Электроника для начинающих (2-е издание) - Чарльз Платт

Рис. 2.43. Три варианта обозначения кнопки. Белый прямоугольник добавлен к обозначению только в этой книге для наглядности

6. Светоизлучающий диод (светодиод). На рис. 2.44 представлены четыре варианта обозначения светодиода. Все символы функционально одинаковы, независимо от наличия или отсутствия круга или закраски треугольника. В этой книге белый цвет внутри круга добавлен для наглядности и не используется где-либо еще. Для удобства составления схемы символ светодиода может быть развернут в любом направлении. Стрелки также могут указывать в любом направлении.

Рис. 2.44. Четыре варианта обозначения светодиода. Функционально они одинаковы

Я объясню другие разновидности условных обозначений далее в этой книге. А сейчас запомните главное:

• Расположение компонентов на схеме не влияет на ее функции.

• Стиль символов на электрической схеме не имеет значения.

• Соединения между компонентами исключительно важны.

Правила размещения компонентов

Ранее я упоминал, что на электрических схемах положительный полюс источника питания обычно показан в верхней части, а отрицательный – в нижней части схемы. Эта договоренность облегчает понимание того, как работает схема, но неудобна на практике, когда вы хотите собрать устройство, потому почти всегда вы будете начинать работу с макетной платы, которая диктует совсем другое геометрическое размещение компонентов.

Почти все книги по электронике, которые я видел, рекомендуют преобразовать исходную электрическую схему к тому виду, какой она должна быть на макетной плате. Поначалу это может оказаться непростым делом, и иногда способно затруднить изучение электроники. Поэтому все схемы в данной книге представлены рисунками, которые похожи на размещение компонентов на макете. Сказанное станет более понятным после того, как вы самостоятельно начнете работать с макетной платой в эксперименте 8.

В этом издании книги я решил следовать общепринятому стилю, который распространен во всем мире, несмотря на то, что я считаю его не таким наглядным, как старый стиль.

Возможно, вам интересно следующее – как нарисовать две пересекающиеся линии, если они соединены электрически? Ответ: использовать точку, и чтобы избежать путаницы, точка должна быть большой, а не просто незаметной точечкой. В нижней части рис. 2.45 показано, что я имею в виду. Из этого следует общее правило:

Пересечение проводов

Последняя тема, о которой я должен упомянуть в связи с электрическими схемами, касается способов изображения двух проводов, которые пересекают друг друга. В простых цепях, которые вы уже собирали, пересечений не возникало, но по мере усложнения схем проводам придется проходить друг над другом без образования электрического соединения. Как это можно изобразить на электрической схеме?

В первом издании этой книги я использовал стиль, в котором один провод, пересекающий другой, имел небольшой полукруглый выступ. На рис. 2.45 он называется «старым стилем». Я до сих пор предпочитаю такое обозначение, поскольку оно позволяет ясно увидеть, что провода не создают электрического соединения. Тем не менее, несколько десятилетий назад рисование подобного выступа стало проблемой, поскольку схемы теперь создавались не с помощью карандаша и чернил, а в графических программах. С этого момента «старый стиль» стал встречаться все реже.

Другой способ, названный «новым стилем» на рис. 2.45, показывает разрыв в одном из проводов на месте пересечения. Это сбивало с толку и с трудом могло быть выполнено программой автоматического черчения электрических схем. В итоге этот вариант также стал редкостью.

Сейчас наиболее широко распространен третий стиль, обозначенный как «общепринятый».

• Две пересекающиеся линии не свидетельствуют о наличии электрического соединения.

• Если линии пересекаются в месте, обозначенном точкой, то электрическое соединение присутствует.

Рис. 2.45. Различные стили для изображения соединенных и не соединенных пересекающихся проводов

Следует добавить еще одно замечание. Я полагаю, чтобы избежать путаницы, лучше отказаться от обозначения пересекающихся соединенных друг с другом проводников, показанных в самом низу на рис. 2.45. Более удачный вариант, приведенный чуть выше на этом рисунке, гарантирует уверенность в том, что пересекающие друг друга провода ни при каких условиях не образуют соединения.

Выделение цветом на схемах

Разве я говорил, что пересечения станут последней темой, касающейся электрических схем? На самом деле есть еще один нюанс. Поскольку мне не хотелось бы, чтобы вы путали плюс и минус источника питания, на схемах в дальнейшем я буду обозначать все положительные проводники красным, а отрицательные проводники или заземление – синим цветом[6]. Судя по отзывам читателей, оказалось весьма полезным, когда я периодически применял данный прием ранее, и поэтому теперь я собираюсь использовать его постоянно.

Черный цвет более распространен для обозначения минуса/заземления (подобно черному проводу вашего мультиметра или черному проводу от разъема батареи). Но синий цвет тоже иногда встречается, и он хорошо различается визуально.

Просто имейте в виду, что схемы, которые вы встретите за пределами этой книги, не будут снабжены такой полезной условной раскраской. Все провода будут черными, и вам придется самостоятельно выяснять, какие из них подключены к источнику питания.

Эксперимент 7. Исследование реле

Следующий этап в вашем исследовании процесса управления электрическим током – это использование дистанционного переключателя. Под «дистанционным» я подразумеваю то, что он включается и выключается в ответ на сигнал, который вы ему посылаете. Такой компонент называется реле, оно передает команду из одной части схемы в другую.

Замечание

Как правило, реле управляется низким напряжением или слабым током и переключает более высокое напряжение или большой ток.

Реле – очень полезное устройство. Если, например, вы заводите автомобиль, то относительно небольшой, дешевый переключатель зажигания посылает сигнал по недорогому отрезку тонкого провода на реле, которое находится возле стартера двигателя. Реле запускает мотор через короткий, более толстый и более дорогой отрезок провода, способный выдержать ток свыше 100 ампер.

Аналогично, если вы во время отжима поднимаете крышку стиральной машины с вертикальной загрузкой, то замыкаете небольшой переключатель, который отправляет слабый сигнал по тонкому проводу к реле. Реле решает более серьезную задачу – отключает мощный электродвигатель, вращающий барабан, который полон мокрой одежды.

Что вам понадобится

• Батарея 9 В (1 шт.)

• Двухполюсное реле на два направления с напряжением срабатывания 9 В (2 шт.)

• Кнопка однополюсная, на одно направление (1 шт.)

• Тестовые провода с зажимами типа «крокодил» на концах (5 шт.)

• Обычный нож (1 шт.)

• Мультиметр (1 шт.)

Реле

У реле, которое я рекомендую вам исследовать, два штырька находятся с одной стороны и шесть –