Как правильно измерить сопротивление мультиметром

Исходный код программы (скетча)

Arduino

/*
* Wattmeter for Solar PV using Arduino
* Dated: 27-7-2018
* Website: http://www.circuitdigest.com/
*
* Power LCD and circuitry from the +5V pin of Arduino whcih is powered via 7805
* LCD RS -> pin 2
* LCD EN -> pin 3
* LCD D4 -> pin 8
* LCD D5 -> pin 9
* LCD D6 -> pin 10
* LCD D7 -> pin 11
* Potetnital divider to measure voltage -> A3
* Op-Amp output to measure current -> A4
*/

#include <LiquidCrystal.h> //подключаем библиотеку для работы с ЖК дисплеем
int Read_Voltage = A3;
int Read_Current = A4;
const int rs = 3, en = 4, d4 = 8, d5 = 9, d6 = 10, d7 = 11; //номера контактов, к которым подключен ЖК дисплей
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);
void setup() {
lcd.begin(16, 2); //Initialise 16*2 LCD
lcd.print(» Arduino Wattmeter»); //приветственное сообщение на 1-й строке
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(» With Arduino «); // приветственное сообщение на 2-й строке
delay(2000);
lcd.clear();
}
void loop() {

float Voltage_Value = analogRead(Read_Voltage);
float Current_Value = analogRead(Read_Current);
Voltage_Value = Voltage_Value * (5.0/1023.0) * 6.46;
Current_Value = Current_Value * (5.0/1023.0) * 0.239;
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print(«V=»); lcd.print(Voltage_Value);
lcd.print(» «);
lcd.print(«I=»);lcd.print(Current_Value);
float Power_Value = Voltage_Value * Current_Value;
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(«Power=»); lcd.print(Power_Value);

delay(200);
}

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45

/*
* Wattmeter for Solar PV using Arduino
* Dated: 27-7-2018
* Website: http://www.circuitdigest.com/
*
* Power LCD and circuitry from the +5V pin of Arduino whcih is powered via 7805
* LCD RS -> pin 2
* LCD EN -> pin 3
* LCD D4 -> pin 8
* LCD D5 -> pin 9
* LCD D6 -> pin 10
* LCD D7 -> pin 11
* Potetnital divider to measure voltage -> A3
* Op-Amp output to measure current -> A4
*/

#include <LiquidCrystal.h>  //подключаем библиотеку для работы с ЖК дисплеем

intRead_Voltage=A3;

intRead_Current=A4;

constintrs=3,en=4,d4=8,d5=9,d6=10,d7=11;//номера контактов, к которым подключен ЖК дисплей

LiquidCrystallcd(rs,en,d4,d5,d6,d7);

voidsetup(){

lcd.begin(16,2);//Initialise 16*2 LCD

lcd.print(» Arduino Wattmeter»);//приветственное сообщение на 1-й строке

lcd.setCursor(,1);

lcd.print(»  With Arduino  «);// приветственное сообщение на 2-й строке

delay(2000);

lcd.clear();

}

voidloop(){

floatVoltage_Value=analogRead(Read_Voltage);

floatCurrent_Value=analogRead(Read_Current);

Voltage_Value=Voltage_Value*(5.01023.0)*6.46;

Current_Value=Current_Value*(5.01023.0)*0.239;

lcd.setCursor(,);

lcd.print(«V=»);lcd.print(Voltage_Value);

lcd.print(»  «);

lcd.print(«I=»);lcd.print(Current_Value);

floatPower_Value=Voltage_Value*Current_Value;

lcd.setCursor(,1);

lcd.print(«Power=»);lcd.print(Power_Value);

delay(200);

}

Руководство по работе

Что происходит, когда включается микроконтроллер?

Итак, давай представим идеальный мир, в котором у тебя есть МК и в его память уже записана программа. Или, как обычно говорят, МК «прошит» (при этом программу называют «прошивкой») и готов к бою.

Что произойдёт, когда ты подашь питание на свою схему с МК? Оказывается, ничего особенного. Там нет вообще никакой магии. Происходить будет следующее:

Местоположение начала программы устанавливается при производстве МК и никогдане меняется. МК считает первую команду, выполнит её, затем считает вторую команду, выполнит её, затем третью и так до последней. Когда же он считает последнюю команду, то всё начнётся сначала, так как МК выполняет программу по кругу, если ему не сказали остановится. Так вот он и работает.

