Радиолюбительские схемы и самоделки, собранные своими руками. Простые схемы для начинающих

Кто занимается радиоэлектроникой дома, обычно очень любознателен. Радиолюбительские схемы и самоделки помогут найти новое направление в творчестве. Возможно, кто-то найдет для себя оригинальное решение той или иной проблемы. Некоторые самоделки используют уже готовые устройства, соединяя их различным образом. Для других нужно самому полностью создавать схему и производить необходимые регулировки.

Одна из самых простых самоделок. Больше подходит тем, кто только начинает мастерить. Если есть старый, но рабочий сотовый кнопочный телефон с кнопкой включения плеера, из него можно сделать, например, дверной звонок в свою комнату. Преимущества такого звонка:

Для начала нужно убедиться, что выбранный телефон способен выдавать достаточно громкую мелодию, после чего его необходимо полностью разобрать. В основном детали крепятся винтами или скобами, которые осторожно отгибаются. При разборке нужно будет запомнить, что за чем идет, чтобы потом можно было все собрать.

На плате отпаивается кнопка включения плеера, а вместо нее припаиваются два коротких провода. Затем эти провода приклеиваются к плате, чтобы не оторвать пайку. Телефон собирается. Осталось соединить телефон с кнопкой звонка через двужильный провод.

Самоделки для автомобилей

Современные автомобили снабжены всем необходимым. Однако бывают случаи, когда просто необходимы самодельные устройства. Например, что-то сломалось, отдали другу и тому подобное. Вот тогда умение создавать электронику своими руками в домашних условиях будет очень полезно.

Первое, во что можно вмешаться, не боясь навредить авто, - это аккумулятор. Если в нужный момент зарядки для аккумулятора не оказалось под рукой, ее можно быстро собрать самостоятельно. Для этого потребуется:

Идеально подходит трансформатор от лампового телевизора. Поэтому те, кто увлекается самодельной электроникой, никогда не выбрасывают электроприборы, в надежде, что они когда-нибудь понадобятся. К сожалению, трансформаторы использовались двух видов: с одной и с двумя катушками. Для зарядки аккумулятора на 6 вольт пойдет любой, а для 12 вольт только с двумя.

На оберточной бумаге такого трансформатора показаны выводы обмоток, напряжение для каждой обмотки и рабочий ток. Для питания нитей накаливания электронных ламп используется напряжение 6,3 В с большим током. Трансформатор можно переделать, убрав лишние вторичные обмотки, или оставить все как есть. В этом случае первичные и вторичные обмотки соединяют последовательно. Каждая первичная рассчитана на напряжение 127 В, поэтому, объединяя их, получают 220 В. Вторичные соединяют последовательно, чтобы получить на выходе 12,6 В.

Диоды должны выдерживать ток не менее 10 А. Для каждого диода необходим радиатор площадью не менее 25 квадратных сантиметров. Соединяются они в диодный мост. Для крепления подойдет любая электроизоляционная пластина. В первичную цепь включается предохранитель на 0,5 А, во вторичную - 10 А. Устройство не переносит короткого замыкания, поэтому при подключении аккумулятора нельзя путать полярность.

Простые обогреватели

В холодное время года бывает необходимо подогреть двигатель. Если автомобиль стоит там, где есть электрический ток, эту проблему можно решить с помощью тепловой пушки. Для ее изготовления потребуется:

• асбестовая труба;
• нихромовая проволока;
• вентилятор;
• выключатель.

Диаметр асбестовой трубы выбирается по размеру вентилятора, который будет использоваться. От его мощности будет зависеть производительность обогревателя. Длина трубы - предпочтение каждого. Можно в ней собрать нагревательный элемент и вентилятор, можно только нагреватель. При выборе последнего варианта придется продумать, как пустить воздушный поток на обогревательный элемент. Это можно сделать, например, поместив все составляющие в герметичный корпус.

Нихромовую проволоку также подбирают по вентилятору. Чем мощнее последний, тем большего диаметра можно использовать нихром. Проволока скручивается в спираль и размещается внутри трубы. Для крепления используются болты, которые вставляются в заранее просверленные отверстия в трубе. Длина спирали и их количество выбираются опытным путем. Желательно, чтобы спираль при работающем вентиляторе не нагревалась докрасна.

От выбора вентилятора будет зависеть, какое напряжение нужно подать на обогреватель. При использовании электровентилятора на 220 В не нужно будет использовать дополнительный источник питания.

Весь обогреватель подключается к сети через шнур с вилкой, но он сам должен иметь свой выключатель. Это может быть как просто тумблер, так и автомат. Второй вариант более предпочтителен, он позволяет защищать общую сеть. Для этого ток срабатывания автомата должен быть меньше тока срабатывания автомата помещения. Выключатель еще нужен для быстрого отключения обогревателя в случае неполадок, например, если вентилятор не будет работать. У такого обогревателя есть свои минусы:

• вредность для организма от асбестовой трубы;
• шум от работающего вентилятора;
• запах от пыли, попадающей на нагретую спираль;
• пожароопасность.

Некоторые проблемы можно решить, применив другую самоделку. Вместо асбестовой трубы, можно использовать банку из-под кофе. Чтобы спираль не замыкалась на банку, ее крепят к текстолитовой рамке, которую фиксируют с помощью клея. В качестве вентилятора используется кулер. Для его питания нужно будет собрать еще одно электронное устройство - небольшой выпрямитель.

