«Самодельные» радиодетали – Радиолюбительская азбука

July 21, 2015 by admin Комментировать »

Радиолюбители, особенно начинающие, очень часто сталкиваются с проблемой: где достать ту или иную деталь нужного номинала или подходящих габаритных размеров? Некоторые (к сожалению, их большинство) начинают «окучивать» специализированные магазины и рынки и, в конце концов, втридорога приобретают то, что им нужно, а некоторые попросту переделывают промышленный элемент или вообще изготавливают его самостоятельно. Автор этой книги причисляет себя к последней категории граждан и далее в тексте статьи попытается открыть некоторые секреты их изготовления.

Конденсатор

«Переделать» можно только плоские керамические конденсаторы — чтобы в результате получилось до десятка «конденсаторчиков» меньшей емкости, чем исходный. Все остальные типы конденсаторов лучше не трогать — у них можно только уменьшить емкость, причем не гарантируется, что конденсатор в итоге будет работать, а удаляемая при этом часть обкладок конденсатора превращается в мусор.

Плоские керамические конденсаторы представляют собой пластину специального диэлектрика, с обеих сторон которой напылены металлические площадки — обкладки конденсатора. Очевидно, что эту пластину можно разломать, например, на 4 части, — ив результате у нас окажется 4 конденсатора, емкость которых в 4 раза меньше емкости исходного. «Обломков» может быть и больше — сколько угодно.

Больше всего для этого подходят «большие» (размером 12 х 12 х 0,5 мм) отечественные конденсаторы, залитые красной глазурью. Такие конденсаторы стоят практически в каждом отечественном устройстве. Так как глазурь только мешает, ее надо осторожно сточить точильным камнем, лезвием безопасной бритвы или остро заточенным ножом. Работу осложняет то, что диэлектрик очень хрупкий (для этого и понадобилась глазурь — чтобы он не так легко ломался), — поэтому нужно соблюдать повышенную осторожность. Но все равно он очень часто ломается.

Делить конденсатор на «осколки» лучше после того, как глазурь будет удалена — в противном случае очистить ее будет очень сложно. После этого останется только залудить обкладки и припаять к ним проволочки (диаметром 0,3…0,5 мм) — выводы конденсатора.

Нетрудно заметить, что емкость получившегося конденсатора будет явно нестандартной. Для того чтобы ее величину можно было предсказать хотя бы приблизительно, надо:

1) определить площадь диэлектрика исходного конденсатора (длину умножить на высоту — например, для конденсатора емкость 0,047 мкФ он равна 12 х 12 = 144 мм2;

2) разделить емкость конденсатора на площадь его диэлектрика (47000 пФ : 144 мм2 = 326 пФ/мм2).

Определив приблизительно площадь (хотя бы «на глазок») «обломка» и умножив его на эту цифру, можно узнать его приблизительную емкость. Скорректировать ее (в сторону уменьшения) можно, стачивая или обламывая грани конденсатора.

Максимально допустимое рабочее напряжение, ТКЕ и все остальные электрические параметры у «обломков» — такие же, как и у исходного конденсатора.

Кстати, такой конденсатор, с удаленной глазурью, можно припаять непосредственно к дорожкам печатной платы или, что лучше. — к оставленной специально для этого площадке (рис. 3.22). Такой монтаж называется «SMD» (Surface mounting device — прибор, монтируемый на поверхности (платы)) и очень распространен в современной малогабаритной аппаратуре. Площадка, к которой вы собираетесь припаять конденсатор, тщательно залуживается, то же самое проделывается и с обеими сторонами конденсатора, он кладется на площадку и сверху его касаются разогретым паяльником. Припой под конденсатором плавится, и он припаивается к площадке. После этого омметром прозванивают конденсатор (делать это обязательно — очень часто выводы конденсатора замыкаются тонкой, практически незаметной перемычкой из припоя) и, если все в порядке, припаивают проволочку диаметром около 0,5 мм между конденсатором и второй площадкой.

Рис. 3.22. Монтаж конденсаторов непосредственно на дорожках

Если же вы будете использовать «обломки» в качестве «обычных» конденсаторов, с проволочными выводами — не забудьте покрыть его лаком, краской или любым другим водостойким изолятором.

