Основы домашнего железоделания. Уровень 1

__Дело — труба Итак, будем считать, что после прочтения предыдущей статьи с типичными вопросами и ответами, а также после первого практического занятия (напомню, что найти этот материал можно на нашем диске ) паяльник в наших руках уже не является смертельно опасным орудием. Осталось только решить, что мы будем паять и зачем. Дабы облегчить принятие этого решения, в этой и нескольких последующих статьях я расскажу кое-что об электронных устройствах, радиодеталях и с чем, как говорится, их едят. Начнем с самых основ — то есть с электричества. Первые две “паспортные характеристики”, которые мы должны знать, — это напряжение и ток. Чтобы понять их смысл, представьте

себе водопроводную трубу. “Напряжение” — это разница давления на ее концах, “ток” — это скорость воды. Напряжение может почти не вызывать тока (полный напор, но посередине кран закрыт или чуть капает). Ток тоже может возникнуть почти без напряжения (представьте себе большую дренажную трубу под шоссе, по дну которой резво журчит ручеек). Как связать их величины вместе? Узенький полузакрытый кран и широкая труба отличаются сопротивлением, которое они оказывают потоку. Именно оно связывает наш “ток” и “напряжение”. Для электрической цепи картина будет выглядеть так. Ток, обозначается буквой I , равен напряжению ( U ), деленному на сопротивление ( R ). I=U/R , и все. Это нехитрое обстоятельство выяснил в тысяча мохнатом году физик Георг Ом, в честь которого эту формулку назвали законом Ома (неверные падают ниц…), а саму единицу измерения сопротивления — ом. Что произойдет, если два (или больше) сопротивления соединены последовательно — я думаю, не стоит даже особо объяснять: они просто складываются. Если же они соединены параллельно — тут немножко сложнее, потому что складываются не сопротивления, а очень даже наоборот — проводимости (представьте

себе две параллельные трубы — у них, конечно, суммируется пропускная способность). Математически это выглядит так: 1/Rобщ=1/R1+1/R2… и сколько их там есть. То есть Rобщ=1/(1/R1+1/R2…), что при случае легко посчитать на калькуляторе. Кстати, при последовательном соединении большая часть напряжения достанется большему сопротивлению (представьте себе узкую трубочку, включенную в широкую трубу: в широкой трубе давление почти одинаковое, а вот в узкой на концах разница велика). При параллельном же напряжение, естественно, одинаковое (и у труб общие концы), а вот большая часть тока (то есть воды) идет по меньшему сопротивлению (то есть по более толстой трубе). Ваттная мощность Что-то холодать начало… Включу-ка я второй обогреватель… Впрочем, если выбьет пробки — останусь без тепла, света и DooM’а сразу, так что лучше сперва оценить, выдержит ли такого “мощного” прожору сеть. На пробке написано: 10 ампер. То есть максимальный ток мы знаем… Напряжение тоже известно всем с детства — те самые родные 220 вольт… А на обогревателях — как раз указана его мощность. Целый “один киловатт” или, по-другому, одна тысяча ватт. Представьте себе, как вода крутит турбину. Как вы думаете, от чего зависит успешность этой “деятельности”? При слабом “токе” и большом “напряжении” турбина просто висит себе под давлением в воде, крутиться не собирается. При слабом “напряжении” и большом “токе” турбина вертится, как волчок, но любая попытка заставить ее работать приведет к тому, что она встанет, как вкопанная, вместе со своим немощным ручейком. Значит, важно и то, и другое. Значение мощности можно отыскать, нехитрым образом перемножив ток и напряжение. Обозвав ее буковкой P (это от словечка “power”, если кто не догадался), посчитаем максимальную мощность в сети. P=UI, то есть в нашем случае мощность=22010 или 2200 ватт. Два обогревальника отъедают по тысяче ватт (1 киловатт) каждый, значит, еще двести остается в запасе. Включаю… Перемены по синусу Итак, стало немножко потеплее — можно перестать стучать зубами и, расслабившись в

Рис. 1. Как получается действующее напряжение.
кресле, поговорить на отвлеченные темы. Всем известно, что в нашей неохватной на трезвую руку Родине юзается в хвост и в гриву не какой-нибудь, а именно “переменный” ток. Остановимся на нем поподробнее. Переменный ток/напряжение — это, собственно, ток или напряжение, меняющиеся во времени. В случае, если они меняются строго по синусоидальному закону, они называются “гармоническим колебанием”. Почему именно гармоническим — умолчу, дабы не смешить сфинкса и не подвергать опасности Землю. Наше сетевое напряжение можно приблизительно считать гармоническим (если не очень заостряться на шумах и бросках). Меняется оно с частотой 50 герц, т.е. 50 раз в секунду (оверклокеры посмеиваются в усы). Где же там, напрашивается вопрос, 220 вольт? В какой из 50 моментов в пресловутую секунду он 220, а в какой не 220? Бодяга в том, что величина “220” — это условное среднее напряжение, называемое “действующим”. Максимальное (называемое еще “амплитудным”) напряжение, естественно, “немножко”, раза эдак в полтора, побольше. **__**Из рисунка видно, откуда получается действующее напряжение. Нашему нагревателю все равно, в какую сторону течет ток, поэтому отрицательные, нижние горбы мы можем мысленно “повернуть” вверх. А “раскатав” их до плоскости (математику этого расчета мы пока пропустим), мы получим наши 220 вольт и заявим на весь мир, что в нашей сети их именно столько. Естественно, то, что безразлично обогревателю, может быть небезразлично другим приборам. Скоро мы научимся пользоваться этими их свойствами, а сейчас, мне кажется, пора что-нибудь собрать, вооружившись нашими новыми знаниями. Практика Эй, товарищ, а что это там у тебя в углу такое? Магнитофон? А почему весь в пыли? Не юзаешь? Нехорошо… Давай-ка подключим его к твоей звуковой карте. Что? Говоришь, нет на нем линейного выхода? Ничего, нам с

Рис. 2. Наша схема.
тобой сойдет и наушниковое гнездо… Конечно, напрямую подключать магнитофон нельзя, так как напряжение на этом гнезде слишком велико, и звуковуха, если не накроется, то все равно будет работать с перегрузкой и жуткими искажениями. Если же мы просто снизим громкость на магнитофоне, то хилый сигнал потонет в шумах и шипе. Поэтому пусть магнитофон орет как хочет, а мы с вами смастерим правильный, сделанный по всем законам Ома переходник. Итак, для начала — измерим уровень напряжения в этом гнезде. Нам нужно выяснить, сколько вольт выдает магнитофон на-гора в своем самом “любимом” и качественном режиме. **__**Для этого возьмем “хардрокерские” наушники, которые скорее оглушат весь квартал и разджибзуют владельцу голову, чем начнут хрипеть от перегрузки. Воткнем их в гнездо и, вращая регулятор громкости, добьемся того, чтобы звук был как можно громче (так мы надежно “задавим” шум), но не начал искажаться от перегрузки. Проще говоря, мы должны получить самый ясный, громкий и чистый звук. Засечем “царапком” это положение, так как именно в него мы будем ставить регулятор, подключая впоследствии магнитофон к звуковухе. Затем воткнем в гнездо “пустой” разъем и простым вольтметром померим напряжение (установив на вольтметре режим переменного тока). Само собой, что оный “пустой” разъем придется предварительно приобрести. Если магнитофон не трофейный 1943 года, то гнездо у него стандартное — стереоштекер, jack 2,5. Снимем с наушникового штекера крышку-оболочку и подключим клеммы вольтметра. “Общий”, он же “Земля” — это провод, относительно которого измеряются все напряжения. Как видно из самого названия, он принят за “нулевой уровень” всей схемы. В стандартном штекере это “комель дерева”, контакт у основания. Измерять ли нам напряжение на левом или правом “ухе” — все равно, они, в общем-то, должны быть одинаковые, как и средняя громкость. Концерт классики, где то пилит одна скрипочка, то ухает оркестр, то в левом — литавры, а в правом — тишина, нам мало подойдет, а какая-нибудь “тулула” или “Полковник” — самое то. Но на будущее, “Левый” — это пимпочка на конце, а “Правый” — это серединка. Тэээкс, максимум 10 вольт? Здоров магнитофончик… Умножим для запаса — эдак

на полтора, пусть будет 15 (мало ли какая запись попадется). Теперь проделываем то же с “образцовым” устройством, подключающимся к звуковухе. Скорее всего, в его роли выступит сидюк (то есть мы будем подключать магнитофон на правах сидюка, через его колодку-разъем на звуковой плате). На задней стенке привода CD-ROM находится колодка для стандартного провода на звуковуху, ну там уж совсем все просто — на ней прямо написано “R”, “L”, “G”. С первыми двумя все вроде совсем ясно — правый да левый, а вот “Земля” (Ground) почему-то имеется аж в двух экземплярах. Не волнуйтесь — они совсем ничем не отличаются друг от друга, ибо нулевой уровень, он и есть нулевой уровень. Подключите клеммы к “нулю” и одному каналу. Всячески избегайте случайных касаний клемм. При этом сопротивление, на которое “работает” магнитофон или сидюк, становится равным нулю, а при этом (по закону Ома I=U/R, а делить на ноль низззя) ток должен стать бесконечным. На самом же деле устройство при этом просто сгорит, пытаясь совершить то, что не в его силах. Это называется “короткое замыкание”. Итак, три вольта (на меня не надейтесь! свой лучше перемерить самостоятельно). Обобщив все вышенамерянное, делаем вывод, что нам надо разделить 15 вольт на “кусочки” по 3 и 12 вольт. Для этого необходимо взять два резистора, соотносящихся друг с другом как 3 к 12 (а вместе они должны быть равны наушникам, посмотрите в их паспорт или измерьте омметром, в моем примере — 100 ом). Помните — чем ниже сопротивление, тем по закону Ома выше ток и, при том же напряжении, больше мощность.

Попытка подключить слишком мощную нагрузку — это “почти короткое замыкание”, и так тоже можно “убить” устройство. К счастью, большинство современных сидюков, звуковух и иже с ними снабжены защитой, которая быстренько отключает выход, увидев на нем такое безобразие. Итак, 100/15=20/3. Три таких “кусочка” (20/33) дают нам 20 ом, а 12 (20/312) — 80 ом. Берем провод со штекером jack 2.5 (наушниковый обычный) и разъемом под магнитофон, в нашем случае это второй точно такой же. Если нет — то где у магнитофона “0”, “L” и “R”, определяем экспериментально путем втыкания проводков с наушником (только не коротните выход!). Соединяем все по схеме на рис. 2. На схеме резистор обозначается просто: как прямоугольничек с выводами от коротких сторон и буквой R (если выводы от длинных сторон и буква Р или К, значит, это реле). Конкретное значение сопротивления написано рядом, если без букв — омы, если К или М — соответственно, кило- или мегаомы. При маркировке микросхем используется немного другое обозначение. Буква стоит вместо десятичной точки, а количество ом обозначается как Е. Так, например, надпись на корпусе резистора “2Е2” обозначает 2,2 ома, а “2К2” — 2,2 килоома. Бывают еще цветовые коды, но мы их приведем в другой раз. Разные резисторы приведены на фотографиях на нашем компакте. Там видно, что на некоторых резисторах параметры написаны открытым текстом. Спаяв (и промерив на всякий случай напряжение на выходе) кабель-переходник (фото 1), возьмем стандартный кабель, соединяющий привод CD-ROM со звуковухой, срежем его и припаяем гнездо под jack (фото 2). Затем ввинтим/вклеим гнездо в заднюю панель (иногда перед пайкой нужно сперва пропустить провод, т.к. весь разъем не пролезет) и подключим его к звуковухе (фото 3). Ну что ж… Теперь можно резаться в “Контру”, ставя бомбу под “Черные бушлаты” Высоцкого. Попробуйте. Исключительно в тему… На CD в качестве образца идет списанная с магнитофона песенка (Высоцкий, кто же еще?)

Особо малогабаритные резисторы можно поместить прямо в разъем. Вот это гнездо как раз можно сначала припаять. В отверстие его ‘‘мордочка’’ пройдет. CD-вход перекочевал на заднюю стенку. Осталось включить между ним и магнитофоном кабель-переходник.