Самоделки приносят тому, кто ими занимается, не только удовлетворение, но и пользу. С их помощью можно экономить электроэнергию, например, отключая электроприборы, которые забыли отключить. Для этой цели можно использовать реле времени.

Самый простой способ создать задающий время элемент - это использовать время заряда или разряда конденсатора через резистор. Такая цепочка включается в базу транзистора. Для схемы потребуются следующие детали:

• электролитический конденсатор большой емкости;
• транзистор типа p-n-p;
• электромагнитное реле;
• диод;
• переменный резистор;
• постоянные резисторы;
• источник постоянного тока.

Для начала необходимо определить, какой ток будет коммутироваться через реле. Если нагрузка очень мощная, для ее подключения понадобится магнитный пускатель. Катушку пускателя можно подключать через реле. Важно, чтобы контакты реле могли работать свободно не залипая. По выбранному реле подбирается транзистор, определяется, с каким током и напряжением он может работать. Ориентироваться можно на КТ973А.

База транзистора соединяется через ограничительный резистор с конденсатором, который, в свою очередь, подключается через двухполярный выключатель. Свободный контакт выключателя соединяется через резистор с минусом питания. Это необходимо для разряда конденсатора. Резистор исполняет роль ограничителя тока.

Сам конденсатор подключается к положительной шине источника питания через переменный резистор с большим сопротивлением. Подбирая емкость конденсатора и сопротивление резистора, можно менять интервал времени задержки. Катушка реле шунтируется диодом, который включается в обратном направлении. В этой схеме используется КД 105 Б. Он замыкает цепь при обесточивании реле, защищая транзистор от пробоя.

Работает схема следующим образом. В исходном состоянии база транзистора отключена от конденсатора, и транзистор закрыт. При включении выключателя база соединяется с разряженным конденсатором, транзистор открывается и подает напряжение на реле. Реле срабатывает, замыкает свои контакты и подает напряжение на нагрузку.

Конденсатор начинает заряжаться через резистор, подключенный к положительной клемме источника питания. По мере того как конденсатор заряжается, напряжение на базе начинает расти. При определенном значении напряжения транзистор закрывается, обесточивая реле. Реле отключает нагрузку. Чтобы схема снова заработала, нужно разрядить конденсатор, для этого переключают выключатель.

Инструкция

Найдите на принципиальной схеме устройства, которое вы хотите собрать на основе самодельной гибридной микросхемы, участок, состоящий только из маломощных транзисторов и резисторов, а также конденсаторов малой емкости (не более нескольких сотен пикофарад). Этот участок должен иметь как можно меньше точек для соединения с остальными деталями - ведь именно столько будет у микросхемы выводов.

Начертите отдельно схему внутреннего строения микросхемы. Присвойте ее выводам номера, при выборе номеров которых руководствуйтесь удобством сборки (пересечений проводников без соединений должно быть как можно меньше). Также отдельно нарисуйте схему устройства на основе этой микросхемы. Последнюю обозначьте как прямоугольник с выводами, номера которых совпадают с обозначенными на предыдущей схеме.

Электронную начинку гибридной микросхемы соберите удобным вам способом - на миниатюрной (в том числе универсальной) либо объемным монтажом. Обязательно используйте только SMD-компоненты - всего одна обычная деталь может значительно увеличить габариты конструкции. Уменьшить плотность ценой некоторого возрастания объема можно, сделав гибридную микросхему многослойной. При этом важно обеспечить невозможность замыканий между слоями при помощи изолирующих прокладок.

В качестве корпуса для самодельной гибридной микросхемы используйте плоскую круглую коробочку из изолирующего материала. В нижней ее части сделайте столько пропилов, сколько у микросхемы выводов. Поместив собранную конструкцию в корпус, протяните выводы сквозь пропилы, после чего установите на место крышку и приклейте ее клеем «Момент» или подобным. Во избежание воспламенения паров клея не впаивайте и не используйте микросхему до полного высыхания шва. В отличие от современной монолитной микросхемы, может быть в случае выхода из строя вскрыта, отремонтирована и снова заклеена. Но степень интеграции у нее по современным меркам крайне невелика.

Видео по теме

Микросхема это электронная схема, которая располагается на пластинке, сделанной из полупроводникового материала, обычно из кремния. Как правило, площадь типичной интегральной схемы составляет 1,5 мм2 , а толщина – 0,2 миллиметра. Все элементы схемы (резисторы, диоды, транзисторы, сопротивления и соединяющие их проводки) размещаются на пластинке.

Вам понадобится

• - паяльник;
• - пластик;
• - провода.

Инструкция

Воспользуйтесь специальным приложением, чтобы продумать конструкцию микросхемы. Попрактиковаться в вопросе инженерии микросхем можно с помощью программы Logisim. Скачать приложение можно по ссылке http://sourceforge.net/projects/circuit/.

Чтобы выполнить конечное проектирование схемы из слоев проводников, диэлектриков и полупроводников, установите приложение Electric VLSI. Скачать его можно на официальном сайте производителя http://www.staticfreesoft.com/productsFree.html. После того, как вам удалось составить электронный проект микросхемы, приступите к ее созданию.

Возьмите кусочек пластика, размер его должен быть как сим-карта телефона. В радиомагазине приобретите токопроводящий карандаш, который предназначен для восстановления дорожек. Возьмите токопроводящий клей, например «Контактол» и шприц.