Но это не мешает писать сложные программы, которые помогают управлять холодильниками, пылесосами, промышленными станками, аудиоплеерами и тысячами других устройств. Ты тоже можешь научиться создавать устройства с МК. Это потребует времени, желания и немножко денег. Но это такие мелочи, правда?

Начало изучения радиотехники начинающими

Перед тем, как изучать радиотехнику или электронику, нужно понять, зачем именно это нужно человеку

Если это увлечение на пару дней или месяцев, то лучше сразу бросить затею, поскольку, если относиться к электронике халатно и не соблюдать меры предосторожности, можно нанести сильный вред своему организму. Если данная сфера увлекала еще с детства, но не было времени начать заниматься, то сейчас самое время начать. Постепенное погружение подразумевает:

Постепенное погружение подразумевает:

  • Получение или закрепление теоретических знаний физики. Для начала достаточно будет школьных знаний по электрофизике, включающих подробное изучение закона Ома – основы всей электрики.
  • Ознакомление с теорией. От более абстрактных вещей физики следует перейти к более осязаемым. Теория подразумевает точное и полное описание всех понятий, деталей, инструментов и приборов, которые будут использоваться на практике. Садиться и начать что-либо паять без теоретических основ не получится.
  • Применение на практике. Логическое завершение теории, позволяющее закрепить весь изученный материал и применить его при создании конкретных схем или приборов.


Закон Ома

Начало изучения радиотехники начинающими

Перед тем, как изучать радиотехнику или электронику, нужно понять, зачем именно это нужно человеку

Если это увлечение на пару дней или месяцев, то лучше сразу бросить затею, поскольку, если относиться к электронике халатно и не соблюдать меры предосторожности, можно нанести сильный вред своему организму. Если данная сфера увлекала еще с детства, но не было времени начать заниматься, то сейчас самое время начать

Постепенное погружение подразумевает:

  • Получение или закрепление теоретических знаний физики. Для начала достаточно будет школьных знаний по электрофизике, включающих подробное изучение закона Ома – основы всей электрики.
  • Ознакомление с теорией. От более абстрактных вещей физики следует перейти к более осязаемым. Теория подразумевает точное и полное описание всех понятий, деталей, инструментов и приборов, которые будут использоваться на практике. Садиться и начать что-либо паять без теоретических основ не получится.
  • Применение на практике. Логическое завершение теории, позволяющее закрепить весь изученный материал и применить его при создании конкретных схем или приборов.

Закон Ома

Как научиться читать принципиальные схемы

На самом деле есть только несколько способов. Это теория и практика. Если вы выучите обозначение радиодеталей, это еще не значит, что вы выучили схемотехнику. Это все равно, что выучить азбуку, но без грамматики и практики вы не выучите язык.

Например простая схема усилителя на одном транзисторе.

Вход X1 плюс (левый или правый канал), X2 минус. Звуковой сигнал поступает на электролитический конденсатор C1. Он защищает транзистор VT1 от замыкания, поскольку транзистор VT1 постоянно открыт при помощи делителя напряжения на R1 и R2. Делитель напряжения устанавливает рабочую точку на базе транзистора VT1, и транзистор не искажает входной сигнал. Резистор R3 и конденсатор C2, которые подключены к эмиттеру транзистора VT1, выполняют функцию термостабилизации рабочей точки при повышении температуры транзистора. Электролитический конденсатор C3 накапливает и фильтрует питающее напряжение. Динамическая головка BF1 служит выходом звукового сигнала.

Можно ли это понять, только выучив обозначения радиодеталей без схемотехники и теории? Навряд-ли.

Еще сложнее дело обстоит с цифровой техникой.

