мікросхемотехніка

В. М. Єлькіна, школа № 5, м. Слобідської, Кіровська обл.

Ще кілька років тому різні електронні пристрої збирали з окремих елементів - електронних ламп, реле, трансформаторів, резисторів, конденсаторів, - Довго і ненадійно, та й розміри апаратури виходили досить значними. Наприклад, електронна обчислювальна машина (ЕОМ) першого покоління містила близько 10 000 електронних ламп і, хоча термін служби кожної лампи становив 2000 ч, працювала з постійними збоями, кожні 6 хв одна з ламп виходила з ладу. До того ж ця апаратура займала площу величезного цеху і споживала стільки ж електроенергії, скільки невеликий завод.

На зміну електронним лампам прийшов більш довговічний транзистор. Електронні обчислювальні машини (тепер вже друге покоління) помітно «схудли» і стали працювати без зупинки 5-6 днів, хоча термін служби транзисторів - мільйони годин. Така ненадійність ЕОМ пояснювалася недостатньо високою якістю паяних з'єднань. Мільйони таких з'єднань в блоках ЕОМ стали головною причиною відмов.

Перед конструкторами встали два завдання: як збільшити надійність ЕОМ і зменшити її обсяг. Вирішити їх, створити високонадійні, компактні та економічні пристрої дозволила мікроелектроніка - новий напрямок електроніки. Тепер окремі деталі, що з'єднуються один з одним проводами, замінили мікросхеми: на маленькому напівпровідниковому кристалі розміром кілька квадратних міліметрів (його ще часто називають чіпом, від англ. chip, що означає лусочки) розміщують найтонший «Візерунок» мікроячеек. Кожна мікроячейка представляє собою закінчену радіоелектронну схему, що складається з безлічі елементів, - транзисторів, резисторів, конденсаторів і, звичайно, межз'єднань.

За своєму призначенню мікросхеми поділяються на аналогові та логічні (цифрові). Аналогові використовуються для підсилення, генерування, перетворення електричних коливань, наприклад, у приймальниках, магнітофонах, телевізорах. Логіка ж мікросхеми призначені для електронних обчислювальних машин, пристроїв автоматики і зв'язку, сучасною аудіо-та відеотехніки, одним словом, для всіх приладів і пристроїв з цифровим перетворенням даних.

Існує багато видів і типів мікросхем, але ми познайомимося з найбільш популярної у початківців Радіоконструктори мікросхемою К155ЛАЗ. Вона найдешевша, продаж практично в будь-якому магазині радіотоварів, широко використовується у вітчизняній електроніці і стабільна в роботі.

Изготовим монтажну плату

Самое цікаве у творчості конструктора, винахідника, інженера - це, мабуть, експерименти - пошук найкращого технічного вирішення того або іншого пристрою і його налагодження. А для налагодження необхідна монтажна плата, на якій можна надійно закріпити мікросхему та інші радіодеталі. Поекспериментувати, переконалися, що все добре і надійно працює, осмислили роботу пристрою цілому - схему можна розібрати, монтажна плата готова для збирання іншого пристрою. Так, крок за кроком, можна осягати електроніку.

Для виготовлення першого монтажної плати потрібна невеличка пластинка гетинакс або текстоліту і мікросхема К155ЛАЗ, а також папір у клітку, ножиці, низьковольтний паяльник (один на двох учнів), мідні провідники, пасатижі, лобзик (один на всю групу), напилок, дрібна наждачний папір, олово, каніфоль, клей і дрель (один на групу).

Хід роботи

1. Розгляньте уважно креслення монтажної плати.

2. Перенесіть його на папір в клітку. Плата має розміри 5 x 4 см.

3. Намітьте місця майбутніх отворів згідно з кресленням.

4. Ножицями виріжте креслення.

5. Використовуючи клей (краще гумовий), приклейте креслення до гетінаксовой платівці (плати) товщиною 0,5-1,0 мм.

6. Лобзиком або ножівкою по металу виріжте плату.

7. Акуратно обточити напилком краю.

8. Просвердлите отвори діаметром 1,0-1,5 мм точно за кресленням (можна проколоти шилом). Зверніть увагу: всі точки знаходяться на перетині клітин або на їх сторонах (зображені у вигляді кружечків).

9. Після того, як всі отвори просвердлені, сорвите з гетинакс креслення плати, він більше не потрібний. Почистіть дрібною шкіркою поверхню плати, тобто зніміть всі нерівності у країв отворів.

10. З мідного дроту діаметром 0,6-0,8 мм, попередньо облуженного, наріжте шматочки довжиною 15 мм і зігніть їх скобочкамі у вигляді букви П (всі сторони повинні бути рівні 5 мм).