Для корпуса микросхемы найдите металлическую коробочку. Также найдите небольшое количество тонких проводков для дискретных компонентов.

Приступите к конструированию микросхемы. Нарисуйте на пластинке токопроводящие дорожки, резисторы и емкости, все, что можно нарисовать согласно построенной схемы на компьютере. Далее наклейте транзисторы или диоды. Приклейте на пластинку провода вывода микросхемы. Лучше всего проколоть пластик, чтобы все выводы переместились в низ платы. Сверху приклейте крышку, надпишите на ней название.

Припаяйте полученную микросхему к плате. Для этого приклейте ее выводами на кусочек самоклеющейся алюминиевой фольги, к каждой ноге припаяйте тонкий проводок. Для пайки микросхемы используйте флюс ЛТИ-120. Сделайте плату из стеклотекстолита, разместите на ней схему, сформируйте и припаяйте выходы на площадки платы. Затем возьмите спирт, отмойте плату от остатков флюса. Далее припаяйте навесные элементы.

Видео по теме

Платы для зарисованной схемы можно не только заказывать, но и делать самостоятельно в домашних условиях. С этим процессом может справиться даже человек, не сталкивавшийся ранее в работе с микросхемами.

Вам понадобится

• - лазерный принтер;
• - паяльник;
• - схема;
• - текстолитовая плата;
• - ацетон;
• - утюг;
• - раствор хлорного железа.

Инструкция

Нарисуйте самостоятельно или скачайте из интернета схему , которую вы хотите сделать. Масштаб при этом подбирайте соответственно размеру платы, поскольку рисунок вам придется переводить. Распечатайте ее при помощи на глянцевой бумаге. Приобретите специальную текстолитовую плату, ее нетрудно найти в магазинах радиотехники вашего города, после чего зачистите ее, обезжирьте при помощи ацетоновой жидкости.

Разогрейте утюг до максимальной температуры. После этого установите рисунок вашей схемы на плату, обратите внимание, что он должен быть закреплен, поскольку в противном случае вряд ли получится создать ровную схему . Направление рисунка – вниз, лицом к плате .

Несколько раз подряд проведите по ней разогретым утюгом, после чего дайте немного остыть. Смойте бумагу под струей воды из крана. Когда на плате останется только тонер и текстолит, выключите воду и оставьте плату сушиться.

Перейдите к процессу травления. Он может занять определенное время от 10-15 минут и до часа в зависимости от ситуации. В подходящего размера емкости разведите раствор хлорного железа с водой. Пустите в него высохшую плату рисунком вниз.

Когда процесс завершится, вытрите плату при помощи сухой салфетки, окончательно избавив ее от остатков тонера. Еще раз посмотрите на чертеж схемы, после чего просверлите необходимые отверстия согласно нарисованному плану. После этого снова очистите ее и перейдите к следующему шагу.

При помощи паяльника нанесите на линии платы слой олова. Установите все остальные мелкие детали микросхемы и запаяйте их, не используйте при этом большое количество олова, чтобы не повредить плату. После этого вы можете проверить ее работу, предварительно убедившись в том. Что все элементы крепко держатся на ней.

Видео по теме

Полезный совет

Будьте осторожны с паяльником, постарайтесь не передерживать его на плате, чтобы не повредить ее.

Современные микросхемы становятся все миниатюрнее, а монтаж их – все плотнее. Перепайка таких устройств доступна людям с умелыми руками, не боящихся кропотливой работы с монтажом плат.

Вам понадобится

• Паяльная станция с термофеном, паяльная паста, трафарет, флюс, оплетка, пинцет, изоляционная лента, паяльник, спирт, спиртоканифоль, припой.

Инструкция

Перепайка корпусов BGAОтметьте место прикрепления микросхемы на плате рисками, если на плате нет шелкографии, отмечающей ее положение. Отпаяйте микросхему от платы. Фен держите перпендикулярно плате. Температура воздуха в нем не более 350°C, скорость воздуха – малая, время отпаивания – не более минуты. Старайтесь не перегреть схему, не грейте ее в центре, направляйте воздух на края.

Нанесите на участок платы, где была микросхема, спиртоканифоль и нагрейте. Отмойте участок спиртом. То же самое проделайте с микрохемой.

При помощи нагретого паяльника и оплетки удалите с микросхемы и платы остатки старого припоя. Действуйте аккуратно – не повредите дорожки на плате и микросхему. Закрепите микросхему в трафарете изолентой, так, чтобы отверстия трафарета совпали с контактами. Шпателем или пальцем нанесите на трафарет паяльную пасту, втирая ее в отверстия. Придерживая трафарет пинцетом, расплавьте пасту при помощи паяльного фена с температурой не более 300°C. Держите фен перпендикулярно к трафарету. Дайте трафарету остыть до застывания припоя. Придерживайте трафарет пинцетом.

Снимите изоленту с трафарета и нагрейте его феном до расплавления флюса паяльной пасты. Обратите внимание - температура должна быть не более 150°C, не перегрейте. Отделите трафарет от микросхемы. Если все было сделано правильно, вы должны получить на микросхеме ряды ровных одинаковых шариков припоя. Нанесите немного флюса на плату.

Установите микросхему на плату, аккуратно и точно совмещая контакты на плате с шариками припоя на микросхеме, с учетом нанесенных ранее рисок, или по шелкографии. Нагрейте микросхему феном с температурой не более 350°C до расплавления припоя. Тогда микросхема точно установится на место под действием сил поверхностного натяжения.