Что это за микроконтроллер, какие он функции выполняет, какая прошивка и какие фьюзы в нем установлены? А вторая микросхема, какой это усилитель? Без даташитов и описания к схеме не получится понять ее работу.Изучайте схемотехнику, теорию и практику. Просто выучив название деталей не получится разобраться в схемотехнике. Обозначение радиодеталей выучиться само по себе по мере практики и накопления знаний. Еще все зависит от выбранной отрасли. У связистов одна схемотехника, у ремонтников мобильной техники другая. А те, кто занимается звуком, не очень поймут электриков. Как и наоборот. Чтобы понять другую отрасль, ее схемотехнику и принципы работы нужно в нее погрузиться.

Поэтому, не следует строить иллюзии. Изучайте схемотехнику и собирайте схемы.

Принципиальные схемы помогают собирать устройства, и при изучении теории, понимать работу устройства. Без знаний и опыта, схема это просто схема.

Микросхемотехника

Радиотехника для начинающих

Постепенное совершенствование технологий выпуска электронных комплектующих привело к появлению сначала микромодулей, а впоследствии – микросхем. При этом плотность размещения отдельных элементов превысила 10 штук на см3. Отметим, что под понятие «микромодуль» уже в то время подпадали следующие детали:

  • Полупроводниковые изделия (диоды, транзисторы);
  • Пассивные элементы (резисторы);
  • Конденсаторы, а также другие детали небольших размеров.

На смену им со временем пришли интегральные элементы, открывшие эпоху современной микросхемотехники.

Микросхемотехника

В плане реализации схемных решений интегральная электроника почти ничем не отличается от транзисторной логики, поскольку микросхема состоит из тех же дискретных элементов, имеющих миниатюрные размеры (примерно 0,5-1 мкм).

Современные электронные технологии обеспечили резкое увеличение показателя плотности монтажа элементов, величина которой была доведена до нескольких тысяч единиц на 1 см3.

Что такое сопротивление проводника?

Выше я пояснил, что такое электрический ток и напряжение, которые являются важнейшими понятиями электротехники и электроники. Вскоре вы узнаете, как они связаны между собой, а пока раскрыть ещё одно основополагающее понятие – сопротивление.

Когда электроны, несущие электрический заряд, перемещаются по проводнику, они испытывают противодействие, которое называется сопротивлением проводника. Обозначается R и имеет размерность Ом.

Очевидно, что сопротивление проводника зависит от его геометрических размеров, а также от свойств самого материала. Таким образом, сопротивление выразится следующим выражением

где l – длина проводника, м;

S – площадь поперечного сечения проводника, мм2

ρ – удельное электрическое сопротивление проводника при определённой температуре, Ом*мм2/м.

Величина удельного электрического сопротивления ρ, для разных материалов имеет разное значение, кроме того для разных температур оно также различно и имеет следующую зависимость

где ρ – удельное электрическое сопротивление при 0 С,

α – коэффициент, численно равный примерно 1/273.

С величиной удельного электрического сопротивления связано явление сверхпроводимости, которое проявляется у некоторых металлов и сплавов при температуре близкой к абсолютному нулю, примерно равной -273 С. При явлении сверхпроводимости сопротивление скачком обращается в нуль.

Азы электроники для чайников

Книга «Электроника для чайников» содержит сотни микросхем и фотографий, позволяющих даже самому далекому от этого дела человеку разобраться в принципах электроники. Подробнейшие советы и инструкции по проведению опытов помогут разобраться, как функционируют те или иные электронные детали. Также материал содержит рекомендации по выбору важнейших инструментов для работы в этой области и их полные описания.

Важно! По мере ознакомления с каждой главой читатель постепенно погружается в предмет, который увлекает его все больше и больше. Теоретические знания закрепляются практикой путем сборки простейших, но интересных устройств

Книга содержит следующие разделы:

  • «Основы теории электрических цепей», в котором дается определение напряжению, силе тока, проводникам, рассеиваемой мощности.
  • «Компоненты электросхем», где рассказывается о том, как простейшие элементы по типу резисторов, транзисторов, диодов и конденсаторов управляют током и задают его характеристики.
  • «Электрические схемы универсального предназначения». Здесь будет рассказано, как использовать простейшие цифровые и аналоговые схемы в сложных устройствах.
  • «Анализ электрических цепей», который познакомит с основными законами электроники и научит управлять силой тока и напряжением в электрической сети, научит применять эти закономерности на практике.
  • «Техника безопасности и рекомендации по ней». Этот раздел обучит безопасной работе с электрическими цепями и током в целом, поможет защищать себя и свои приборы от поражения током.

Вам это будет интересно Какое бывает поражение человека электрическим током

Обложка книги «Электроника для чайников»

Разновидности мультиметров и принцип их устройства

В настоящее время все мультиметры (тестеры) делятся на два вида: стрелочный мультиметр, он же аналоговый, и цифровой. Стрелочным мультиметром электрики пользуются давно, но работать с мультиметром этого типа сложно.

Непросто разобраться в нескольких шкалах. Необходимо удерживать сам прибор в определенном положении, чтобы стрелка по шкале не «гуляла». Поэтому все больше мастеров свое предпочтение отдают цифровым, а не аналоговым мультиметрам.

Необходимо отметить, что современный рынок предлагает широкий модельный ряд мультиметров, в котором есть практически любые предложения.

Но нужно заметить, что существует определенная пропорциональность, в которой соотношении цены и функциональности прибора прямая. То есть, чем дороже прибор, тем больше у него функций. Производители предлагают дорогие модели, похожие на осциллографы.

На бытовом уровне и для начинающих радиолюбителей и электриков подойдут более простые мультиметры для чайников. Все они имеют одну и ту же конструкцию, и внешний вид у них практически одинаковый.

В комплектацию таких тестеров входит сам аппарат и два щупа: красный и черный. Питание производится от батарейки Крона на 9 вольт (потребление энергии минимальное). Это и есть весь комплект.

Перед тем как перейти к основному вопросу статьи – как нужно пользоваться мультиметром любого типа: все тонкости – необходимо ознакомиться с его функциональными приспособлениями и научиться, ими управлять. В принципе, правила пользования достаточно просты.

Аналоговые

Это тестеры старого образца, которые выглядят как коробки с остекленной дугообразной шкалой и подпружиненной стрелкой. Часто на шкале есть зеркальная полоска-дуга, чтобы при взгляде на стрелку можно было совместить стрелку с ее отражением.

Таким образом, при замере вы смотрите точно перпендикулярно шкале, а не под углом, и вам будет труднее ошибиться. На измерительной панели нанесено много параллельных дуговых шкал для разных видов измерений:

Аналоговый мультиметр

Одно из главных преимуществ аналогового мультиметра – невысокая цена при вполне достаточной для бытовых целей точности измерений.

Тем более что в большинстве аналоговых мультиметров встроен специальный резистор для подстройки положения стрелки точно на «0». Для регулировки используется головка резистора, похожая на шлиц винта, расположенная ниже измерительной шкалы примерно в месте крепления стрелки.

Цифровые

Эти мультиметры более современные и выглядят как черные продолговатые коробочки с большим жидкокристаллическим табло для цифровой индикации показаний.

Свое название эти приборы получили потому, что входящие в прибор аналоговые сигналы в аналого-цифровом преобразователе (АЦП) переходят в цифровую форму. Такие аппараты дороже аналоговых, зато размеры и вес у них несколько меньше, работать с ними удобнее и быстрее.

Некоторые модели хорошо подходят для работы в полной темноте благодаря возможности подсветки индикаторного табло (а электрикам нередко приходится работать в темных помещениях). Вы просто нажимаете кнопку, и панель освещена.

Кроме того, можно найти модель с возможностью записи снимаемых показаний в память устройства и последующей передачей этих данных на компьютер для дальнейшего анализа. Для этого достаточно нажимать специальную кнопку.

Обычно цифровыми девайсами пользуются профессиональные электрики, электронщики и инженеры.

  • В комплект для измерений входят два провода с клеммами и остроконечными щупами:
  • один провод черного цвета – «минус», «масса», «com» (common – общий);
  • второй провод красного – «плюс» или «измерительный».

Черный щуп обычно прикладывают к корпусу электроприбора (общей шине) или цепляют специальным зажимом – «крокодильчиком». Красный щуп чаще всего берут в правую руку и прикладывают в разные места схемы.

Щупы в комплекте цифрового мультиметра такие же, как и в аналоговом мультиметре. Часто гнезда имеют цветовую маркировку – красное и черное обрамление, чтобы случайно не перепутать, какой щуп куда вставлять.

Иногда мультиметр является встроенной частью другого прибора, например, цифровых электрических клещей. Из-за необходимости иметь большие размеры такие устройства обладают большим количеством свободного места в своем корпусе, куда и встраивается мультиметр.

Работаем с мультиметром

В комплект к мультиметру входят два щупа — с красным и чёрным проводом. Вилка чёрного щупа вставляется в гнездо с отметкой «COM» (от Common, общий). Вилка красного провода вставляется в соседнее гнездо с отметкой «V». Рядом может находиться ещё одно гнездо, которое тоже предназначено для красного щупа, но для измерения больших токов.

Щуп имеет острую иглу-наконечник, которым нужно касаться компонентов при выполнении электрических измерений. Наконечники не являются источником большого заряда, и не могут нанести вам травму (только не пораньтесь острым концом).

Каждая позиция переключателя соответствует определённому числу, которое означает «не больше чем». Например, при измерении напряжения батарейки номиналом 6 В, нужно использовать позицию 20, а не 2. Если вы выберете неправильную позицию, то мультиметр покажет ошибку, например, «E» (error), «L» (lapse), «1» (изучите документацию к вашему устройству). Измените положение переключателя и выполните измерение снова.

Сопротивление

Международным обозначением сопротивления является греческая буква Омега — Ω, в России используется «Ом». Соотвественно, таблица различных значений выглядит следующим образом.

Количество Произносится Международное Русское
1000 ом 1 килоом 1KΩ или 1K 1 кОм
10 000 ом 10 килоом 10KΩ или 10K 10 кОм
100 000 ом 100 килоом 100KΩ или 100K 100 кОм
1 000 000 ом 1 мегаом 1MΩ или 1М 1 МОм
10 000 000 10 мегаом 10MΩ или 10М 10 Мом

Для измерения сопротивления нужно установить переключатель в позицию не меньше 100 КОм. А затем переключать в меньшие значения.

Напряжение

Международным обозначением напряжения является буква V, в России используется «В». Соотвественно, таблица различных значений выглядит следующим образом.

Количество Произносится Международное Русское
0.001 вольта 1 милливольт 1 mV 1 мВ
0.01 вольта 10 милливольт 10 mV 10 мВ
0.1 вольта 100 милливольт 100 mV 100 мВ
1 вольт 1000 милливольт 1 V 1 В

Сила тока

Международным обозначением силы тока является буква A, в России используется также «А». Соотвественно, таблица различных значений выглядит следующим образом.

Количество Произносится Международное Русское
0.001 ампера 1 миллиампер 1 mA 1 мА
0.01 ампера 10 миллиампер 10 mA 10 мА
0.1 ампера 100 миллиампер 100 mA 100 мА
1 ампер 1000 миллиампер 1 A 1 А

Электрический ток в батарейках называется постоянным током (DC, direct current).

В домах в розетках переменный ток (AC, alternating current).

Нюансы измерения сопротивления

В поисках идеальной точности измерений, всегда нужно помнить о погрешностях. Любая электронная деталь имеет допуски. Например, у резистора они могут составлять до 10 % в каждую сторону. И вместо сопротивления в 1000 От, можно получить значение либо в 900, либо в 1100.

При проверке сопротивления детали, впаянной в плату, всегда нужно освобождать из нее один вывод. В схеме параллельно могут присутствовать и другие проводники. Поэтому прибор покажет общий (неверный) результат. А если у элемента несколько выводов, то его полностью нужно выпаять из платы.

Поскольку человеческое тело проводит ток, то оно также обладает сопротивлением. Поэтому категорически нельзя прикасаться к исследуемому объекту обоими руками. То есть, одной рукой придержать деталь можно. Но нужно проследить, чтобы вторая конечность не прикасалась к оголенному щупу.

У контактов существует переходное сопротивление. Это когда даже чистый припой со временем покрывается оксидной пленкой. Чтобы избежать учета прибором этой погрешности, необходимо хотя бы поцарапать концом щупа место контакта. А лучше предварительно зачистить его.

Видео покажет, как измерять сопротивление на мультиметре:

https://youtube.com/watch?v=mL7XNOpDoRI

Электроника для всех

Закон Ома

Закон Ома
Сила тока в цепи пропорциональна напряжению и обратно пропорциональная полному сопротивлению цепи. I = U/RU – величина напряжения в вольтах.R – сумма всех сопротивлений в омах.I – протекающий по цепи ток.

Закон Ома на практике

Для примера просчитаем простейшую цепь, состоящую из трех сопротивлений и одного источника. Схему я буду рисовать не так как принято в учебниках по ТОЭ, а ближе к реальной принципиальной схеме, где принимают точку нулевого потенциала – корпус, обычно равный минусу питания, а плюс считают точкой с потенциалом равным напряжению питания. Для начала считаем, что напряжение и сопротивления у нас известны, а значит нам нужно найти ток. Сложим все сопротивления (о правилах сложения сопротивлений читай на врезке), дабы получить общую нагрузку и поделим напряжение на получившийся результат – ток найден! А теперь посмотрим как распределяется напряжение на каждом из сопротивлений. Выворачиваем закон Ома наизнанку и начинаем вычислять. U=I*R

поскольку ток в цепи един для всех последовательных сопротивлений, то он будет постоянен, а вот сопротивления разные. Итогом стало то, чтоUисточника = U1 +U2 +U3 . Исходя из этого принципа можно, например, соединить последовательно 50 лампочек рассчитанных на 4.5 вольта и спокойно запитать от розетки в 220 вольт – ни одна лампочка не перегорит. А что будет если в эту связку, в серединку, всандалить одно здоровенное сопротивление, скажем на КилоОм, а два других взять поменьше – на один Ом? А из расчетов станет ясно, что почти все напряжение выпадет на этом большом сопротивлении.

Закон Кирхгоффа.

Закон Кирхгоффа на примере

Согласно этому закону сумма токов вошедших и вышедших из узела равна нулю, причем токи втекающие в узел принято обозначать с плюсом, а вытекающие с минусом. По аналогии с нашей канализацией – вода из одной мощной трубы разбегается по кучи мелких. Данное правило позволяет вычислять примерный потребляемый ток, что иногда бывает просто необходимо при расчете принципиальных схем.

Мощность и потери

Мощность которая расходуется в цепи выражается как произведение напряжения на ток.Р = U * I Потому чем больше ток или напряжение, тем больше мощность. Т.к. резистор (или провода) не выполняет какой либо полезной нагрузки, то мощность, выпадающая него это потери в чистом виде. В данном случае мощность можно через закон ома выразить так:P= R * I2 Как видишь, увеличение сопротивления вызывает увеличение мощности расходующееся на потери, а если возрастает ток, то потери увеличиваются в квадратичной зависимости. В резисторе вся моща уходит в нагрев. По этой же причине, кстати, аккумуляторы нагреваются при работе – у них тоже есть внутреннее сопротивление, на котором и происходит рассеяние части энергии. Вот для чего аудиофилы для своих сверхмощных звуковых систем берут толстенные медные провода с минимальным сопротивлением, чтобы снизить потери мощности, так как токи там бывают немалые.

Есть закон полного тока в цепи, правда на практике мне он никогда не пригождался, но знать его не помешает, поэтому утяни из сети какой либо учебник по ТОЭ (теоретические основы электротехники) лучше для средних учебных заведений, там все гораздо проще и понятней описано – без ухода в высшую математику.

Часть 2. Резистор. Конденсатор. Индуктивность

Напряжение.

По определению напряжение — это энергия (или работа), которая затрачивается на перемещение единичного положительного заряда из точки с низким потенциалом в точку с высоким потенциалом (т. е. первая точка имеет более отрицательный потенциал по сравнению со второй). Из курса физики мы помним, что потенциал электростатического поля — это скалярная величина, равная отношению потен­циальной энергии заряда в поле к величине этого заряда. Давайте рассмотрим небольшой пример:

В пространстве действует постоянное электрическое поле, напряженность которого равна E. Рассмотрим две точки, расположенные на расстоянии d друг от друга. Так вот напряжение между двумя точками представляет из себя ни что иное, как разность потенциалов в этих точках:

U = \phi_1\medspace-\medspace \phi_2

В то же время не забываем про связь напряженности электростатического поля и разности потенциалов между двумя точками:

\phi_1\medspace-\medspace \phi_2 = Ed

И в итоге получаем формулу, связывающую напряжение и напряженность:

U = Ed

В электронике, при рассмотрении различных схем, напряжение все-таки принято считать как разность потенциалов между точками. Соответственно, становится понятно, что напряжение в цепи — это понятие, связанное с двумя точками цепи. То есть говорить, к примеру, «напряжение в резисторе» — не совсем корректно. А если говорят о напряжении в какой-то точке, то подразумевают разность потенциалов между этой точкой и «землей». Вот так плавно мы вышли к еще одному повсеместно используемому понятию, а именно к понятию «земля». Так вот «землей» в электрических цепях чаще всего принято считать точку нулевого потенциала (то есть потенциал этой точки равен 0).

Еще пару слов скажем о единицах, которые помогают охарактеризовать величину напряжения. Единицей измерения является Вольт (В). Классическое количественное определение величины в 1 Вольт звучит так: для перемещения заряда величиной 1 Кулон между точками, имеющими разность потенциалов 1 Вольт, необходимо совершить работу, равную 1 Джоулю. С этим вроде бы все понятно и можно двигаться дальше.

А на очереди у нас еще одно основополагающее понятие, а именно — ток.

Схемотехника

Для того чтобы заниматься робототехникой необходимо знать основы схемотехники, чтобы уметь читать и собирать свои схемы.

Определение

Схемотехника — это наука о проектировании и исследовании схем электронных устройств. Такие схемы обычно начерчены по формальным правилам, чтобы избежать путаницы. Схемы начерченные таким способом называются принципиальными схемами.

Основные правила принципиальных схем

  1. На принципиальной схеме соединение двух компонентов проводником обозначается прямой линией, соединяющей эти элементы.
  2. На каждый принципиальной схеме должен быть указан Источник питания (+) и земля (-).
  3. Каждый радиоэлемент обладает своим уникальным символом-пиктограммой.Если радиоэлементов одного рода в схеме несколько, им присваивается имя состоящее из буквы и цифры, где буква — первая буква названия радиоэлемента, а цифра — номер радиоэлемента в схеме.

Перечень основных радиоэлементов

Резистор— это элемент электрических цепей, обладающий определенным или переменным значением электрического сопротивления. Обычно резисторы обозначаются на схеме следующим образом.

Многие резисторы имеют маленькие размеры из за этого, для удобства их стали маркировать.Основными номиналами для резисторов стали 220 Ом, 1 кОм, 10 кОм.

Диод — это полупроводниковый прибор, пропускающий через себя электрический ток в одну сторону. Анод — это контакт, который подключается к положительному выводу источника питания, а катод — это контакт из которого выходит ток положительного потенциала и далее через элементы схемы попадает на отрицательный электрод источника тока. Ток пропускается только от анода к катоду.

Светодиод — это диод, который при пропуске тока, излучает свет. 

Потенциометр — регулируемый делитель электрического напряжения, переменный резистор. Представляет собой, как правило, резистор с подвижным отводным контактом (движком).

Транзистор — это полупроводниковый прибор, позволяющий с помощью слабого сигнала управлять гораздо более сильным. В зависимости от типа, транзисторы обозначаются на схемах по разному.

Конденсатор — это устройство, имеющее накапливать и передавать другим электрическим устройствам цепи заряд электрического тока.

Фоторезистор — это полупроводниковый прибор, меняющий величину своего сопротивления при попадании на него света.  Чем интенсивней свет, тем больше создается свободных носителей зарядов и тем меньше становится сопротивление элемента. 

Термистор — это полупроводниковый прибор, меняющий величину своего сопротивления пи повышении температуры окружающей его среды. 

Пьезодинамик — это электроакустическое устройство, переводящее переменное напряжение в колебание мембраны, тем самым создавая звук.

Микросхемотехника

Постепенное совершенствование технологий выпуска электронных комплектующих привело к появлению сначала микромодулей, а впоследствии – микросхем. При этом плотность размещения отдельных элементов превысила 10 штук на см3. Отметим, что под понятие «микромодуль» уже в то время подпадали следующие детали:

  • Полупроводниковые изделия (диоды, транзисторы);
  • Пассивные элементы (резисторы);
  • Конденсаторы, а также другие детали небольших размеров.

На смену им со временем пришли интегральные элементы, открывшие эпоху современной микросхемотехники.

Микросхемотехника

В плане реализации схемных решений интегральная электроника почти ничем не отличается от транзисторной логики, поскольку микросхема состоит из тех же дискретных элементов, имеющих миниатюрные размеры (примерно 0,5-1 мкм).

Современные электронные технологии обеспечили резкое увеличение показателя плотности монтажа элементов, величина которой была доведена до нескольких тысяч единиц на 1 см3.

Как проверить напряжение мультиметром

черный провод мультиметра необходимо подключить к разъему „COM”;
красный провод необходимо подключить к разъему для измерения напряжения „V” (Внимание! Подключение проводов иным образом может привести к повреждению прибора!)
мы ожидаем получить значение около 1,5 вольта, поэтому ручку мультиметра устанавливаем на значение «20» в области DCV или V- (буква V с тире, означает постоянный ток) и если это необходимо, включаем прибор (некоторые модели включаются при повороте ручки), при этом мультиметр должен показать 0;
металлическими наконечниками щупов мультиметра касаемся выводов батарейки… но какой куда? Попробуйте обе комбинации – результат должен быть один и тот же, только в одном случае будет отражаться положительное число, а в другом случае то же число, но только со знаком минус.
считываем значение – в нашем случае напряжение новой батарейки составляет 1,62 вольт;
выключаем мультиметр.

ВНИМАНИЕ! Во время проведения измерений, чтобы не повредить мультиметр, всегда выбирайте диапазон измерения большее максимально ожидаемого результата! Если мы не знаем чего ожидать, то безопаснее будет выбрать более высокий диапазон и в дальнейшем уменьшить его для получения максимально точного результата. Поскольку мы научились измерять напряжение мультиметром, то давайте померим и другие батарейки/аккумуляторы! Мы для тестирования выбрали:. Поскольку мы научились измерять напряжение мультиметром, то давайте померим и другие батарейки/аккумуляторы! Мы для тестирования выбрали:

Поскольку мы научились измерять напряжение мультиметром, то давайте померим и другие батарейки/аккумуляторы! Мы для тестирования выбрали:

  • заряженный аккумулятор 1,2 вольта, размер АА — мультиметр показал 1,34 вольт.
  • частично разряженный аккумулятор Ni-Mh (используемый в камере) — мультиметр наш показал 1,25 вольт.

Далее нам понадобятся 4 батарейки формата ААА, кассета для 4 батареек и макетная плата (что такое макетная плата и как ею пользоваться можно узнать здесь). Установим наши 4 батарейки в кассету. Затем концы проводов кассеты вставим в отверстия макетной платы так, как это показано на следующих фото:

Следующим шагом будет подготовка соединительных проводов (перемычек), их еще называют джамперами. Это такие провода, которые будут объединять отдельные радиодетали между собой на макетной плате.

Конечно же, какое-то количество джамперов входит в комплект вместе с макетной платой. Но если их у вас нет, то не беда, их можно сделать самим.

Держатель для платы
Материал: АБС + металл, размер зажима печатной платы (max): 20X14 см…

Подробнее

Для этого нам понадобится: компьютерный кабель, так называемая витая пара, ножницы или острый нож.

Для начала необходимо снять изоляцию с кабеля. Внутри кабеля мы видим скрученные между собой тонкие провода. Следующим шагом будет нарезка проводов необходимой длинны. И последнее что необходимо – это зачистить с обоих концов изоляцию примерно на 1 см.

Далее. Нам понадобится 4 короткие перемычки (для соединения линий питания платы) и 2 длинные, лучше если они будут красного и синего цвета.

Теперь мы на макетной плате соберем нашу первую схему. Возьмем резистор 22кОм с цветными полосками (красный-красный-оранжевый-золотой). А какое реальное сопротивление данного резистора? Давайте проверим это мультиметром!

Измерение напряжения

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Зинг-Электро
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: