нужно снять слой бумаги, чтобы обнажить липкую ленту под ним.На этом изображении у макетной платы справа полностью удалена задняя часть (так что вы можете видеть все металлические зажимы). У макетной платы слева все еще есть липкая подложка, а один угол бумажного слоя оторван.

Макетные метки: строки, столбцы и шины

Что означают буквы и цифры на макете?

На большинстве макетов написано несколько цифр, букв, а также знаков «плюс» и «минус». Что все это значит? Хотя их внешний вид может отличаться от макета к макету, общее назначение всегда одно и то же.Эти метки помогут вам найти определенные отверстия на макетной плате, чтобы вы могли следовать указаниям при построении схемы. Если вы когда-либо использовали программу для работы с электронными таблицами, такую ​​как Microsoft Excel® или Google Sheets ™, концепция будет точно такой же. Номера строк и буквы столбцов помогают определить отдельные дыры в макете, как ячейки в электронной таблице. Например, все выделенные отверстия находятся в «столбце C».

Все выделенные отверстия находятся в «строке 12″.»

«Отверстие C12» — это место, где столбец C пересекает строку 12.

Что означают цветные линии и знаки плюс и минус?

А как насчет длинных полос на стороне макета, выделенных здесь желтым цветом?

Эти полосы обычно обозначаются красными и синими (или красными и черными) линиями со знаками плюс (+) и минус (-) соответственно. Они называются шинами , также называемыми рельсами , и обычно используются для подачи электроэнергии в вашу схему, когда вы подключаете их к аккумуляторной батарее или другому внешнему источнику питания.Вы можете услышать, что автобусы имеют разные названия; например, шина питания , положительная шина и шина напряжения все относятся к шине рядом с красной линией со знаком плюс (+). Аналогично, отрицательная шина и заземляющая шина относятся к одной рядом с синей (или черной) линией со знаком минус (-). Это сбивает с толку? Используйте эту таблицу, чтобы запомнить — есть разные способы обозначения автобусов, но все они означают одно и то же. Не беспокойтесь, если вы увидите, что они упоминаются разными именами в разных местах (например, в разных проектах Science Buddies или в других местах в Интернете).Иногда вы можете услышать «силовые шины» (или рельсы), используемые для обозначения и автобусов (или рельсов) вместе, а не только положительного.

Положительный Отрицательный
Питание Заземление
Знак плюс (+) Знак минус (-)
Красный Синий Черный

Обратите внимание, что между положительной и отрицательной шинами нет физической разницы, и их использование не является обязательным.Этикетки просто упрощают организацию вашей схемы, подобно цветовой кодировке ваших проводов.

Как соединяются отверстия?

Помните, что внутренняя часть макета состоит из пяти металлических зажимов. Это означает, что каждый набор из пяти отверстий, образующих полустрочку (столбцы A – E или столбцы F – J), электрически соединены. Например, это означает, что отверстие A1 электрически соединено с отверстиями B1, C1, D1 и E1. Это , а не , подключенный к отверстию A2, потому что это отверстие находится в другом ряду с отдельным набором металлических зажимов.Это также , а не , подключенный к отверстиям F1, G1, h2, I1 или J1, потому что они находятся на другой «половине» макета — зажимы не подключаются через зазор посередине (чтобы узнать о зазоре посередине макета см. раздел «Дополнительно»). В отличие от всех основных рядов макета, которые соединены в наборы из пяти отверстий, шины обычно проходят по всей длине макета (но есть некоторые исключения). На этом изображении показано, какие отверстия электрически соединены в типичной макетной плате половинного размера, выделенные желтыми линиями.

Автобусы на противоположных сторонах макета не соединены друг с другом. Обычно, чтобы питание и земля были доступны с обеих сторон макета, вы должны соединять шины с помощью перемычек, как это. Убедитесь, что вы подключили положительный полюс к положительному, а отрицательный — к отрицательному (см. Раздел о шинах, если вам нужно напоминание о том, какой цвет какой).

Все макеты имеют одинаковую маркировку?

Обратите внимание, что точные конфигурации могут отличаться от макета к макету.Например, на некоторых макетных платах этикетки напечатаны в «альбомной» ориентации вместо «портретной». На некоторых макетных платах шины разорваны пополам по длине макета (полезно, если вам нужно подать в схему два разных уровня напряжения). Большинство «мини» макетов вообще не имеют шин или этикеток.

Могут быть небольшие различия в маркировке автобусов от макета к макету. На некоторых макетных платах есть только цветные линии и нет знаков плюса (+) или минуса (-).Некоторые макеты имеют положительные шины слева и отрицательные шины справа, а на других макетах это наоборот. Независимо от того, как они обозначены и их левое / правое положение, функции автобусов остаются прежними.

Использование макета

Что такое макетная схема?