Перепайка безвыводных микросхем типа LGA или MLFДля этой операции также лучше использовать паяльный фен, но если вы виртуоз пайки, то попытайтесь провести ее при помощи обычного паяльника. Однако фен все же удобнее. Проектируя плату под микросхему, старайтесь создать такие конфигурации дорожек, чтобы в момент припаивания к ним микросхемы, последняя не устанавливалась криво.

Нанесите на плату флюс (лучше всего марки ASAHI WF6033 или глицерин-гидразин) и нагретым паяльником нанесите припой на дорожки платы в той области, где будет устанавливаться микросхема. Тщательно смойте остатки флюса спиртом. Точно по такой же технологии нанесите припой на контакты микросхемы и так же тщательно удалите остатки флюса. Нанесите безотмывочный флюс (марки ASAHI QF3110A или спиртоканифоль) на плату и микросхему.

Аккуратно установите микросхему на плату (она должна слегка приклеиться за счет слоя флюса). Нагрейте микросхему паяльным феном (температура не более 350°C). После расплавления припоя микросхема точно установится на контакты под действием сил поверхностного натяжения. Удалите спиртом остатки флюса.

Иногда случается так, что нужен беспроводной наушник для сдачи очень сложного экзамена, а купить его дорого. На этот случай можно сделать его самому, выполнив все необходимые для этого инструкции и задачи.

Вам понадобится

• - Паяльник;
• - микросхема;
• - катушка;
• - динамик;
• - 2 батарейки;
• - аккумулятор;
• - усилитель для петли.

Инструкция

Сделайте усилитель петли. Для этого используйте обычную микросхему в корпусе. Механизм включения похож на стерео. Соедините вместе 2 и 3 ноги. Седьмая и восьмая ноги идут по отдельности на конденсаторы. Первый конец петли ставьте в плюс, второй – в минус. Намотайте петлю на 32 ома. В качестве батареи возьмите любой аккумулятор от сотового телефона, например, .

Соберите усилитель для петли, пользуясь м/с TDA7052. Это наилучший вариант, поскольку наушник будет ловить сигнал намного лучше. Используйте микросхему в СМД корпусе внутри самого наушника. Динамик также можно взять с любого сотового телефона.

Намотайте катушку на микросхему и подключите на вход катушку без резисторов и конденсаторов. А для увеличения сопротивления, просто намотайте больше витков. Добавьте затем сопротивление, поскольку с ним будет сигнал еще громче. Его нужно подбирать именно по громкости, учитывая количество витков. Используйте 2 батарейки LR41. Они вполне подойдут для вашего беспроводного наушника.

Используйте также более тонкие батарейки 361A, если не подойдут LR41. Их заряда хватит приблизительно на 90 минут. Сила тока между ухом и батарейками будет примерно 5-6 mA.

Проверьте, ваш наушник. Если вы сделали все правильно по вышеприведенной схеме, вы вполне хорошо будете различать музыку и речь. Чем меньше витков, тем хуже слышно, но и шумов меньше тоже. Но, чем больше витков, тем лучше будет слышно и больше будет шипения. Также при втором варианте наушник будет сильнее реагировать на всякие окружающие приборы. Если слышимость хотя бы удовлетворительная, вы со спокойной душой можете идти сдавать экзамен, зная, что вам товарищ будет подсказывать в ваш беспроводной наушник.

Видео по теме

Обратите внимание

Наушник должен быть приспособлен именно к вашему уху и не выступать слишком далеко.

Полезный совет

Используйте старый телефон самсунг в качестве деталей для наушника.

Источники:

• Беспроводной наушник по схеме в 2019

Карта памяти позволяет хранить данные и переносить их с одного компьютера на другой. Чтобы сделать карту памяти самому, нужно купить в радиомагазине отдельно контроллер, микросхему памяти, разъем USB, плату. Также вам понадобятся конденсаторы, резисторы, катушки, кварцевый резонатор.

Вам понадобится

• - макетная плата;
• - паяльник;
• - микросхемы памяти и контроллер;
• - программатор;
• - среда программирования.

Инструкция

Подберите контроллер под имеющиеся у вас микросхемы памяти. Обратите внимание на их интерфейс. Желательно использовать стандартный интерфейс, если таковой присутствует. В противном случае вам придется программировать его самостоятельно. Помните, что параллельные способы передачи имеют, как правило, большую производительность по сравнению с последовательными. Используйте специализированные контроллеры, поддерживающие USB. Кроме того, некоторые контроллеры поддерживают на аппаратном уровне самые распространенные файловые системы.

Продумайте принципиальную схему будущей карты памяти. Помните, что ток потребления должен быть не более 500 мА для USB1 и USB2. Желательно поставить фильтрующий конденсатор большой емкости на вход устройства, чтобы при пропадании питания оно успело записать файловую систему. При этом ток зарядки конденсатора должен быть менее 500 мА.

Соберите макетную плату для отладки будущего устройства. Для этой цели хорошо подходят микросхемы в корпусах DIP, а для SMD-компонентов выпускаются специальные макетные платы с соответствующими контактными площадками. На данном этапе размеры устройства лучше выбирать побольше, для удобства дальнейших правок конструкции.