11. Вставте 18 П-подібних дужок в отвори плати (всі з одного боку), а з зворотного загніть їх і за допомогою пасатижі притисніть щільно до плати.

12. Увімкніть паяльник, розігрійте його. Жало паяльника занурте спочатку в каніфоль, а потім візьміть трохи олова на кінчик і облуди дужки з обох сторін. Намагайтеся, щоб олово лягала рівно, тонким шаром. Місця паяння повинні бути красивими.

13. У отвори, призначені для мікросхеми, вставте мікросхему. Зверніть увагу на позначку в одного з крайніх висновків мікросхеми - вона позначає перший ніжку мікросхеми (перший висновок мікросхеми).

14. Використовуючи тонкий багатожильний дріт, зробіть розпайці мікросхеми за кресленням. Постарайтеся зробити це швидко - мікросхему перегрівати не можна. Висновки проводков укоротіть. Робіть все акуратно, не виходить з першого разу - не біда, потренуйтеся, мистецтва паяти теж потрібно вчитися.

15. Ручкою або м'яким олівцем нанесіть нумерацію висновків.

Ось плата і готова. Подивіться на неї уважно, приберіть зайві патьоки олова, перевірте за допомогою пінцета або кусачок, чи всі проводки добре і міцно припаяні.

Изготовим пробник

Пробник - Найпростіший прилад, за допомогою якого можна перевірити роботу мікросхеми, поспостерігати за проходженням сигналу. У той же час пробник повинен бути універсальним, легко підключатися до будь-якої ніжці мікросхеми або до будь-якої її точці, не вносячи жодних змін в роботу. Тому виготовимо його у вигляді блоку-модуля - маленької коробочки, в яку помістимо світлодіод і резистор. Погодьтеся, це дуже зручно. Кожного разу випаювати або перепоювати світлодіод незручно, та й робити це не варто, щоб не відламати висновки.

Увага! Включати світлодіод без резистора не можна, він згорає навіть при короткочасному підключенні до батарейці або іншого джерела живлення!

Для виготовлення пробники необхідні: світлодіод (будь-якого типу, наприклад АЛ307БМ), резистор (330 Ом), шматочки пластмаси (оргскла), клей, ножівка по металу (лобзик), напилок, низьковольтний паяльник, олово, каніфоль, цвях, два канцелярські скріпки, дриль.

Хід роботи

1. Випиляти деталі модуля.

2. Лицьову бік виготовте з пластмаси або оргскла товщиною 1 мм. Розміри задньої кришки точно такі самі. Потім зі шматочків оргскла випиляти бічні стінки розмірами 50 x 10 x 2 мм і 45 x 10 x 2 мм.

3. Клеєм «Момент» акуратно склейте коробочку пробники (без задньої кришки).

4. На лицьовій стороні пробники просвердлите чотири отвори: три отвори діаметром 6 мм і одне - під світлодіод.

5. Буквально краплею клею зафіксуйте світлодіод так, щоб висновки його залишалися всередині модуля, що світиться, а верхня частина трохи виставлялася назовні.

6. Виготовте контакти пробники. Їх треба зробити такими (наприклад, у вигляді пружинки), пробник щоб можна було легко підключати та відключати. Для цих цілей підійде сталева дротик діаметром 0,4 мм, в крайньому випадку, канцелярська скріпка. Затисніть кінчик зволікання в пасатижі і намотайте її виток до витка на цвях діаметром 5 мм. Отриману пружинку зніміть з цвяха, відкусите зайве - довжина пружинки повинна бути 8-10 мм.

7. Пружинку Вкрутіть в отвір модуля. Для того, щоб вона трималася міцно, в отворі наріжте різьбу М6. З лицьового боку модуля пружинка повинна виставлятися на 5-6 мм.

8. Виконайте внутрішні роботи: акуратно до висновку «+» світлодіоди припаяти резистор опором 330 Ом, а до іншого висновку - багатожильний мідний провід.

9. Підключіть висновок резистора до «+» батарейки на 4,5 В (або джерела живлення напругою 5 В), а багатожильний провід - до «-». Світлодіод повинен горіти. Якщо він не горить, поміняйте місцями полюси джерела. Висновок, який з'єднаний з «+» джерела, підключіть до контакту «Вхід» модуля зсередини. Другий висновок підключіть (теж зсередини) до контакту «-».

10. Прикл задню кришку модуля.

11. За допомогою напилка обточити деталі модуля, зніміть зайвий клей, закруглити краю.

12. Ручкою або м'яким олівцем нанесіть на лицьову сторону модуля позначення «+», «-» І «Вхід».

13. Підключіть до клем-пружинка два довгих багатожильних дроти. Ці дроти в Надалі підключаються до перевіряється електричній схемі або до висновків мікросхеми.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.cl.ru/