ВНИМАНИЕ: Набор содержит детали с острыми краями и

ВНИМАНИЕ: Набор содержит детали с острыми краями и гранями. Будьте внимательны при их использовании. Храните
изделие в местах, недоступных для детей до трех лет. При работе с изделием следует использовать только батареи. Применение какихлибо других источников питания запрещено и потенциально опасно. Запрещается одновременное использование старых и новых
батарей, а также алкалиновых и стандартных (угольно-цинковых) батарей. Запрещается использование перезаряжаемых (никелькадмиевых) аккумуляторов. Инструкция рекомендована к прочтению взрослым, под руководством которых будет происходить работа.
Моя первая электронная лаборатория
Введение
Комплект предназначен для детей в возрасте от восьми лет. Его следует хранить в местах, недоступных для детей младшего возраста.
Комплект очень прост в использовании. Все электронные компоненты соединяются между собой при помощи магнитов и стальных шариков. Подобная простая и функциональная система соединения позволяет построить 10 электрических схем по прилагаемым чертежам.
Освоив основные принципы работы с компонентами и познакомившись с их функциями, ты сможешь создать собственные электрические
схемы и откроешь для себя удивительным мир электроники.
Электронные устройства - неотъемлемая часть нашей жизни. Комплект показывает и объясняет основные принципы работы электронных
схем. Данный набор – отличная стартовая площадка для любого, кто интересуется электроникой.
Компоненты данного набора можно использовать с компонентами любых магнитных конструкторов. Это позволяет строить различные
объекты с применением электронных схем, например, фонарные башни или маяки и т.д.
ВНИМАНИЕ! При работе с данным набором должны использоваться только 4 батареи типа АА (напряжение 1,5 В). Использование
перезаряжаемых аккумуляторов запрещено. Подключение к электросети напрямую или через трансформатор строго запрещено.
Чтобы сэкономить заряд батарей, после окончания работы рекомендуется их отсоединить.
Все компоненты и детали набора, особенно стальные шарики-соединители должны храниться вне досягаемости детей до трех лет.
Не храните компоненты и детали, содержащие магниты, вблизи компакт-дисков и электронных приспособлений, которые могут быть повреждены вследствие электромагнитного излучения.
При построении любых электронных схем следует соблюдать несколько общих правил работы.
1.
2.
3.
4.
Перед началом установки компонентов на рабочую поверхность, необходимо убедиться, что батареи отключены. Помни, что компоненты содержат магниты и могут самопроизвольно соединиться. Если питание включено, это может вызвать короткое замыкание.
Питание следует включать только после того, когда построение электронной схемы полностью закончено. Если схема не работает, отключи питание и проверь правильность всех соединений. Нажми на кнопку сброса, чтобы убедиться в отсутствии короткого замыкания.
Рекомендуем тебе заранее подготовить контейнеры для хранения рабочих деталей. Например, для этого можно использовать пустую
емкость для заморозки кубиков льда. Таким образом, ты можешь держать детали в порядке и с легкостью находить нужную в процессе
работы. Для стальных шариков нужна более глубокая и широкая емкость – иначе при неосторожном движении они раскатятся и могут
потеряться. Для хранения деталей также можно использовать емкости из данной упаковки.
Перед тем, как начать строить схему, подготовь детали, которые тебе потребуются. Положи чертеж схемы лицевой поверхностью
вверх, чтобы видеть описание и правильно соединять все компоненты.
Qiddycome (2007). НЕ РАЗРЕШАЕТСЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ ИЛИ ПЕРЕДАЧА КАКИМ-ЛИБО СПОСОБОМ ИЛИ В КАКОЙ-ЛИБО ФОРМЕ ДАННОЙ ПУБЛИКАЦИИ БЕЗ ПИСЬМЕННОГО СОГЛАСИЯ ИЗДАТЕЛЯ.
1
5.
6.
Перед началом работы над новой схемой убери все компоненты, которые использовались для предыдущей, в место их хранения.
Всегда убеждайся в правильном подключении деталей с маркировкой +/-.
НАЧАЛО РАБОТЫ
Данное руководство включает в себя альбом с чертежами электронных схем. Они позволяют на практике познакомиться с особенностями
различных компонентов. Схемы необходимо строить в полном соответствии с чертежами, соединяя детали при помощи стальных шариков. В альбоме ты также найдешь чертежи, выполненные в соответствии с профессиональными требованиями, точно такие, как используют профессиональные инженеры по электронике.
Подключение комплекта батарей. В качестве элементов питания используются 4 батареи типа АА общей мощностью 6 В. Установи батареи
и закрой батарейный блок. Ты увидишь выключатель On/Off (Включено/Отключено)
В процессе построения схемы выключатель всегда должен находиться в положении Off (Отключено). Из батарейного блока выходят два
проволочных соединителя (красный +, черный -). Эти соединители должны подключаться к стальным шарикам компонентов схемы в соответствии с чертежом.
Перечень деталей
Блок батарей
8 проволочных соединителей, обозначаемых линией (желтый)
1 лампа 6 В (голубой)
1 красный светодиод (прозрачный)
1 фоторезистор (голубой)
1 мотор (голубой)
1 кнопка (голубой)
1 резистор 470 Ом (коричневый)
1 резистор 15 кОм (коричневый)
1 резистор 100 кОм (коричневый)
1 потенциометр 20 кОм (голубой)
1 транзистор PNP S8050 (голубой)
11 стальных шариков
При работе с электронными компонентами залогом успеха является аккуратность и усидчивость. Все детали должны находиться на своих
местах. Работай медленно, каждый раз проверяй, используешь ли ты правильную деталь на правильном месте. Собрав несколько схем, ты
начнешь понимать общие правила строения электрических цепей и сможешь, правильно соединяя детали, создавать свои собственные схемы. На обратной стороне инструкции по созданию схем ты найдешь примеры использования электрических цепей в объемных конструкциях.
ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ И ИХ ФУНКЦИИ
Проволочный соединитель
Эта деталь представляет собой отрезок проволоки и используется для соединения других деталей. Медная проволока является отличным проводником с минимальным сопротивлением. Характеристики не зависят от положения при соединении.
Лампа
В данный набор входят лампы 6 В 0,1 А. Все лампы накаливания работают по одному принципу.
Если ты приблизишь выключенную лампочку к глазам, то увидишь небольшую проволочную спираль. Когда по этой
проволоке пропускают электрический ток, она раскаляется добела и излучает свет. Это означает, что если в своей
электрической схеме ты создаешь напряжение 6 В, то лампа светится с максимальной яркостью и использует 0,1 А.
При напряжении 3 В лампа светится значительно менее ярко. Характеристики не зависят от положения при соединении.
2
Резистор
В набор входят резисторы четырех видов с сопротивлением от 470 Ом до 100 кОм (100000 ом). Резисторы могут выполняться из различных материалов, но чаще всего в электроцепях используются
угольные. Резисторы различаются сопротивлением, которое измеряется в Омах и килоОмах (кОм).
1кОм = 1000 Ом. При включении резистора в электрическую схему, он преобразует электромагнитную
энергию в тепловую, то есть нагревается, снижая напряжение электрической цепи.
Характеристики не зависят от положения при соединении.
Делитель напряжения (потенциометр)
Потенциометр – тот же резистор, но оборудованный поворотным регулятором, с помощью которого
можно плавно изменять сопротивление. В данном наборе предлагается потенциометр, который действует в пределах 0 – 20000 Ом.
Построив схему 5, ты узнаешь, как изменение напряжения при помощи потенциометра влияет на яркость лампы.
Характеристики не зависят от положения при соединении.
Фоторезистор (фотоприемник)
Фоторезистор представляет собой резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от
его освещенности.
Характеристики не зависят от положения при соединении.
Светодиод
В набор входит светодиод – полупроводник простейшего используемого в электрических схемах вида.
Светодиоды сделаны из кремния, который является отличным изолирующим материалом. При смешивании с различными химическими элементами, например фосфором или бором, кремний меняет свою
структуру на атомном уровне, превращаясь из изолятора в полупроводник.
Существует две разновидности примесных полупроводников на основе кремния: p-типа (+) и n-типа
(-). Полупроводник пропускает ток в одном направлении – это похоже на турникет в магазине или метро, который работает на вход, но не на выход. Движение электронов в полупроводниковом материале
вызывает его свечение.
Сторона полупроводника, маркированная «+», должна подсоединяться к положительной, а маркированная «-», – к отрицательной части цепи.
3
Резистор
потенциометр
ФОТОРезистор
Led
Транзистор
Транзисторы – наиболее важные и часто применяемые из всех полупроводников. Транзистор отличается от светодиода тем, что состоит из трех слоев. Это позволяет создавать своеобразные «сэндвичи» из негативного-позитивного-негативного (NPN) или позитивного-негативного-позитивного (PNP)
переходов. Транзисторы могут использоваться для переключения или усиления напряжения.
Транзистор – это как бы два светодиода, расположенные «спина к спине», которые блокируют ток в
обоих направлениях (как два расположенные друг напротив друга турникета, которые не пропускают
никого ни на вход, ни на выход). Однако у транзистора также есть кремниевая «прослойка» – база (B).
Небольшое изменение напряжения на базе, позволяет значительно изменять сопротивление «сэндвича». Можно сравнить транзистор с водопроводным краном – чем больше напряжение на базе,
тем сильнее открыт кран. Как ты уже догадался – одна из ножек транзистора называется базой (B)
две другие – E (эмиттер) и C (коллектор). На обозначении транзистора в электронных схемах базе
соответствует значок в форме буквы «Т». Эмиттеру электрод со стрелочкой а коллектору без нее. В
зависимости от типа транзистора стрелочка на обозначении эмиттера может быть направлена к базе
(транзистор PNP типа) или от нее (NPN типа).
Подсоединять транзисторы необходимо в точном соответствии со схемой.
Кнопка
Переключатель, который входит в набор, принадлежит к типу «нормально открытый». При нажатии
кнопки электрическая цепь замыкается.
Характеристики не зависят от положения при соединении.
Электромотор
Данный набор включает электромотор, работающий от постоянного тока напряжением 6 В. Мотор
может работать и при более низком напряжении, вплоть до 1 В, но значительно медленнее.
Характеристики не зависят от положения при соединении.
Батарейный блок
Батарейный блок размещает 4 батареи типа АА напряжением 1,5 В (общее напряжение 6 В). Батарейный блок имеет автоматический размыкатель цепи, который прекращает подачу тока к электрической схеме. По такому же принципу работает механизм, отключающий электричество в квартире
при нарушении работы электропроводки.
Контакт «+» должен подсоединяться к положительной, а «-» – к отрицательной части цепи.
4
PNP
КНОПКА
НАЧАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ
1. Лампа
Батарея
6В
Л1
6В 0.1 А
6В 0.1А
Чтобы заставить лампу гореть или построить любую
другую схему, электрическую цепь необходимо замкнуть.
Так же как и в обычной цепочке, все «звенья» электрической цепи должны быть скреплены между собой и объединены в круг. Если какое-либо из звеньев отсутствует,
электрическая цепь разомкнется и не будет работать.
5
НАЧАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ
2. Лампа с кнопкой
Кнопка
Батарея
6В
Л1
6В 0.1 А
6В 0.1А
В этой схеме часть провода заменена переключателем. Переключатель данного типа называется
«нормально открытым». Это значит, что цепь разомкнута, пока ты не нажмешь кнопку. Нажав кнопку, ты
замыкаешь, цепь, и лампа начинает гореть.
6
НАЧАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ
3. Лампа и потенциометр
VR
50 кОм
Батарея
6В
Л1
6В 0.1 А
6В 0.1А
На примере данной схемы ты можешь познакомиться с
функциями потенциометра. Как и обычный резистор, потенциометр создает сопротивление электрическому току.
Но если сопротивление обычного резистора постоянно, то
сопротивление потенциометра ты можешь менять, поворачивая регулятор, в пределах 1000 – 20000 Ом. Результат
можно контролировать, наблюдая за лампой: чем выше
сопротивление потенциометра, тем менее ярко она будет
гореть. При слишком высоком сопротивлении, лампа не
будет гореть совсем.
7
НАЧАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ
4. Светодиод
R1
470
Батарея
6В
Led 1
красный
Led 1
красный
Светодиоды – это диоды, которые начинают светиться
при протекании через них электрического тока. Разница
между светодиодами и лампами накаливания заключается в том, что светодиод будет светиться только в том
случае, если подсоединен «плюсом» к положительному,
а «минусом» - к отрицательному контакту батареи. Электрический ток может проходить через светодиод только
в одном направлении. Поскольку светодиоды используют минимальное напряжение, они широко используются
в качестве индикаторов для различных электронных
устройств. Обрати внимание, что, включая в сеть светодиод, ты должен разместить рядом с ним резистор 470
Ом. Если ты подключишь светодиод к батарее напрямую,
без резистора, светодиод будет поврежден.
8
НАЧАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ
5. Светодиод и фоторезистор
Фоторезистор
R1
470
Батарея
6В
Фоторезистор
Led 1
красный
Led 1
красный
Фоторезистор изменяет свое сопротивление в зависимости от количества света, которое на него попадает.
Чем ниже освещение, тем выше сопротивление резистора. При высоком сопротивлении светодиод погаснет.
9
НАЧАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ
6. Светодиод и pnp-транзистор
Фоторезистор
Т1
8550
Батарея
6В
R1
100 кОм
Фоторезистор
Led 1
красный
Т1
Led 1
красный
10
В данной схеме мы в первый раз используем транзистор. Убедись, что
подключил его правильно. Так же как
и в предыдущей, в этой схеме участвует фоторезистор. Но включение
в цепь транзистора увеличивает чувствительность. Обрати внимание, что
если фоторезистор частично затемнен, светодиод продолжает гореть, но
менее ярко. Транзистор увеличивает
проходящее через него напряжение.
Маркировка E на транзисторе обозначает эмиттер, В – базу, С – коллектор.
При поступлении к базе небольшого
напряжения, оно увеличивается проходя через эмиттер и коллектор.
НАЧАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ
7. Лампа горит в темноте
Фоторезистор
Батарея
6В
Фоторезистор
Т1
8550
R1
15 кОм
Л1
6В 0.1 А
Т1
ЛАМПА
11
Эта схема аналогична предыдущей, только вместо светодиода
используется лампа накаливания.
Обрати внимание на еще одно изменение в схеме – резистор 100
кОм заменен на резистор 15 кОм.
Ты можешь попробовать заменить
его на 10 кОм и увидишь, какое
действие это окажет на цепь.
НАЧАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ
8. Электромотор
Батарея
6В
МОТОР
Подключи к схеме мотор и обрати внимание, в какую сторону он вращается.
12
Мотор
НАЧАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ
9. Изменение направления
Батарея
6В
Мотор
МОТОР
Эта схема почти аналогична предыдущей, но имеет
одно отличие. Ты его заметил? Присмотрись к работе
мотора – что ты видишь? Направление вращения электромотора зависит от того каким образом электрический ток проходит через его катушки при подсоединении к батарее. Меняя местами «плюс» и «минус» ты
изменяешь направление вращения электромотора.
13
НАЧАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ
10. Изменение направления
Батарея
6В
Мотор
6В 0.1А
МОТОР
Попробуй заменить один из проводов этой схемы лампой и посмотри, что получится. Какой вывод можно из этого сделать?
14
Л1
6В 0.1 А
ST-EM2010