Следующий этап – программирование контроллера. Теперь вам предстоит вдохнуть жизнь в набор микросхем, проводов, плат и разъемов. Кроме стандартных функций карты памяти, вы можете снабдить ее возможностями, ограниченными только вашей фантазией. Например, ввести шифрование информации, индикатор занятого пространства, резервное копирование на дополнительную микросхему и многое другое. Помните, что без выставленного бита защиты память программ контроллера может быть легко прочитана. Если обычно это грозит только потерей программного кода, то в случае с шифрованием данных все усилия на реализацию защиты будут напрасны.

После отладки программной и аппаратной части устройства можете собирать конечный вариант платы с минимизацией размеров, затрат на одно устройство, удобным расположением индикаторов.

Если вам понадобилось выпаять несколько деталей, конструкция которых состоит из большого количества контактов, необходимо следовать некоторым основным аспектам. К таким деталям относятся микросхемы, строчные трансформаторы, переменные резисторы и т.д.

Ниже приводятся несложные светозвуковые схемы, в основном собранные на основе мультивибраторов, для начинающих радиолюбителей. Во всех схемах использована простейшая элементная база, не требуется сложная наладка и допускается замена элементов на аналогичные в широких пределах.

Электронная утка

Игрушечную утку можно снабдить несложной схемой имитатора «кряканья» на двух транзисторах. Схема представляет собой классический мультивибратор на двух транзисторах, в одно плечо которого включен акустический капсюль, а нагрузкой другого служат два светодиода, которые можно вставить в глаза игрушки. Обе эти нагрузки работают поочередно – то раздается звук, то вспыхивают светодиоды – глаза утки. В качестве включателя питания SA1 можно применить герконовый датчик (можно взять из датчиков СМК-1, СМК-3 и др., используемых в системах охранной сигнализации как датчики открывания двери). При поднесении магнита к геркону его контакты замыкаются и схема начинает работать. Это может происходить при наклоне игрушки к спрятанному магниту или поднесения своеобразной «волшебной палочки» с магнитом.

Транзисторы в схеме могут быть любые p-n-p типа, малой или средней мощности, например МП39 – МП42 (старого типа), КТ 209, КТ502, КТ814, с коэффициентом усиления более 50. Можно использовать и транзисторы структуры n-p-n, например КТ315, КТ 342, КТ503, но тогда нужно изменить полярность питания, включения светодиодов и полярного конденсатора С1. В качестве акустического излучателя BF1 можно использовать капсюль типа ТМ-2 или малогабаритный динамик. Налаживание схемы сводится к подбору резистора R1 для получения характерного звука кряканья.

Звук подскакивающего металлического шарика

Схема довольно точно имитирует такой звук, по мере разряда конденсатора С1 громкость «ударов» снижается, а паузы между ними уменьшаются. В конце послышится характерный металлический дребезг, после чего звук прекратится.

Транзисторы можно заменить на аналогичные, как и в предыдущей схеме.
От емкости С1 зависит общая продолжительность звучания, а С2 определяет длительность пауз между «ударами». Иногда для более правдоподобного звучания полезно подобрать транзистор VT1, так как работа имитатора зависит от его начального тока коллектора и коэффициента усиления (h21э).

Имитатор звука мотора

Им можно, например, озвучить радиоуправляемую или другую модель передвижного устройства.

Варианты замены транзисторов и динамика – как и в предыдущих схемах. Трансформатор Т1 – выходной от любого малогабаритного радиоприемника (через него в приемниках также подключен динамик).

Существует множество схем имитации звуков пения птиц, голосов животных, гудка паровоза и т.д. Предлагаемая ниже схема собрана всего на одной цифровой микросхеме К176ЛА7 (К561 ЛА7, 564ЛА7) и позволяет имитировать множество разных звуков в зависимости от величины сопротивления, подключаемого к входным контактам Х1.

Следует обратить внимание, что микросхема здесь работает «без питания», то есть на ее плюсовой вывод (ножка 14) не подается напряжение. Хотя на самом деле питание микросхемы все же осуществляется, но происходит это только при подключении сопротивления-датчика к контактам Х1. Каждый из восьми входов микросхемы соединен с внутренней шиной питания через диоды, защищающие от статического электричества или неправильного подключения. Через эти внутренние диоды и осуществляется питание микросхемы за счет наличия положительной обратной связи по питанию через входной резистор-датчик.

Схема представляет собой два мультивибратора. Первый (на элементах DD1.1, DD1.2) сразу начинает вырабатывать прямоугольные импульсы с частотой 1 … 3 Гц, а второй (DD1.3, DD1.4) включается в работу, когда на вывод 8 с первого мультивибратора поступит уровень логической «1». Он вырабатывает тональные импульсы с частотой 200 … 2000 Гц. С выхода второго мультивибратора импульсы подаются на усилитель мощности (транзистор VT1) и из динамической головки слышится промодулированный звук.

Если теперь к входным гнездам Х1 подключить переменный резистор сопротивлением до 100 кОм, то возникает обратная связь по питанию и это преображает монотонный прерывающийся звук. Перемещая движок этого резистора и меняя сопротивление можно добиться звука, напоминающего трель соловья, щебетание воробья, крякание утки, квакание лягушки и т.д.

Детали
Транзистор можно заменить на КТ3107Л, КТ361Г но в этом случае нужно поставить R4 сопротивлением 3,3 кОм, иначе уменьшится громкость звука. Конденсаторы и резисторы – любых типов с номиналами, близкими к указанным на схеме. Надо иметь в виду, что в микросхемах серии К176 ранних выпусков отсутствуют вышеуказанные защитные диоды и такие зкземпляры в данной схеме работать не будут! Проверить наличие внутренних диодов легко – просто замерить тестером сопротивления между выводом 14 микросхемы («+» питания) и ее входными выводами (или хотя бы одним из входов). Как и при проверке диодов, сопротивление в одном направление должно быть низким, в другом – высоким.

Выключатель питания в этой схеме можно не применять, так как в режиме покоя устройство потребляет ток менее 1 мкА, что значительно меньше даже тока саморазряда любой батареи!

Наладка
Правильно собранный имитатор никакой наладки не требует. Для изменения тональности звука можно подбирать конденсатор С2 от 300 до 3000 пФ и резисторы R2, R3 от 50 до 470 кОм.

Фонарь-мигалка

Частоту миганий лампы можно регулировать подбором элементов R1, R2, C1. Лампа может быть от фонарика либо автомобильная 12 В. В зависимости от этого нужно выбирать напряжение питания схемы (от 6 до 12 В) и мощность коммутирующего транзистора VT3.

Транзисторы VT1, VT2 – любые маломощные соответствующей структуры (КТ312, КТ315, КТ342, КТ 503 (n-p-n) и КТ361, КТ645, КТ502 (p-n-p), а VT3 – средней или большой мощности (КТ814, КТ816, КТ818).

Простое устройство для прослушивания звукового сопровождения ТВ - передач на наушники. Не требует никакого питания и позволяет свободно перемещаться в пределах комнаты.

Катушка L1 представляет собой «петлю» из 5…6 витков провода ПЭВ (ПЭЛ)-0.3…0.5 мм, проложенную по периметру комнаты. Она подключается параллельно динамику телевизора через переключатель SA1 как показано на рисунке. Для нормальной работы устройства выходная мощность звукового канала телевизора должна быть в пределах 2…4 Вт, а сопротивление петли – 4…8 Ом. Провод можно проложить под плинтусом или в кабельном канале, при этом нужно располагать его по возможности не ближе 50 см от проводов сети 220 В для уменьшения наводок переменного напряжения.

Катушка L2 наматывается на каркас из плотного картона или пластика в виде кольца диаметром 15…18 см, которое служит наголовником. Она содержит 500…800 витков провода ПЭВ (ПЭЛ) 0,1…0,15 мм закрепленного клеем или изолентой. К выводам катушки подключены последовательно миниатюрный регулятор громкости R и наушник (высокоомный, например ТОН-2).

Автомат выключения освещения

От множества схем подобных автоматов эта отличается предельной простотой и надежностью и в подробном описании не нуждается. Она позволяет включать освещение или какой-нибудь электроприбор на заданное непродолжительное время, а затем автоматически его отключает.

Для включения нагрузки достаточно кратковременно нажать выключатель SA1 без фиксации. При этом конденсатор успевает зарядиться и открывает транзистор, который управляет включением реле. Время включения определяется емкостью конденсатора С и с указанным на схеме номиналом (4700 мФ) составляет около 4 минут. Увеличение времени включенного состояния достигается подключением дополнительных конденсаторов параллельно С.

Транзистор может быть любым n-p-n типа средней мощности или даже маломощным, типа КТ315. Это зависит от рабочего тока применяемого реле, которое также может быть любым другим на напряжение срабатывания 6-12 В и способным коммутировать нагрузку необходимой вам мощности. Можно использовать и транзисторы p-n-p типа, но нужно будет поменять полярность напряжения питания и включения конденсатора С. Резистор R также влияет в небольших пределах на время срабатывания и может быть номиналом 15 … 47 кОм в зависимости от типа транзистора.

Список радиоэлементов

Сделать своими руками простейшие электронные схемы для использования в быту можно, даже не имея глубоких познаний в электронике. На самом деле на бытовом уровне радио – это очень просто. Знания элементарных законов электротехники (Ома, Кирхгофа), общих принципов работы полупроводниковых устройств, навыков чтения схем, умения работать с электрическим паяльником вполне достаточно, чтобы собрать простейшую схему.

Мастерская радиолюбителя

Какой сложности схему ни пришлось бы выполнять, необходимо иметь минимальный набор материалов и инструментов в своей домашней мастерской:

• Бокорезы;
• Пинцет;
• Припой;
• Флюс;
• Монтажные платы;
• Тестер или мультиметр;
• Материалы и инструменты для изготовления корпуса прибора.

Не следует приобретать для начала дорогие профессиональные инструменты и приборы. Дорогая паяльная станция или цифровой осциллограф мало помогут начинающему радиолюбителю. В начале творческого пути вполне достаточно простейших приборов, на которых и нужно оттачивать опыт и мастерство.

С чего начинать

Радиосхемы своими руками для дома должны по сложности не превышать того уровня, каким Вы владеете, иначе это будет означать лишь потраченное время и материалы. При недостатке опыта лучше ограничиться простейшими схемами, а по мере накопления навыков усовершенствовать их, заменяя более сложными.

Обычно большинство литературы из области электроника для начинающих радиолюбителей приводит классический пример изготовления простейших приемников. Особенно это относится к классической старой литературе, в которой нет столько принципиальных ошибок по сравнению с современной.

