Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

EdW 06/2024 Junior

Article Image
Święta Bożego Narodzenia to czas nie tylko choinek, bombek i kolorowych światełek, ale również wyjątkowych okazji do rozwijania wyobraźni i umiejętności. W grudniowym wydaniu Elektroniki dla Wszystkich, podczas szóstego już spotkania w ramach cyklu EdW Junior, zapraszamy Was na niezwykłą relację z zajęć, podczas których nasi Juniorzy – pełni entuzjazmu i zapału – montowali cztery różne świąteczne błyskotki. Efekt? Niezapomniane wrażenia i świąteczna atmosfera rozświetlona ich własnoręcznie wykonanymi, kolorowymi dekoracjami, które będą w te święta ozdobą każdego z ich domów.

O tym, że święta to prawdziwie magiczny czas, przypomniała mi w tym roku moja sześcioletnia Córka. Julia, bo tak ma na imię, duszę po Mamie ma mało techniczną. Jednak ostatniego wieczora duch świąt najwyraźniej natchnął naszą latorośl do tego stopnia, że do póki nie wyskładała wszystkich zestawów, nie ustąpiła.

Święta to magiczny czas. Nawet córka naczelnego sięgnęła po lutownicę

Były to: Bożonarodzeniowe drzewko LED (AVTXMAS1), Czerwona świąteczna ozdoba RGB (AVTXMAS3), Choinka LED RGB (AVTEDU640) i Bombka LED dla każdego (AVT3250). Entuzjazm, ale i manualna sprawność, którymi zaskoczyła mnie moja mocno nietechniczna Córka sprawiły, że, nie zastanawiając się wiele, chwyciłem za telefon i nagrałem kilka filmów, pod których wrażeniem wciąż pozostaję. Udostępniam je Czytelnikom za pomocą Elportalu w formie świątecznego bonusu do czasopisma. Ostatni film przedstawia montaż zestawu spoza świątecznego repertuaru, ponieważ wszystkie cztery świąteczne gadżety wyskładała w pierwszej godzinie i wciąż czuła niedosyt! 

Fotografia 1. Od lewej: Andrzej, Karol, Dominik, Kornel, Kornel, Brajan. Koło Młodych Entuzjastów Elektroniki, Szkoła Podstawowa nr 86, Wrocław

Jeśli małą duszyczkę, która od lutownicy na co dzień stroni, naszła taka wena, co musi się dziać w święta wśród entuzjastów elektronicznego montażu? Mam nadzieję, że odrobinę tego klimatu uda mi się oddać w opisie składanych błyskotek (fotografia 2) i zdjęciach ze świątecznej odsłony zajęć, które odbyły się we wszystkich lokalizacjach naszego koła Młodych Entuzjastów Elektroniki. 

Fotografia 2. Zestawy gotowe do składania

Żaden z omawianych zestawów nie sprawił uczestnikom większych problemów. Bez wątpienia stało się tak również dlatego, że zestawy zostały przygotowane z myślą o dzieciach, nawet takich, które do tej pory z montażem elektroniki nie miały żadnej styczności. Oczywiście, zwłaszcza w takich okolicznościach, montaż powinien odbywać się w asyście doświadczonej osoby dorosłej. Rozgrzaną do temperatury 360°C lutownicą można sobie zrobić krzywdę, co do tego nie należy mieć wątpliwości. Również bateria guzikowa (pastylkowa) CR2032 użyta w dwóch spośród tych zestawów, mogłaby zostać przez dziecko połknięta i na skutek długo przepływającego prądu, wywołać w organizmie człowieka (i to nie tylko małego), spore spustoszenie. Wspomina się o tym niemal na każdym szkoleniu dotyczącym ratownictwa medycznego i pierwszej pomocy, wspominam i ja. Po krótkiej zabawie gadżetem zmontowanym pod kontrolą osoby dorosłej (patrzymy czy dziecko przez przypadek nie wyciąga baterii i nie wkłada do buzi) zestawy z tą baterią, wieszamy na przykład na choince, im wyżej tym lepiej. 

Wybór zestawu

Choć wszystkie zestawy prezentują podobny stopień trudności montażu (wszystkie są łatwe do złożenia), to najbardziej zaawansowaną konstrukcją jest tu zestaw Bożonarodzeniowe drzewko LED AVTXMAS1, który na koniec wymaga zmontowania ze sobą dwóch płytek PCB. Spoglądając na listę elementów, najprostszą konstrukcją wydaje się być z kolei Bombka LED dla każdego (AVT3250). Nic bardziej mylnego! Ten zestaw to coś więcej niż przylutowanie do płytki diody LED i baterii, ponieważ zawiera on dodatkowo dwa komponenty montowane powierzchniowo (komponenty SMD). Pierwszym z nich jest przełącznik a drugim profilowana blacha, tworząca wraz z płaszczyzną płytki PCB, do której zostanie przylutowana, całkiem ciekawy konstrukcyjnie slot na baterię CR2032, z którego, wedle moich obserwacji, dużo trudniej wyciągnąć baterię po jej uprzednim tam umieszczeniu (fotografia 3). 

Fotografia 3. Bateria CR2032 zamontowana w slocie tworzonym przez powierzchnię płytki PCB z przylutowaną do niej, dołączoną do zestawu, profilowaną blaszką

Niech nie uśpi to jednak Waszej czujności, małe dzieci (a także młodsza siostra lub brat) bywają w tym względzie bardzo zdolne, tak więc, czuwajcie i bacznie obserwujcie wasze dzieci tudzież rodzeństwo! Dwa pozostałe zestawy: Czerwona świąteczna ozdoba RGB (AVTXMAS3) oraz Choinka LED RGB (AVTEDU640) stanowią nieco bardziej typowe konstrukcje. Zawierają one po klika elementów do montażu przewlekanego (przełącznik, kilka diod LED RGB i uchwyt do baterii), ale ponieważ elementów do zamontowania jest tam nieco więcej, komplikacja montażu każdego z omawianych zestawów nieco się równoważy. Najmłodszym polecam zestaw Choinka LED RGB (AVTEDU640) który jest prostszym do zbudowania zestawem zawierającym dwie baterie AA (R6) z uwagi na gabaryty nieco bardziej bezpieczne dla dzieci niż łatwe do połknięcia baterie CR2032. Juniorom poszukującym nieco więcej przygód montażowych polecam natomiast zestaw Bożonarodzeniowe drzewko LED AVTXMAS1 a jeśli ktoś ma ochotę powalczyć z elementami SMD, Bombka LED dla każdego (AVT3250) będzie świetną opcją. Jeśli zabawa ma potrwać nieco więcej niż kilkanaście minut, warto zorganizować dzieciakom po kilka zestawów. 

Co trzeba wiedzieć, by uruchomić zestawy?

Ponieważ zestawy zaprojektowane zostały z myślą o osobach nie mających wcześniej żadnej styczności z montażem elektroniki, czuję się zobowiązany podać najważniejsze informacje, niezbędne do uruchomienia każdego z nich. Kluczem do sukcesu uruchomienia każdego z tych zestawów jest zrozumienie zagadnień związanych z biegunowością baterii oraz właściwą polaryzacją diod LED. Przede wszystkim należy wiedzieć, gdzie bateria (lub koszyczek z bateriami) ma wyprowadzony biegun dodatni, a gdzie ujemny. Dlaczego taka wiedza jest nam niezbędna? Wynika to z prostego faktu, że o ile, w klasycznych żarówkach stosowanych do niedawna powszechnie jako źródło światła sztucznego, sposób podłączenia biegunów baterii do żarówki nie miał żadnego znaczenia, o tyle dioda LED w przypadku niepoprawnego podłączenia biegunów, w najlepszym przypadku nie zaświeci, w najgorszym, ulegnie trwałemu uszkodzeniu.

Biegunowość baterii

Wyraźne oznakowanie baterii nie pozostawia złudzeń co do umiejscowienia „plusa” i „minusa” (fotografia 4a, b).

Fotografia 4. Oznakowanie biegunowości a) na ogniwie AA (R6) b) na ogniwie CR2032

Równie ważna jest umiejętność rozpoznawania biegunowości na koszyczku lub uchwycie baterii.

W przypadku koszyczków na baterie AA, kabelek w kolorze czerwonym oznacza „plus” a czarny kabelek to „minus” zasilania (fotografia 5a). W przypadku baterii CR2032 biegunowość uchwytu pokazano na fotografii 5b. 

Fotografia 5. Oznakowanie biegunowości a) na koszyczku dla baterii AA (R6) b) na uchwycie baterii CR2032

Oczywiście aby tak było, baterie muszą zostać w koszyczku prawidłowo zamontowane (fotografia 6a, b). 

Fotografia 6. Poprawny montaż baterii a) w koszyczku na dwie baterie AA (R6) b) w uchwycie na baterię CR2032

Raz w życiu trafiłem na wadliwie wyprodukowany koszyczek. Zakupiony u renomowanego polskiego dostawcy koszyczek na dwa ogniwa AA wystawiał „plus” na kabelku czarnym, a „minus” na kabelku czerwonym! Ależ było moje zdziwienie, gdy to odkryłem podczas namierzania przyczyny usterki złożonego układu, który nie zadziałał po włożeniu baterii! Choć trafić na wadliwy koszyczek to trochę jakby wygrać milion w totka, albo znaleźć igłę w stogu siana, mi taka sytuacja się raz przytrafiła. Dlatego warto dla zasady spojrzeć czy rzeczywiście czerwony kabelek podpięty jest do „plusa” baterii a czarny do jej „minusa”.

Iluminacja!

Zanim rynek zawojowały diody LED, powszechnie stosowanym źródłem światła sztucznego były żarówki. Wykorzystywano je również w tworzeniu świątecznych iluminacji. Z pewnych względów posługiwanie się nimi było nieco mniej skomplikowane, niż ma to miejsce w przypadku diod LED. 

Polaryzacja diody LED

Podłączając napięcie do diody LED należy zachować odpowiednią polaryzację zasilania. Oznacza to, że dioda LED ma dwa wyprowadzenia, z których jedno jest elektrodą dodatnią (anodą), a drugie jest elektrodą ujemną (katodą). Anoda to wyprowadzenie, do którego należy dostarczyć „+” zasilania, a katoda to wyprowadzenie, do którego należy podłączyć „–” zasilania. Skąd wiadomo, gdzie w diodzie LED jest umiejscowiona anoda, a gdzie katoda? Anoda jest zazwyczaj wyprowadzeniem dłuższym niż katoda (fotografia 7).

Fotografia 7. Budowa diody LED wraz z umiejscowieniem anody i katody

To pierwszy znak rozpoznawczy, którym najłatwiej się posługiwać. Innym znakiem rozpoznawczym jest charakterystyczne ścięcie na średnicy podstawy diody LED umiejscowione przy katodzie (elektrodzie ujemnej diody) pokazane na fotografii 8.

Fotografia 8. Ścięcie na okrągłym obwodzie diody LED lokalizujące katodę

Dla wprawnego oka ścięcie to jest widoczne i jednoznacznie wskazuje ujemne wyprowadzenie diody, jednak osoby początkujące miewają nie lada problem w zauważaniu i rozpoznawaniu tego ścięcia. Trzecim znakiem rozpoznawczym jest wielkość elektrod wewnątrz obudowy diody. Gdy zajrzymy do wnętrza obudowy diody LED, ustawiając ją wcześniej pod światło, dostrzeżemy, że jedna z tych elektrod jest znacznie większa i szersza od drugiej (fotografia 7). Ta szersza elektroda, na której centralnym punkcie zamontowany jest chip półprzewodnikowy i odbłyśnik, to z reguły katoda. „Z reguły”, ponieważ zdarzają się pewne odstępstwa, w związku z czym, kierowanie się tą ostatnią cechą diody LED bywa zwodnicze. W przypadku wątpliwości warto diodę LED przetestować za pomocą multimetru skonfigurowanego w tryb pomiaru ciągłości obwodu. Jeśli przewody multimetru są poprawnie zamontowane, po przyłożeniu czerwonej sondy multimetru do anody diody LED, a czarnej sondy multimetru do katody diody LED, dioda LED powinna się zaświecić. 

Aby przeczytać ten artykuł kup e-wydanie
Kup teraz
Do pobrania
Download icon Odnajdywanie i naprawa błędów konstrukcyjnych w zestawach omówionych w ramach cyklu EdW Junior w numerze EdW 12-2024
Firma:
Tematyka materiału: Elektronika dla Wszystkich Junior, elektronika dla najmłodszych
AUTOR
Źródło
Elektronika dla Wszystkich grudzień 2024
Udostępnij
Zobacz wszystkie quizy
Quiz weekendowy
Czujniki temperatury
1/10 Temperatura to
UK Logo
Elektronika dla Wszystkich
Zapisując się na nasz newsletter możesz otrzymać GRATIS
najnowsze e-wydanie magazynu "Elektronika dla Wszystkich"