Макетная плата — это компьютерный чертеж схемы на макетной плате. В отличие от принципиальной схемы или схемы (в которых используются символы для представления электронных компонентов; см. Раздел «Расширенный», чтобы узнать больше), макетные схемы позволяют новичкам легко следовать инструкциям по созданию схемы, поскольку они спроектированы так, чтобы выглядеть так: настоящая вещь.«Например, эта диаграмма (сделанная с помощью бесплатной программы под названием Fritzing) показывает базовую схему с батарейным блоком, светодиодом, резистором и кнопкой, которая очень похожа на физическую схему:

Иногда макетные схемы могут сопровождаться (или заменяться) письменными инструкциями, которые говорят вам, где разместить каждый компонент на макетной плате. Например, в инструкциях по этой цепи может быть сказано:

  1. Подключите красный провод аккумуляторной батареи к шине питания.
  2. Подключите черный провод аккумуляторной батареи к шине заземления.
  3. Подключите резистор из отверстия B12 к шине заземления.
  4. Вставьте четыре штифта кнопки в отверстия E10, F10, E12 и F12.
  5. Вставьте длинный провод светодиода в шину питания, а короткий — в отверстие J10.

Эту информацию также можно отформатировать в виде таблицы:

Должна ли моя схема точно соответствовать макетной схеме?

Короткий ответ: «нет.«Однако, когда вы только начинаете использовать макетные платы, вероятно, лучше всего точно следовать схемам макетов.

Чтобы понять это, нужно понять, как электрически соединены отверстия макета. Существуют различные способы изменить физическую схему схемы на макетной плате без фактического изменения электрических соединений . Например, эти две схемы электрически идентичны; даже несмотря на то, что выводы светодиода переместились, все еще существует полный путь (называемый замкнутой цепью , ) для прохождения электричества через светодиод (выделен желтыми стрелками).Таким образом, даже если в инструкциях указано «вставьте длинный вывод светодиода в отверстие F10», схема все равно будет работать, если вы поместите ее в отверстие h20 вместо этого (но , а не , если вы вставите ее в отверстие F9 или F11, потому что разные строки Нет соединения).

Однако вы также можете полностью переставить компоненты на макетной плате. Пока схема соответствует электрически эквиваленту , она все равно будет работать. Несмотря на то, что эта схема «выглядит иначе», чем две предыдущие, потому что компоненты были переставлены, электричество по-прежнему проходит эквивалентный путь через светодиод и резистор.

Что такое перемычки и какой тип использовать?

Перемычки — это провода, которые используются для соединения на макетной плате. У них жесткие концы, которые легко вставить в отверстия в макете. При покупке перемычек доступно несколько различных вариантов.

Гибкие перемычки изготовлены из гибкой проволоки с жесткими штырями, прикрепленными к обоим концам. Эти провода обычно поставляются в пачках разного цвета. Это упрощает цветовое кодирование вашей схемы (см. Раздел о цветовом кодировании).Хотя эти провода легко использовать для схем новичка, они могут сильно запутаться для более сложных схем; поскольку они такие длинные, вы получите запутанное гнездо проводов, которое будет трудно отследить (иногда его называют «крысиным гнездом» или «спагетти»).

Комплекты перемычек — это пакеты предварительно отрезанных отрезков провода, концы которых загнуты вниз под углом 90 градусов, чтобы их можно было вставить в макетную плату. Доступны наборы большего и меньшего размера.Эти комплекты очень удобны, потому что в них есть провода разной длины, предварительно нарезанные. Недостатком является то, что обычно бывает только одна длина каждого цвета. Это может затруднить цветовую кодировку вашей схемы (например, вам может понадобиться длинный черный провод, но в вашем комплекте могут быть только короткие черные провода). Ваша схема по-прежнему будет работать нормально, но цветовое кодирование может помочь вам оставаться более организованным (опять же, см. Раздел о цветовом кодировании для получения дополнительной информации). Обратите внимание на то, что эта схема выглядит намного менее беспорядочной, чем предыдущая, поскольку провода короче.

Наконец, вы также можете купить катушки с одножильным соединительным проводом и пару приспособлений для зачистки проводов и отрезать свои собственные перемычки. Это лучший долгосрочный вариант, если вы планируете заниматься множеством проектов в области электроники, потому что вы можете отрезать провода до нужной длины и выбрать нужный цвет. Это также намного более экономично в зависимости от длины провода. Для начала стоит купить набор из шести разных цветов. Важно покупать одножильный провод (который изготовлен из цельного куска металла), а не многожильный провод (который состоит из нескольких более мелких прядей, например каната).Многожильный провод намного более гибкий, поэтому его очень сложно вставить в отверстия макета. Вам также необходимо приобрести правильный калибр для проволоки , который используется для измерения диаметра проволоки. 22 AWG (американский калибр проводов) является наиболее распространенным калибром, используемым для макетных плат. Чтобы узнать больше о калибрах и зачистке проводов, см. Учебное пособие по зачистке проводов от Science Buddies. Обратите внимание, как в этой схеме красный и черный используются для всех подключений к шинам (см. Раздел о цветовом кодировании, чтобы узнать больше).

Должен ли я кодировать мою схему цветом?

Цветовая кодировка вашей схемы во многом зависит от того, какой тип перемычки вы покупаете (см. Вопрос о перемычках). Цветовое кодирование — это вопрос удобства, поскольку оно может помочь вам оставаться более организованным, но использование разноцветных проводов не повлияет на работу вашей схемы. Важно : Это утверждение применимо только к перемычкам . Некоторые компоненты схемы, такие как аккумуляторные блоки и определенные датчики, поставляются с уже подключенными к ним цветными проводами.Отслеживание этих цветов имеет значение для (например, не перепутайте красный и черный провода на батарейном блоке). Однако все перемычки просто металлические внутри с цветной пластиковой изоляцией снаружи. Цвет пластика никак не влияет на прохождение электричества по проводу.

В электронике обычно используется красный провод для положительных (+) соединений и черный провод для отрицательных (-) соединений. Какие другие цвета вы используете, в значительной степени зависит от выбора и зависит от конкретной схемы, которую вы строите.Например, есть несколько разных способов соединить эту схему с красными, зелеными, синими и желтыми светодиодами, но все они будут работать одинаково:

  • Если вы приобрели комплект предварительно обрезанных перемычек, используйте провода подходящей длины любого доступного цвета (изображение слева).
  • Используйте красный и черный провода для положительной и отрицательной сторон каждого светодиода соответственно (центральное изображение).
  • Используйте только красный и черный провода для подключения к шине и используйте красный, зеленый, синий и желтый провода для соответствующих светодиодов (изображение справа).

Помните важную часть: цвет проводов не влияет на работу схемы! Все три схемы на этом изображении будут работать одинаково (светодиоды загорятся при включении аккумуляторной батареи), даже если у них есть провода разного цвета. Если на макетной схеме показан синий провод, а вместо него вы используете оранжевый, с вашей схемой все будет в порядке.

Как мне построить схему?

Для построения цепи:

  • Следуйте макетной схеме цепи, подключая по одному компоненту за раз.
  • Всегда подключайте батареи или источник питания к вашей цепи последний . Это даст вам возможность перепроверить все ваши подключения перед первым включением цепи.
  • Обращайте внимание на типичные ошибки, которые делают многие новички при использовании макета.

Как мне проверить мою схему?

То, как вы проверяете свою схему, будет зависеть от конкретной схемы, которую вы строите. В общем, вы должны следовать этой процедуре:

  • Дважды проверьте свою схему и макетную плату, чтобы убедиться, что все ваши компоненты находятся в нужном месте.
  • Проверьте, что ваша схема должна делать в соответствии с указаниями по проекту. Должен ли он мигать огнями, издавать шум, как-то реагировать на датчик (например, датчик движения или света) или заставлять робота двигаться? Многие проекты Science Buddies будут содержать письменное описание и / или видео того, как ваша схема должна работать.
  • Включите питание вашей цепи (например, сдвинув переключатель батарейного блока из положения OFF в положение ON). Если вы видите или чувствуете запах дыма, немедленно выключите или отсоедините источник питания .Это означает, что у вас короткое замыкание.
  • Следуйте указаниям проекта, чтобы использовать схему (например, направить фонарик на робота, отслеживающего свет, или помахать рукой перед датчиком движения).
  • Если ваша схема не работает, вам необходимо устранить неполадки (или отладить , то есть искать проблемы или «ошибки» в вашей схеме). См. Раздел «Типичные ошибки», чтобы узнать, что следует проверить.

Типичные ошибки

Неправильное отображение номеров строк

Можете ли вы заметить разницу между этими двумя схемами?

На первый взгляд они могут выглядеть точно так же.Однако, когда мы включаем аккумуляторы, загорается только светодиод слева. Что случилось?

Давайте посмотрим на макетную схему цепи, чтобы увидеть, сможем ли мы определить проблему. Схема должна соответствовать этой схеме:

Теперь давайте подробнее рассмотрим две схемы. Внимательно сравните две картинки с макетной схемой. Вы можете заметить, что не так? Если вы по-прежнему не можете сказать, нажмите на изображение, чтобы выявить проблему.

Вы уже заметили проблему? В схеме слева красная перемычка идет от положительной шины к отверстию J10, что соответствует макетной схеме. В цепи справа он идет от плюсовой шины к отверстию J9 . Помните из раздела о том, как соединяются отверстия, что отверстия в разных рядах электрически не связаны друг с другом. Таким образом, с перемычкой в ​​строке 9 и светодиодом в строке 10 нет возможности для подачи электричества на светодиод.

Иногда бывает трудно обнаружить такую ​​крошечную ошибку! Однако достаточно всего одного неправильно установленного провода или вывода компонента, чтобы цепь перестала работать полностью. Вот почему вы всегда должны тщательно проверять и перепроверять проводку перед тестированием цепи. Если ваша схема не работает, внимательно проверьте все свои соединения и обязательно подсчитайте номера строк.

Перемешивание питания и заземления

Подобно неправильному вводу номеров строк, перепутывание шин питания и заземления — еще одна распространенная ошибка.Можете ли вы заметить разницу между этими двумя схемами? Горит только светодиод слева.

Рассмотрим схемы подробнее. Вы можете заметить, что не так? Щелкните изображение, чтобы выявить проблему.

Вы уже заметили проблему? На фото слева красная перемычка идет к плюсовой (+) шине. На фото справа он идет на отрицательную (-) шину. Согласно макетной схеме из предыдущего раздела, он должен подключаться к положительной (+) шине.Помните, что «положительный» и «отрицательный» также могут называться «мощность» и «земля». См. Раздел об автобусах, если вам нужно напоминание.

Как насчет разницы между этими двумя схемами? Опять же, горит только светодиод слева.

Присмотритесь, можете ли вы определить проблему (щелкните изображение, чтобы раскрыть ее).

На этот раз провода аккумуляторной батареи перевернуты. Красный провод подключается к отрицательной (-) шине, а черный провод подключается к положительной (+) шине.Помните, что, в отличие от перемычек, цвета выводов аккумуляторной батареи имеют значение. Красный используется для положительного, а черный — для отрицательного.

Наконец, помните, что на некоторых макетных платах положительная шина находится слева, а отрицательная — справа. На других макетах все наоборот. Будьте осторожны при переключении между макетными платами, поскольку положение шин слева направо может измениться.

Не проталкивать провода до конца

Электронные компоненты и перемычки могут иметь выводы разной длины.Иногда учащиеся вставляют провода частично в отверстие в макете вместо того, чтобы плотно прижимать их полностью (до тех пор, пока они не смогут пройти дальше). Это может привести к ослаблению соединений, что приведет к странному поведению цепи, например, к миганию светодиода. Взгляните на эти два изображения рядом. На изображении слева показаны выводы, которые не полностью вставлены в макетную плату. На рисунке справа показаны выводы, которые правильно вставлены в макетную плату до упора.

Обратите внимание, что некоторые компоненты, например светодиоды, имеют очень длинные выводы, которые не полностью входят в макетную плату. У других компонентов, таких как предварительно отрезанные перемычки, обычно есть провода, обрезанные до нужной длины, поэтому они плотно прилегают к макетной плате.

Установка компонентов задним ходом

Для некоторых электронных компонентов имеет значение направление . Некоторые компоненты имеют полярность , что означает, что они имеют положительную и отрицательную стороны, которые должны быть подключены правильно.Другие компоненты имеют несколько контактов, которые выполняют разные функции. Включение этих компонентов в вашу схему обратной стороной или неправильной стороной может помешать правильной работе вашей схемы. Если ваша схема не работает и в ней задействованы какие-либо из этих компонентов, убедитесь, что они вставлены правильно.

Аккумуляторы имеют положительную и отрицательную клеммы. Существует много разных типов батарей, но положительный полюс почти всегда отмечен знаком «+».Обычно на держателях батарейки напечатаны символы «+» и «-»; Убедитесь, что символы «+» на батареях совпадают с символами «+» на держателе батареи.

Светодиоды имеют положительную сторону (называемую анодом , ) и отрицательную сторону (называемую катодом , ). Металлический вывод анода длиннее, чем вывод катода. Катодная сторона также обычно имеет плоский край на пластиковой части светодиода.

Диоды похожи на односторонние клапаны, которые пропускают электричество только в одном направлении.Обычно они представляют собой маленькие цилиндры с полосой или полосой на одном конце (это направление, в котором может течь электричество).

Конденсаторы — это компоненты, которые могут накапливать электрический заряд. Обычные «керамические дисковые» конденсаторы (маленькие оранжевые / коричневые кружки) не поляризованы, но некоторые другие типы конденсаторов поляризованы и обычно имеют стрелки или минус, указывающие на отрицательный вывод.

Транзисторы похожи на переключатели с электронным управлением, которые можно использовать для включения и выключения таких вещей, как двигатели и освещение.Транзисторы обычно имеют три контакта. Установка транзистора в макет обратной стороной приведет к обратному порядку контактов и предотвратит его работу. Транзисторы выпускаются в нескольких разных «корпусах», обычно в черном пластиковом корпусе с небольшой надписью на одной стороне.

Интегральные схемы или ИС для краткости (иногда также называемые «микросхемами») представляют собой черные прямоугольные элементы с двумя рядами контактов. У них обычно есть выемка или отверстие на одном конце, которые говорят вам, какой путь «вверх», поэтому вы не должны вставлять ИС в макет вверх ногами.См. Расширенный раздел об интегральных схемах, чтобы узнать больше.

Указания на веб-сайте Science Buddies почти всегда указывают, в какую сторону должен быть обращен компонент; например, «убедитесь, что серая полоса на диоде обращена к положительной шине» или «убедитесь, что надпись на транзисторе обращена влево». Однако некоторые проекты продвинутой электроники могут предполагать, что вы знаете, как правильно подключать определенные компоненты.

Для некоторых электронных компонентов направление не имеет значения.Например, перемычки , резисторы и работают одинаково в обоих направлениях. Посмотрите внимательно на эти два изображения. Несмотря на то, что на картинке справа перемычка и резистор были перевернуты (на одном конце перемычки есть черная метка, чтобы вы могли определить, какой конец какой, а на резисторе есть цветные полосы), светодиод все равно горит. . В электрическом плане в схеме ничего не изменилось.

Короткие замыкания

Короткие замыкания возникают, когда на макетной плате выполняются «случайные» соединения между двумя компонентами, которые не должны быть соединены.Это может произойти из-за того, что компоненты вставлены в неправильные ряды или шины, или из-за того, что открытые металлические части могут столкнуться друг с другом. Например, резисторы и светодиоды имеют длинные металлические выводы; если вы не будете осторожны, эти провода могут столкнуться друг с другом и вызвать короткое замыкание. Если в вашей схеме есть компоненты с длинными оголенными выводами, всегда следите за тем, чтобы выводы не касались друг друга.

В зависимости от схемы, иногда короткие замыкания безвредны.Они могут просто помешать правильной работе схемы, пока не будут обнаружены и отремонтированы. Однако иногда короткое замыкание может «сжечь» компоненты и вызвать необратимые повреждения. Особенно важно избегать коротких замыканий между шинами питания и заземления, поскольку они могут стать достаточно горячими, чтобы обжечь вас и даже расплавить пластик на макетной плате! На этом рисунке красный и черный провода от аккумуляторной батареи 4xAA были вставлены в шину заземления, а не один в шину заземления, а другой — в шину питания.Это вызывает плавление изоляции макета и проводов.

Если вы когда-нибудь увидите или почувствуете запах дыма при построении цепи, вероятно, у вас короткое замыкание. Вам следует немедленно отключить аккумулятор.

Продвинутый

Интегральные схемы (ИС)

Интегральные схемы , или для краткости ИС (иногда их называют просто «микросхемы»), представляют собой специализированные схемы, которые служат для самых разных целей, например, для управления двигателями роботов или для того, чтобы светодиоды реагировали на музыку.Многие микросхемы поставляются в так называемом двухрядном корпусе или DIP, что означает, что они имеют два параллельных ряда контактов. Зазор в середине макета (между столбцами E и F) — это именно та ширина, которая подходит для ИС, перекрывая зазор, с одним набором контактов в столбце E и одним набором контактов в столбце F. Проекты, которые Использование микросхем всегда говорит вам подключить их к макетной плате таким образом.

Схема

Схемы соединений или схемы — это способ представления схемы с использованием символов для каждого компонента.Принципиальные схемы, в отличие от макетов, используются профессиональными инженерами при проектировании схем, и они намного удобнее для более сложных схем. Вы можете познакомиться с основными принципиальными схемами на уроках физики в средней школе. Например, на этой принципиальной схеме показана базовая схема с батареей, переключателем, светодиодом и резистором.

Однако, в отличие от макетных схем, принципиальные схемы показывают только электрических соединений между компонентами.Они не обязательно соответствуют физическому расположению компонентов на макетной плате. Например, хотя эта принципиальная схема выглядит иначе, она идентична предыдущей.

Если вам сложно это понять, попробуйте с помощью своей фигуры обвести «провод» (черная линия) в цепи, начиная с верхней части батареи. Обратите внимание, как ваш палец по-прежнему проходит через все компоненты в том же порядке, даже если они были физически переставлены.

Чтобы научиться читать и интерпретировать принципиальные схемы, требуется определенная практика. Большинство проектов в области электроники для начинающих — особенно те, что представлены на веб-сайте Science Buddies — содержат макетные схемы, по которым вы можете построить схему.

Детали для сквозного монтажа и поверхностного монтажа

Макетные платы предназначены для работы со сквозными электронными компонентами . Эти компоненты имеют длинные металлические выводы, которые предназначены для вставки через отверстия в печатной плате (PCB), покрытые тонким медным покрытием, которое позволяет припаивать выводы компонентов к плате.

Макетные платы не работают с компонентами для поверхностного монтажа . Эти компоненты имеют короткие плоские штыри по бокам, которые предназначены для пайки к поверхности печатной платы, а не через сквозные отверстия.

Многие электронные компоненты доступны как для монтажа в сквозное отверстие, так и для поверхностного монтажа. Например, LM3914 — это интегральная схема, которая предназначена для управления 10 светодиодами в виде «гистограммы».Если вы выполните поиск Jameco Electronics по запросу «LM3914», появятся несколько разных результатов. Глядя на миниатюры, вы можете сказать, что эта часть является сквозным отверстием, а эта часть монтируется на поверхность. Хотя в большинстве проектов Science Buddies есть ссылки на то, какие именно детали вам нужно купить для проекта, будьте осторожны, если вы покупаете детали для своего собственного проекта. Если вы используете макетную плату, покупайте детали для сквозных отверстий, а не для поверхностного монтажа.

Ознакомьтесь с нашими научными видео

Создайте охранного робота, активируемого движением

Создайте охранного робота, активируемого движением

Make Fake Snow — Создайте свой научный проект

Make Fake Snow — Создайте свой научный проект

Как измерить свет с помощью приложения Google Science Journal

Как измерить свет с помощью приложения Google Science Journal

Описание заземления, заземления и шасси

Символы заземления, шасси и заземления.

«Земля» — это контрольная точка в электрической цепи. Он используется как точка отсчета для измерения напряжения. В результате напряжение может быть выше земли (положительное) или ниже земли (отрицательное). Это очень похоже на то, как геодезист берет контрольную точку в определенном месте и соотносит все другие точки с этой датумом.

Земля

Пример заземления корпуса оборудования.

Чаще всего упоминается сама Земля. Системы питания обычно в какой-то момент «заземляются», чтобы обеспечить эталонное напряжение в системе.Символ земли представляет собой параллельные пластины, которые были закопаны в почву для обеспечения хорошей проводимости. (Пластины были соединены проволокой, и на ранних формах символа изображена вертикальная линия, соединяющая все пластины. В современном «чистом» символе вертикаль отсутствует.)

Шасси

Пример подключения шасси.

Символ шасси обычно обозначает соединение с металлической рамой, например, автомобиля или металлическим корпусом части оборудования, например усилителя или осциллографа.

При использовании со стандартным символом GND ниже он часто появляется только один раз, чтобы указать точку в цепи, где выполняется соединение с шасси.

Земля или GND

Использование символа заземления дает мгновенную визуализацию заземленных точек в цепи. Это также устраняет некоторые проводки и убирает загромождение схемы.

Символы заземления обозначают общую контрольную точку. Даже если нет заземления или соединения с шасси, обычно одну точку или напряжение в цепи называют «землей». В оборудовании, где между частями цепи предусмотрена электрическая изоляция, могут потребоваться два или более символа заземления, чтобы указать, к какому заземлению подключены компоненты.