Обратите внимание! Данные схемы были рассчитаны на огромные мощности передающих радиостанций в прошлое время. Сегодня передающие центры используют меньшую мощность для передачи и стараются уйти в диапазон более коротких волн. Не стоит тратить время на попытки сделать рабочий радиоприемник при помощи простейшей схемы.

Радиосхемы для начинающих должны иметь в своем составе максимум пару-тройку активных элементов – транзисторов. Так будет легче разобраться в работе схемы и повысить уровень знаний.

Что можно сделать

Что можно сделать, чтобы и было несложно, и можно было использовать на практике в домашних условиях? Вариантов может быть множество:

• Квартирный звонок;
• Переключатель елочных гирлянд;
• Подсветка для моддинга системного блока компьютера.

Важно! Не следует конструировать устройства, работающие от бытовой сети переменного тока, пока нет достаточного опыта. Это опасно и для жизни, и для окружающих.

Довольно несложные схемы имеют усилители для компьютерных колонок, выполненные на специализированных интегральных микросхемах. Устройства, собранные на их основе, содержат минимальное количество элементов и практически не требуют регулировки.

Часто можно встретить схемы, которые нуждаются в элементарных переделках, усовершенствованиях, которые упрощают изготовление и настройку. Но это должен делать опытный мастер с тем расчетом, чтобы итоговый вариант был более доступен новичку.

На чем выполнять конструкцию

Большинство литературы рекомендует выполнять конструирование простых схем на монтажных платах. В настоящее время с этим совсем просто. Существует большое разнообразие монтажных плат с различными конфигурациями посадочных отверстий и печатных дорожек.

Принцип монтажа заключается в том, что детали устанавливаются на плату в свободные места, а затем нужные выводы соединяются между собой перемычками, как указано на принципиальной схеме.

При должной аккуратности такая плата может послужить основой для множества схем. Мощность паяльника для пайки не должна превышать 25 Вт, тогда риск перегреть радиоэлементы и печатные проводники будет сведен к минимуму.

Припой должен быть легкоплавким, типа ПОС-60, а в качестве флюса лучше всего использовать чистую сосновую канифоль или ее раствор в этиловом спирте.

Радиолюбители высокой квалификации могут сами разработать рисунок печатной платы и выполнить его на фольгированном материале, на котором затем паять радиоэлементы. Разработанная таким образом конструкция будет иметь оптимальные габариты.

Оформление готовой конструкции

Глядя на творения начинающих и опытных мастеров, можно придти к выводу, что сборка и регулировка устройства не всегда являются самым сложным в процессе конструирования. Порой правильно работающее устройство так и остается набором деталей с припаянными проводами, не закрытое никаким корпусом. В настоящее время уже можно не озадачиваться изготовлением корпуса, потому что в продаже можно встретить всевозможные наборы корпусов любых конфигураций и габаритов.

С момента публикации первой статьи по моему проекту домашних микросхем прошел (скорее пролетел) год, пора поделится прогрессом и новыми проблемами.

Изначальная цель проекта - научиться изготавливать микросхемы в домашних условиях, состоящие из сотен/тысяч транзисторов (уровня КР580ВМ80А / Z80).

Из-за того, что проект получился достаточно большим по требуемым ресурсам и времени - я решил получить в качестве дополнительного результата - документированный, максимально простой open-source техпроцесс, позволяющий создавать микросхемы в ограниченных условиях. В США, возможно, это было бы хорошим поводом для проекта на kickstarter, но видимо не судьба.

О решении сложных проблем и человеческой ограниченности

Человек - в принципе не способен решать сложные проблемы. Все что ему под силу - сделать один следующий простой и очевидный шаг по длинной лестнице, ведущей к решению проблемы. Если стоящая проблема не очевидная чтобы решить её за один шаг - остаётся только изучать и разбивать её на подзадачи, пока она не станет очевидной. После этого она в худшем случае превращается в логистическую проблему - проблему управления большим количеством простых подзадач.

Именно так и случилось, по мере изучения и проработки - задача стала логистической, и свелась к поиску всех необходимых компонент и выбору из известных вариантов решения каждой технологической проблемы исходя из имеющихся ограничений по габаритам, финансам и безопасности.

О технологических решениях

• Техпроцесс - NMOS (или PMOS в крайнем случае), с одним типом транзисторов и одним легированием. Как там все работает и проектируется - понятно. CMOS достаточно сложен для диффузионного легирования, и его оставляю на потом.
• Из сжатых газов - будет только Аргон для высокотемпературного отжига и распыления металлов. Но буду пробовать обойтись без него - водородом / азотом.
• Кислород (для выращивания слоя окисла на кремнии) и водород (для отжига) - будут получаться электролизом воды на никелевых электродах в щелочном электролите. Небольшое загрязнение щелочными металлами не должно стать большой проблемой. Я думаю понятно, что баллоны с кислородом и тем более водородом тащить домой я бы не хотел.
• Не будет эпитаксиальных слоев (т.е. выращивания слоя кремния), т.к. моносилан (газ, из которого растят слой кремния) слишком опасен для дома в силу своей взрывоопасности, и получать его «на месте» в микроскопических количествах не выйдет. Соответственно, транзисторы будут с металлическим затвором, т.е. относительно медленные.
• Фотолитография - все мои старые и наивные мысли о кварцевой оптике, жестком 253/184нм УФ - уходят на свалку. Будут стандартные объективы и 365/405нм ближний УФ свет. Это снимает вопросы и с относительно экзотическими фоторезистами.
• Распыление металлов в вакууме - плазмой, а не нагреванием в вольфрамовой лодочке. Это намного проще и гибче, не требует собственно лодочек и сложной электроники нагрева и контроля температуры. Металл - алюминий. Про желательный 1% сплав с кремнием я знаю, но пока точно не знаю что с этим буду делать. Прокола pn перехода из-за использования чистого алюминия можно избежать разными способами, а электромиграция не значимая проблема для данной задачи.
• Печка - банальный нихром на кварцевой трубке. Контроль температуры - по изменению сопротивления Нихрома или в худшем случае - по выдаваемой на спираль мощности (т.е. вслепую). Термопары высокотемпературные я купил - но они слишком большие для моих сверхкомпактных размеров.
• Фоторезист - банальный новолачный фоторезист с щелочным проявителем. Опять же, загрязнение ионами щелочных металлов не фатальны для первоначальной задачи, поэтому с дорогими без-металлическими проявителями (на основе TMAH) я решил пока не заморачиваться.

Продвижение по материалам

Приехал из Китая двухступенчатый вакуумный насос с фурнитурой (краники с электроприводом, вакуумные шланги, манометры и проч.) - его должно быть достаточно для напыления металлов:

Кислоты - серная, соляная, азотная, борная, ортофосфорная… Многих беспокоят прекурсоры и госнаркоконтроль - у меня все приобретено легально, с прохождением соответствующих бюрократических процедур.

И заморская, плавиковая. Это - моя самая большая в жизни ошибка. В магазине отказались разливать (из-за её опасности), и сказали, что могут продать только целиком, 24кг. Тогда я не видел других вариантов, и согласился. А ведь её я реально боялся - после того, как я давно посмотрел видео о работе с плавиковой кислотой - потом кошмар приснился, что я ей отравился, антидота нет и всё, конец (что недалеко от истины, тема раскрыта в 20-й серии 4-го сезона ER/Скорой помощи). Идея была «гениальна» - хрен с ним, сам разолью и продам лишнюю. Но после первых 2-х килограммов, которые переливать пришлось 20-и кубовым шприцем, в противогазе и проч., когда у ног задорно шипит бетон, растворяясь в тех местах, где я пару капель пролил - я решил - ну его нафиг. Получился своего рода чемодан без ручки, который не просто жалко выкидывать - нельзя, т.к. чертовски опасен.

В итоге, этот чемодан я подарил продавцу химией с самовывозом, оставив себе минимально необходимое количество. Это был хороший урок.

После этого, самые опасные вещества в производстве микросхем, которые мне придется использовать - источники фосфора и бора для легирования: BBr3 и POCl3 - их я купил самым минимальным необходимым объемом. Есть и более безопасные альтернативы - так называемые spin-on dopants - но производители не хотят мне его продавать, из-за liability issues. Если не выйдет с процессом по старинке, буду додавливать производителей.

Кварцевая посуда для микро-печки до 1000C

Нихромовая проволока (диаметр 0.4 и 0.8мм), никелевый прокат для электродов электролизера:

Промышленный фоторезист для микроэлектронного применения. Я решил не гнаться за максимально тонким резистом, этот - достаточно дубовый 2-х микронный. Толще слой - проще работать, по началу его должно быть достаточно. Пока нет промотора адгезии (HMDS) - его не оказалось в наличии, буду пробовать без него:

Как заметили некоторые люди, помогавшие мне советами - сделать микросхемы можно только в лаборатории. Сделать их дома можно только если дома - лаборатория. Похоже к этому дело и идет

В целом, самые необходимые вещи по логистике уже все есть.
Есть вещи, к которым меня пока не пускает жаба:

1. Металлографический микроскоп - в России китайские микроскопы перепродают по 100-300 тыс рублей, на родине слонов они - 1500$-3000$. Это пожалуй тоже необходимая вещь, не могу пока только найти китайцев, которые бы с Escrow его мне продали.
2. Лабораторный генератор азота - чертовки хитрая штука. Азот получает из воздуха, расходников нет. С ним можно было бы сделать бескислородный бокс и снять проблему инертного газа. Но стоит порядка 190 тыс рублей. Буду обходиться без него.
3. Генератор деионизированной воды - тоже полезная вещь в хозяйстве, но очень уж простая для ~45тыс рублей. Буду пробовать «колхозить» свою на ионообменных смолах (исключительно из интереса, понятно, что ДИ воду можно и покупать)

Остающиеся проблемы и что я ищу

• Подробные описания (старых) техпроцессов с конкретными цифрами. Один я нашел, и он очень мне помог, но еще на 1-2 взглянуть было бы крайне полезно.
• «Открытые» (т.е. когда непосредственно видны по слоям содержимое standard cells) цифровые библиотеки для относительно толстых техпроцессов
• Ищу, кто поможет настроить софт для проектирования микросхем и подскажет как там что - чтобы иметь общее представление, и я мог синтезировать простые тестовые схемы. Понятно, что сдвиговой регистр я и на бумажке нарисовать могу, а вот что-то чуть сложнее...
• Пока не удалось купить вакуумную резину для камеры напыления металлов.
• Также буду неспешно искать где купить образцы spin-on dopants и spin-on glass для ILD (диэлектрика, который разделяет уровни металлической разводки).
• Небольшие объемы