Резистор

Вручную, не используя сложное и дорогое оборудование, можно изготовить резистор мощностью не более 0,1 Вт и сопротивлением от сотен Ом до десятков МОм. Но точность изготовления не очень велика — сопротивление резистора может оказаться в несколько раз больше необходимого, про температурный коэффициент сопротивления вообще промолчу, поэтому таким способом можно изготавливать только «подтягивающие», токоограничительные и некоторые другие резисторы, сопротивление которых в составе данного устройства может быть практически любым. В цепи обратной связи (усилитель, генератор) лучше включать обычные, заводские, резисторы.

Для изготовления резистора нам понадобится простой карандаш, изготовленный из графита. Убедиться в этом можно с помощью омметра, измерив сопротивление между концами стержня карандаша — оно должно быть около десятков…сотен Ом. Все остальные карандаши, сопротивление стержня которых более 2 МОм, не подходят — нам нужно «рисовать» резисторы, а не диэлектрики.

Резисторы рисовать можно только на печатной плате, дорожки которой хорошо залужены; флюс удалять необязательно — но только в том случае, если его слой довольно тонок.

Форма дорожек под резисторы разного сопротивления показана на рис. 3.23. Между дорожками включают омметр и карандашом с силой водят по пространству между ними. Продолжают это до тех пор, пока омметр не начнет показывать сопротивление в 1,5…2 раза меньше необходимого. После этого «резистор» нужно «законсервировать» — т. е. изолировать от внешних воздействий. Лучше всего капнуть на него сверху маленькую капельку эпоксидной смолы (клей ЭДП, она же «эпоксидка»). По мере того, как смола будет пропитывать слой графита, сопротивление «резистора» будет плавно увеличиваться — примерно в 1,5…2 раза. Вместо смолы можно взять любой лак или краску, но они, во-первых, легко растворяются, а во-вторых, увеличивают сопротивление в

3..                     .6 раз — т. е. предсказать его величину гораздо сложнее.

Так как эпоксидка обычно прозрачная, ее можно подкрасить, добавив небольшое количество (1 /10… 1 /100 от объема) пасты из черного или синего стержня для шариковой ручки. Если же вы еще добавите мелок раздробленного цемента (1/3…1/5 часть), получится компаунд, которым заливаются микросхемы («черные лепешки») на заводских платах. При работе с эпоксидной смолой не забывайте, что в нее нужно добавлять 1/10 часть специального отвердителя, и не допускайте попадания воды в жидкую смолу.

Одна из особенностей «нарисованного» резистора, покрытого слоем эпоксидки, он чувствителен к давлению на плату (вернее, к ее изгибу). Объясняется это тем, что смела в жидком состоянии очень хорошо пропитывает слой графита, а в твердом она сопротивляется изгибу гораздо сильнее, чем текстолит — т. е. при изгибе слой смолы с графитом «отталкивается» от дорожек-выводов «резистора» и его сопротивление незначительно увеличивается. Чувствительность такого датчика довольно велика и зависит только от жесткости подложки (текстолита), но сопротивление изменяется всего на несколько сотых долей (единицы процентов).

Рис. 3.23. Форма дорожек для «самодельных» резисторов

У резисторов сопротивлением более 100 кОм сопротивление меняется при этом на десятки процентов, но их надежность хуже. Резисторы, покрытые лаком, на давление не реагируют.

Таким же способом можно уменьшить сопротивление подстроечных и переменных резисторов — но не более чем в 2…3 раза.

Если для рисования использовать мягкий карандаш — его грифель предварительно нужно размачивать, при этом результат лучше; «консервировать» резистор можно только после того, как слой графита полностью высохнет. Твердые и твердомягкие карандаши размачивать не надо.

Полупроводниковые приборы

Самостоятельно изготовить любой полупроводник, даже диод, в домашних условиях невозможно. Но можно усовершенствовать прибор — крупногабаритный корпус заменить на значительно меньший, а некоторые диоды можно, так же как и конденсаторы, разложить на несколько частей.

Большинство отечественных мощных полупроводников выпускаются в цельнометаллических корпусах значительных габаритов, и только в конце 80-х годов наша промышленность освоила выпуск приборов в меньших по размерам «пластмассовых» корпусах ТО-220 и ТО-218. Поэтому практически у каждого радиолюбителя есть немало «железных» (на самом деле их корпус изготовлен из меди) деталей, которые из-за своих значительных габаритов не подходят ни для одной схемы. Если при этом их параметры вполне подходящие — читайте дальше.