Пример изолированной территории. Обратите внимание, что на стороне постоянного тока слева есть один символ заземления, а на стороне переменного тока справа — другой символ.

Аналоговое и цифровое заземление

Пример аналогового и цифрового разделения заземления. Обратите внимание, что аналоговая схема имеет отдельные обозначения заземления от цифровой и что между ними существует одно определенное соединение. Обычно это соединение должно быть как можно ближе к общему источнику питания.

В схемах со смешанными аналоговыми и цифровыми схемами может быть очень важно предотвратить влияние цифровых коммутационных токов на аналоговые сигналы.В аудиосхемах, например, невыполнение этого может привести к появлению слышимого шума на выходе. Решение состоит в том, чтобы обеспечить аналоговое и цифровое заземление и соединить их вместе только в одной точке, чтобы токи в цифровом заземлении не могли вызвать колебания напряжения в аудиоземле.

Примеры измерения напряжения

Измерения напряжения относительно земли цепи.

При измерении напряжения обычно подключают общий черный провод к общей цепи и проверяют другие точки в цепи красным проводом V.Результаты для различных конфигураций батареи 9 В показаны выше. Измеритель будет отображать положительное или отрицательное значение в зависимости от потенциала точки относительно выбранного заземления.

Обратите внимание, что в этих примерах схем отсутствует соединение с землей или сетевым заземлением. В большинстве случаев это не имеет значения, поскольку нас интересуют только относительные напряжения в цепи.

Виртуальная площадка

Во многих аналоговых схемах полезно иметь «виртуальную землю», которая обычно является средней точкой несимметричного источника питания.Они популярны, например, в блоках гитарных эффектов, где музыкальные сигналы должны обрабатываться, но питание ограничено одной батареей на 9 В.

Виртуальную землю можно создать с помощью операционного усилителя. Здесь мы использовали разные символы заземления для основного и виртуального заземления, чтобы провести четкое различие.

Как это работает:

  • R1 и 2 имеют ссылку V CC /2.
  • C1 стабилизирует опорное напряжение и поддерживает его постоянным во время колебаний напряжения V CC .
  • U1 обеспечивает виртуальную землю.
  • C2 — это разделительный конденсатор питания для операционного усилителя.

См. Также

  • Опто-симисторы, твердотельные реле (SSR), переход через ноль и принцип их работы.
  • Оптоизоляторы.

Относительная скорость — опорная точка

Интерактивная версия эта страница также доступна.

Одно из самых запутанных понятий для молодых ученых — это относительная скорость между объектами.Аэродинамические силы генерируются объектом, движущимся в жидкости (жидкости или газе). А неподвижный объект в статической жидкости не создает аэродинамических сил. Воздушные шары «поднимаются» за счет выталкивающей силы. и некоторые самолеты, такие как Harrier, используют тягу для «поднять» транспортное средство, но это не примеры аэродинамического подъема. Для создания подъемной силы объект должен двигаться по воздуху, иначе воздух должен пройти мимо объекта. Аэродинамический подъемник зависит от квадрата скорости между объект и воздух.Теперь все становится запутанным, потому что не только объект перемещается по воздуху, но сам воздух может двигаться. К правильно определить относительную скорость, необходимо выбрать фиксированную контрольной точки и измерить скорости относительно фиксированной точки. На этом слайде ориентир зафиксирован на земле, но он можно так же легко исправить к самому самолету. Важно понимать зависимость скорости ветра от путевая скорость и воздушная скорость.

Скорость ветра

Для контрольной точки, выбранной на земле, воздух перемещается на относительных до опорной точки при скорости ветра .Обратите внимание, что ветер скорость векторная величина и имеет как величину, так и направление. Направление важно. Ветер со скоростью 20 миль в час с запада отличается от ветра со скоростью 20 миль в час с запада. Восток. Ветер компоненты по всем трем основным направлениям (север-юг, восток-запад и вверх-вниз). На этом рисунке мы учитывая только скорости на траектории полета ЛА. А положительная скорость определяется как направление полета самолета. движение. Мы пренебрегаем боковыми ветрами, которые происходят перпендикулярно траектории полета, но параллельно земле, и восходящие и нисходящие потоки, которые происходят перпендикулярно земле.

Путевая скорость

Для контрольной точки, выбранной на земле, самолет перемещается на относительно контрольной точки при путевой скорости . Путевая скорость также является векторная величина поэтому сравнение скорости относительно земли со скоростью ветра должно быть сделано в соответствии с правилами для векторные сравнения.

Скорость полета

Важным элементом в производстве лифтов является родственник . скорость между объектом и воздухом, которая называется воздушная скорость .Скорость полета не может быть измерена напрямую с земли. положение, но должно быть рассчитано на основе скорости движения и ветра скорость. Скорость полета — это векторная разница между путевой скоростью и скоростью ветра.

Скорость полета = Скорость относительно земли — Скорость ветра

В совершенно тихий день скорость полета равна путевая скорость. Но если ветер дует в том же направлении что самолет движется, скорость полета будет меньше путевая скорость.

Примеры

Допустим, у нас есть самолет, который может взлететь в безветренный день. на скорости 100 миль в час (скорость взлета — 100 миль в час).Мы находимся в аэропорту с взлетно-посадочной полосой с востока на запад протяженностью 1 милю. Ветер дует на западе со скоростью 20 миль в час. самолет взлетает на восток. Ветер дует в сторону самолета, который мы называем встречный ветер . Поскольку мы определили положительную скорость как направление движения самолета, встречный ветер отрицательный скорость. Пока самолет неподвижно сидит на взлетно-посадочной полосе, у него есть путевая скорость 0 и воздушная скорость 20 миль / ч:

Скорость полета = Скорость относительно земли (0) — Скорость ветра (-20) = 20 миль в час.

Самолет начинает разбег при взлете и имеет постоянное ускорение a .2

Для взлетно-посадочной полосы фиксированной длины это определяет время, которое будет использоваться в уравнение скорости. Предположим, что на высоте 5000 футов ниже взлетно-посадочной полосы скорость 80 миль в час. Тогда воздушная скорость определяется выражением

Скорость полета = скорость относительно земли (80) — скорость ветра (-20) = 100 миль в час.

и самолет начинает лететь. Теперь другой пилот, с ровно тот же самолет решает взлететь на запад. Ветер теперь в том же направлении, что и движение, и это называется попутный ветер .Знак скорости ветра теперь положительный, не отрицательно, как при встречном ветре. Ускорение по земле такое же, Таким образом, на высоте 5000 футов по взлетно-посадочной полосе путевая скорость снова составляет 80 миль в час. Тогда воздушная скорость определяется как:

Скорость полета = скорость относительно земли (80) — скорость ветра (20) = 60 миль в час.

Этому самолету не хватает скорости для полета. Он убегает конец взлетно-посадочной полосы!

Важность понимания относительной скорости

Важность относительной скорости объясняет, почему самолеты взлетать и приземляться на разных взлетно-посадочных полосах в разные дни.Самолеты всегда старайтесь взлететь и приземлиться против ветра. Это требует более низкого скорость относительно земли, чтобы оказаться в воздухе, что означает, что самолет может взлетать или приземляться на кратчайшее расстояние, пройденное по земля. Поскольку взлетно-посадочные полосы имеют фиксированную длину, вы хотите подняться в воздух. как можно быстрее на взлете и как можно скорее остановился на посадка. В старину большой «ветряк» вешали возле взлетно-посадочная полоса для пилотов, чтобы увидеть, в какую сторону дует ветер, чтобы отрегулировать направления их взлета и посадки.Теперь механический или электронный устройства предоставляют информацию, которая передается по радио в кабину.

Взаимосвязь между воздушной скоростью, скоростью ветра и путевой скоростью объясняет, почему испытания в аэродинамической трубе возможно и как воздушные змеи летать.

  • В аэродинамической трубе скорость относительно земли равна нулю, поскольку модель крепится к стенам туннеля. Тогда воздушная скорость будет отрицательное значение скорости ветра, создаваемого в туннеле. Движется ли объект по воздуху, или воздух движется над объект, силы те же.
  • Кайт обычно не имеет скорости относительно земли, потому что кайт удерживается конец нить. Но воздушный змей по-прежнему имеет скорость, равную к скорости ветра. Вы можете летать воздушный змей только с ветром на вашем назад.

Деятельность:

Экскурсии
  • На ветер:

Навигация ..


Руководство для начинающих Домашняя страница

Устранение неисправностей при замыкании на землю фотоэлектрической системы

Замыкания на землю постоянного тока являются наиболее распространенным типом неисправностей в фотоэлектрических системах, и половина из них остается необнаруженной.Замыкание на землю постоянного тока является нежелательным состоянием тока, протекающего через заземляющий провод оборудования в цепях, передающих питание постоянного тока (до инвертора). Замыкания на землю могут привести к серьезным проблемам безопасности, таким как дуговые замыкания и, в случае высокого напряжения, вспышки дуги. Помимо угрозы безопасности, замыкания на землю создают опасность возгорания, поскольку неизолированный металл нагревается током короткого замыкания.

Чтобы лучше понять замыкание на землю постоянного тока, давайте рассмотрим некоторую терминологию и заглянем внутрь фотоэлектрической системы.

Терминология заземления, определенная в Национальном электротехническом кодексе, следующая:

  • Проводник заземления оборудования (EGC) = «Проводящий путь (и), который обеспечивает путь тока замыкания на землю и соединяет обычно нетоковедущие вместе с металлическими частями оборудования и с заземленным проводом системы или с проводом заземляющего электрода, или с тем и другим вместе.
  • Провод заземляющего электрода (GEC) = «Проводник, используемый для соединения заземленного проводника системы или оборудования с заземляющим электродом или точкой в ​​системе заземляющих электродов.
  • Заземленный проводник = «Система или провод цепи, который намеренно заземлен».

Рисунок 1: ФЭ-система с отрицательным заземлением (сторона постоянного тока)

EGC используется для соединения вместе всех проводящих частей (модулей, стеллажа) и обеспечения пути к GEC. GEC подключает EGC, а значит, и всю систему к заземляющему электроду. Заземляющий электрод — это большой металлический стержень, вбитый в землю на глубину не менее 8 футов. Обычно это медь, алюминий или алюминий, плакированный медью.

При замыкании на землю постоянного тока ток течет через EGC или любой заземленный кусок металла из-за непреднамеренного контакта с заземленным проводом. Этот контакт обычно возникает из-за поврежденной изоляции проводника, неправильной установки, защемления проводов и воды, которая может создать электрическое соединение между проводником и EGC.

Чем опасны замыкания на землю постоянного тока?

Замыкания на землю постоянного тока особенно опасны в больших фотоэлектрических системах, поскольку их можно легко обнаружить.Устройства защиты от замыканий на землю (GFP) не обнаруживают утечку небольшого (<1 А) тока при замыкании на землю, поэтому это называется «слепой зоной».

В случае второго замыкания с большим током, при котором GFP отключит цепь, начальное замыкание на землю постоянного тока становится параллельным путем для большого тока. Именно это произошло в 2009 году во время пожара в Бейкерсфилде, штат Калифорния, в фотоэлектрической батарее мощностью 383 кВт, который привел к крупному пожару — первоначальное замыкание на землю на 2,5 А на проводе 12 AWG стало путем для второго замыкания на землю 311 А, где произошло замыкание на землю. компенсационный шов разделен на большой 500 MCM (7.7 AWG) выходной кабель. В то время как GFP устраняет второе замыкание на землю, высокие токи возвращаются через первое необнаруженное замыкание на землю, быстро расплавляя изоляцию на проводнике и вызывая пожар.

Каким образом выявляются, диагностируются и устраняются замыкания на землю постоянного тока?

Как уже упоминалось, обнаружение замыкания на землю постоянного тока затруднено, особенно в больших фотоэлектрических системах. Это связано с тем, что замыкания на землю по постоянному току часто меньше минимальной чувствительности устройства GFP. Методы обнаружения замыканий на землю постоянного тока включают в себя контроль сопротивления изоляции и датчики остаточного тока (УЗО).Желательно каждое утро выполнять проверку заземления с помощью прибора для измерения сопротивления изоляции, чтобы измерить сопротивление заземления. Это должно выполняться, пока массив находится в состоянии разомкнутой цепи. Испытание выявляет две возможности: сопротивление изоляции выше минимума и система может запуститься, или сопротивление изоляции ниже минимума, что указывает на повреждение изоляции и возможность замыкания на землю. Кроме того, УЗО могут быть размещены на проводниках массива для измерения аномального тока, который может указывать на замыкание на землю.

Диагностические методы

Даже когда прерыватель обнаружения замыкания на землю (GFDI) в инверторе успешно отключает цепь, может быть трудно обнаружить источник замыкания на землю. Во-первых, технические специалисты должны проверить, не поврежден ли GFDI, путем проверки целостности цепи. Проверка целостности выполняется путем размещения выводов мультиметра на металлических концах предохранителя и поворота шкалы на сопротивление. Если сопротивление велико, предохранитель перегорел и его необходимо заменить. Затем технические специалисты должны выполнить испытание сопротивления изоляции проводов с помощью тестера изоляции.В этом испытании к проводникам прикладывают напряжение, генерируя ток на проводе, который измеряется (и сравнивается с базовой линией для изоляции в хорошем состоянии) для определения состояния сопротивления изоляции.

На практике определение источника замыкания на землю может быть сложной задачей, поскольку замыкание на землю может произойти между заземленным проводом и EGC или металлическим компонентом в любой точке цепи. Чтобы определить источник замыкания на землю:

  1. Убедитесь, что инвертор изолирован от массива, отсоединив положительный и отрицательный проводники;
  2. Замкните выключатель постоянного тока, чтобы на проводники было напряжение;
  3. Измерьте напряжение между положительным и отрицательным проводниками, чтобы определить напряжение холостого хода массива; и
  4. Измерьте положительный полюс на массу и отрицательный на массу.

Если замыкания на землю нет, на любом из проводов должно быть 0 вольт на землю. Если напряжение на землю существует от любого из проводов, проверьте каждую точку подключения (отключение постоянного тока, блок сумматора) на всем пути обратно к массиву. Как только неисправность обнаружена, замените провод (-ы) и ведите запись испытаний и замен.

Каково будущее предотвращения замыканий на землю постоянного тока в фотоэлектрических системах?

Замыкания на землю постоянного тока можно предотвратить с помощью бестрансформаторных (неизолированных) инверторов, которые: 1) имеют чувствительную электронику, которая может обнаруживать короткое замыкание до 300 мА, и 2) не имеют заземленного проводника, что снижает вероятность непреднамеренный ток на землю.Вместо преобразования постоянного тока в переменный с помощью электромагнитной индукции в бестрансформаторных инверторах используется электроника для инвертирования, и они не изолированы друг от друга железным сердечником. В отличие от практически заземленных инверторов с трансформаторами с предохранителями GFP, они могут обнаруживать небольшие замыкания на землю и эффективно отключать цепь. Другой все более распространенной стратегией является использование силовой электроники на уровне модуля (MLPE), которая может отключать питание от отдельного модуля.

Успешное предотвращение, обнаружение и диагностика замыканий на землю постоянного тока является частью более крупного плана ввода в эксплуатацию фотоэлектрических систем, который будет предметом следующей статьи этой серии.

Об эксперте

Майкл Гинзберг — специалист по солнечной энергии, преподаватель Государственного департамента США, автор и кандидат технических наук Колумбийского университета. Он также является главным исполнительным директором Mastering Green, где он обучил около тысячи технических специалистов по всему миру установке, техническому обслуживанию и эксплуатации солнечных панелей.

Связанные ресурсы

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.