Для «переделок» подходят только мощные приборы и некоторые средней мощности — у всех остальных размер кристалла слишком мал и его очень легко испортить. Не пытайтесь вскрыть исправный прибор в «пластмассовом» корпусе — станет неисправным!

Вначале прибор нужно вскрыть (рис. 3.24). У диодов и стабилитронов перед этим нужно обломать верхний вывод и обжать (расплющить) его так, чтобы стала видна проволочка, которой кристалл соединяется с этим выводом (иначе вы попросту вырвете верхнюю половину кристалла, т. е. испортите прибор). У тиристоров нужно обламывать оба вывода. После этого любым достаточно «мощным» инструментом (плоскогубцы, пассатижи) верхняя половина корпуса обламывается в месте, показанном на рисунке. У транзисторов корпус довольно толстый, и обломать его не так просто — тогда его можно попросту спилить ножовкой по металлу.

Рис. 3.24. Методы вскрытия металлических корпусов полупроводников

Теперь, когда доступ к кристаллу прибора ничем не ограничен, хватайте прибор инструментом за боковой «вырост» и разогревайте его в пламени газовой плиты. Плиту можно заменить на паяльник 100…200 Вт, но такие «утюги» есть не у всех. Сразу после того, как припой, которым кристалл припаян к корпусу, начнет плавиться, прекращайте нагрев и иголкой либо любой другой жесткой проволочкой отделяйте от кристалла выводы, шайбочки, а сам кристалл — от корпуса. Отделять выводы транзисторов от кристалла нельзя! Стряхните кристалл на любую плохо проводящую тепло холодную поверхность (деревянную, стеклянную и т. д.) и можете начинать разогревать корпус следующего прибора.

Разогревать кристалл прибора нужно как можно меньше — при этом он усиленно окисляется и параметры прибора могут значительно ухудшиться. Но это только в теории — на самом деле кристалл диода Д245, разогретого до температуры плавления припоя в течение нескольких минут, ничем не отличается после остывания от своих «не разогретых» близнецов. А вот непосредственно во время нагрева его параметры изменялись: падение напряжения в прямом включении уменьшалось до 100…300 мВ (по сравнению с 600 мВ), что хорошо, а обратное напряжение пробоя — уменьшалось до десятков вольт, что очень плохо. Отсюда несколько выводов:

•Нагретый кремниевый прибор по параметрам «превращается» в германиевый (низкое прямое и обратное напряжения, ничтожно малое обратное сопротивление). Можно предположить, что германиевые приборы при больших отрицательных температурах «превращаются» в кремниевые (только по параметрам!).

•С помощью любого кремниевого прибора можно измерять электронным способом температуры до 200…300 °С; при этом можно использовать как прямое смещение (уменьшается с 0,6 до 0,3 В), так и обратное (уменьшается с сотен до десятков вольт).

•В мощных устройствах, выходные элементы которых разогреваются до температуры 100 °С и больше, можно использовать детали только со значительным запасом по обратному напряжению (т. е. если напряжение питания равно 50 В — использовать 100 В детали). Иначе при сильном разогреве обратное напряжение прибора может стать ниже 50 В, через него начнет протекать сквозной ток и выделяющаяся на кристалле мощность увеличится — т. е. он будет греться еще сильнее, процесс станет неуправляемым и прибор (или все устройство) выйдет из строя. А вот в тех устройствах, элементы которых не греются, вполне можно 50-вольтовым транзистором управлять напряжением 70…80 В — ведь обратное напряжение такого транзистора уменьшается до 50 В только при температуре 125°С (отечественный стандарт) или 150 °С (европейский), а при комнатной температуре оно значительно выше.

Кристалл мощных диодов (Д235 и др.) — как правило, шайба диаметром 6 мм и толщиной 0,5 мм. Ее можно разломать точно так же, как и керамический конденсатор, и при этом любой осколок можно будет использовать в качестве диода. Но перед этим (ломкой) с кристалла нужно удалить весь припой.

Размер маломощных кремниевых диодов в стеклянных корпусах (Д220, Д223) можно значительно уменьшить, если кусачками осторожно разломать стекло, отпаять от внешнего вывода («ножки») проволочку, соединяющую его с кристаллом (от кристалла эту проволочку отрывать или отпаивать нельзя!), взять то, что останется за эту проволочку и отпаять кристалл от второго вывода. Все — у нас получился диод для SMD-монтажа. Проволочку нужно залудить (она из алюминия, но нормально лудится и с обычной канифолью), и диод можно припаивать, как конденсатор на рис. 1. Но подобным образом можно «усовершенствовать» только кремниевые диоды.

Рис. 3.25. Последовательность изготовления диодного моста

Если у вас есть любой ненужный или неисправный транзистор в корпусе ТО-218 и полдесятка кристаллов диодов Д235 или аналогичных, можно попытаться изготовить диодный мостик. Вначале кусочками или пассатижами нужно удалить черный компаунд, защищающий кристалл транзистора и фиксирующий его выводы (при этом не повредите металлическую площадку — теплоотвод!), удалите (ножом; заодно и зачистите площадку) кристалл, оторвите средний вывод — и далее все в соответствии с рис. 3.25. Вначале припаяйте два диода (соблюдая полярность!), подпаяйте сверху две проволочки для подвода переменного напряжения (концы проволок — диаметр около 0,5…0,8 мм — должны быть изогнуты в кольцо), сверху припаяйте еще два диода, припаяйте проволочку «+» и только в самом конце — проволоку к корпусу мостика. На корпус можно «посадить» и «плюс» и любой вход переменного напряжения, но лучше всего «минус». Так как тепловое сопротивление кристаллов диода невелико, то при разогреве любого диода припой плавится и под другим диодом — это усложняет работу (нужно держать все проволочки — отводы), но улучшает теплоотвод от всех кристаллов работающего в составе схемы моста. К концам проволочек — выводов можно припаять стандартные выводы транзисторов (их можно «добыть», осторожно разломав корпус этих транзисторов), но можно ничего не припаивать — правда, тогда они быстрее сломаются.

После того как корпус получившегося диодного моста остынет, проверьте исправность всех диодов, правильность соединения — и, если все в порядке — покройте корпус тонким слоем жидкой эпоксидки, в отдельном месте разведите эпоксидку и подождите, когда она затвердеет до консистенции зубной пасты, после чего, с помощью иголки и мокрых пальцев, сформируйте на поверхности моста такой же «нарост», как и у заводских транзисторов.

Плавкие предохранители

Не всегда у радиолюбителей имеется предохранитель на нужный ток плавления, а включать некоторые устройства без предохранителя рискованно. Но так как в составе промышленных предохранителей используется обычная медная или свинцовая проволока — их без проблем можно изготовить и самостоятельно. Выбор диаметра и материала проволоки, в зависимости от рабочего тока (т. e. такого максимального тока, при котором проволока еще не плавится) указан в таблице. Данные приведены из расчета, что проволока будет припаяна внутри стандартного предохранителя — иначе цифры будут другими.

Таблица 3.1. Выбор провода для предохранителя

Диаметр, мм

Ток плавления для проволоки (А)

медь

алюминий

ОЛОВО

свинец

0,03

0,5

0,4

0,05

1.0

0,7

0,1

2.5

2,0

0.5

0,4

0.15

4.5

3,2

0,7

0.6

0,18

6.0

4.8

1.0

0.8

0.2

7,0

5.1

1,2

1.0

0,25

10

7.0

1.8

1.5

0,3

13

10

2.0

1.8

0,35

17

13

2,5

2,1

0,4

21

15

3,2

2.8

0,45

25

18

4,0

3,2

0,5

28

21

4.5

3.8

0.6

37

27

6.0

5.0

0,7

47

35

7.5

6,2

0.8

55

43

9,0

8,0

0.9

70

50

10,5

9.0

1,0

80

60

12

10

1,25

110

80

17

15

1,5

145

110

24

20

1.75

180

140

30

25

2.0

225

170

36

30

2.5

300

230

50

45

3,0

300

65

60

3.5

85

75

4.0

100

90

4.5

120

100

5.0

140

120

5,5

170

140

6,0

190

160

Источник: А. С. Колдунов, Радиолюбительская азбука. Том 2. Аналоговые устройства. — М.: СОЛОН-Пресс, 2004. 288 с. — (Серия «СОЛОН — РАДИОЛЮБИТЕЛЯМ» выпуск 24)

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты