Configurando um laboratório doméstico

Para construir os circuitos descritos neste volume, você precisará de uma pequena área de trabalho, bem como de algumas ferramentas e suprimentos essenciais. Esta seção descreve a configuração de um laboratório de eletrônicos domésticos.

Área de Trabalho

Uma área de trabalho deve consistir em uma grande bancada de trabalho, escrivaninha ou mesa (de preferência de madeira) para realizar a montagem do circuito, com energia elétrica doméstica (120 volts AC) facilmente acessível para equipamentos de solda, fontes de alimentação e qualquer equipamento de teste. Mesas baratas destinadas ao uso do computador funcionam muito bem para esse propósito. Evite uma mesa com superfície de metal, pois a condutividade elétrica de uma superfície de metal cria um risco de choque e a possibilidade muito distinta de desenvolvimento de “curtos-circuitos” não intencionais a partir de componentes do circuito que tocam a mesa de metal. As superfícies de bancada de vinil e plástico devem ser evitadas por sua capacidade de gerar e armazenar grandes cargas elétricas estáticas, que podem danificar componentes eletrônicos sensíveis. Além disso, esses materiais derretem facilmente quando expostos a ferros de solda quentes e gotas de solda derretida.

Se você não conseguir obter uma bancada com superfície de madeira, pode transformar qualquer tipo de mesa ou escrivaninha em uma, colocando um pedaço de madeira compensada em cima. Se você tiver habilidades razoáveis ​​com ferramentas de marcenaria, poderá construir sua própria mesa usando compensado e placas 2x4.

A área de trabalho deve ser bem iluminada e confortável. Tenho um pequeno rádio instalado em minha própria bancada de trabalho para ouvir música ou notícias enquanto faço experiências. Minha própria bancada de trabalho tem um receptáculo de “filtro de linha” e um conjunto de interruptor montado na parte inferior, no qual eu conecto todos os dispositivos de 120 volts. É conveniente ter um único botão para desligar todos alimentação em caso de curto-circuito acidental!

Ferramentas

Algumas ferramentas são necessárias para o trabalho eletrônico básico. A maioria dessas ferramentas é barata e fácil de obter. Se você deseja manter o custo o mais baixo possível, você pode procurá-los em brechós e lojas de penhores antes de comprá-los novos. Como você pode ver pelas fotos, algumas de minhas próprias ferramentas são bastante antigas, mas funcionam bem, no entanto.

Em primeiro lugar, em sua coleção de ferramentas, está um multímetro. Este é um instrumento elétrico projetado para medir tensão, corrente, resistência e, muitas vezes, também outras variáveis. Os multímetros são fabricados em digital e analógico Formato. Um multímetro digital é preferido para trabalhos de precisão, mas medidores analógicos também são úteis para obter uma compreensão intuitiva da sensibilidade e alcance do instrumento. Meu próprio multímetro digital é um Fluke modelo 27, adquirido em 1987:

Multímetro digital



A maioria dos multímetros analógicos vendidos hoje são bastante baratos e não necessariamente instrumentos de teste de precisão. Eu recomendo ter tipos de medidores digitais e analógicos em sua coleção de ferramentas, gastando o mínimo de dinheiro possível no multímetro analógico e investindo em um multímetro digital de boa qualidade (eu recomendo fortemente a marca Fluke).

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Um instrumento de teste que considero indispensável em meu trabalho em casa é um detector de voltagem sensível ou detector de áudio sensível , descrito em experimentos quase idênticos em dois capítulos deste volume do livro. Nada mais é do que um conjunto de fones de ouvido de áudio sensibilizados, equipados com um atenuador (controle de volume) e diodos de limitação para limitar a intensidade do som de sinais fortes. Seu objetivo é indicar de forma audível a presença de sinais de tensão de baixa intensidade, DC ou AC. Na ausência de um osciloscópio, esta é uma ferramenta muito valiosa, porque permite que você ouça a um sinal eletrônico e, assim, determinar algo de sua natureza. Poucas ferramentas geram uma compreensão intuitiva de frequência e amplitude como esta! Cito seu uso em muitos dos experimentos mostrados neste volume, portanto, recomendo fortemente que você crie o seu próprio. Em segundo lugar, apenas para um multímetro, é o equipamento de teste mais útil na coleção do experimentador de eletrônicos de orçamento.

Voltagem Sensível / Detector de Áudio



Como você pode ver, construí meu detector usando peças de sucata (interruptor elétrico doméstico / caixa de receptáculo para o gabinete, seção do cabo marrom da lâmpada para os cabos de teste). Até mesmo alguns dos componentes internos foram recuperados da sucata (o transformador abaixador e o fone de ouvido foram retirados de um rádio antigo, comprado em uma loja de artigos usados ​​que não funcionava). A construção inteira, incluindo os fones de ouvido, comprados em segunda mão, não custou mais do que US $ 15. Claro, pode-se tomar muito mais cuidado ao escolher os materiais de construção (caixa de metal, cabo de sonda de teste blindado), mas provavelmente não melhoraria seu desempenho significativamente.

O único componente mais influente no que diz respeito à sensibilidade do detector é o conjunto do fone de ouvido:em geral, quanto maior for a classificação de “dB” dos fones de ouvido, melhor eles funcionarão para essa finalidade. Como os fones de ouvido não precisam ser modificados para uso no circuito do detector e podem ser desconectados dele, você pode justificar a compra de fones de ouvido mais caros e de alta qualidade usando-os como parte de um sistema de entretenimento doméstico (áudio / vídeo) .



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Também essencial é uma placa de ensaio sem solda , às vezes chamada de placa de prototipagem ou protoplaca . Este dispositivo permite que você junte rapidamente componentes eletrônicos uns aos outros sem a necessidade de soldar terminais de componentes e fios.

Placa de ensaio sem solda



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Ao trabalhar com fio, você precisa de uma ferramenta para “descascar” o isolamento de plástico das pontas, de modo que o cobre puro fique exposto. Esta ferramenta é chamada de descascador de fios , e é uma forma especial de alicate com vários orifícios afiados na área da mandíbula com o tamanho certo para cortar o isolamento de plástico e não o cobre, para uma infinidade de tamanhos de fio, ou medidores . Aqui são mostrados dois tamanhos diferentes de alicates de descascamento de fios:

Alicate para decapagem de fios





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Para fazer conexões rápidas e temporárias entre alguns componentes eletrônicos, você precisa de fios de jumper com pequenos clipes de “mandíbula de crocodilo” em cada extremidade. Eles podem ser adquiridos completos ou montados com clipes e fios.

Jumper Wires (vendido pela Radio Shack)



Fios de jumpers (feitos em casa)



Os fios de jumper feitos em casa com pinças de crocodilo grandes e não isoladas (de metal) podem ser usados, desde que seja tomado cuidado para evitar qualquer contato não intencional entre as pinças e quaisquer outros fios ou componentes. Para uso em circuitos de placa de ensaio lotados, fios de jumper com clipes isolados (cobertos de borracha) como o jumper mostrado no Radio Shack são os mais preferidos.



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Alicate de ponta fina são projetados para agarrar pequenos objetos e são especialmente úteis para empurrar fios em orifícios de protoboard persistentes.

Alicate de ponta fina





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Nenhum conjunto de ferramentas estaria completo sem chaves de fenda, e eu recomendo um par complementar (3/16 polegadas com fenda e # 2 Phillips) como ponto de partida para sua coleção. Posteriormente, você pode achar útil investir em um conjunto de chaves de fenda para joalheiro para trabalhar com parafusos muito pequenos e ajustes de cabeça de parafuso.

Chaves de fenda





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Para projetos que envolvem montagem ou reparo de placa de circuito impresso, um pequeno ferro de solda e um carretel de solda de “núcleo de resina” são ferramentas essenciais. Eu recomendo um ferro de solda de 25 watts, não maior para trabalhar com placas de circuito impresso, e a solda mais fina que você puder encontrar. Não use solda “ácido-core”! A solda de ácido-core destina-se à soldagem de tubos de cobre (encanamentos), onde uma pequena quantidade de ácido ajuda a limpar o cobre de impurezas superficiais e fornece uma ligação mais forte. Se usado para trabalho elétrico, o ácido residual fará com que os fios corroam. Além disso, você deve evitar soldas contendo metal chumbo , optando por solda de liga de prata. Se você ainda não usa óculos, um par de óculos de segurança é altamente recomendado durante a soldagem, para evitar que pedaços de solda derretida caiam acidentalmente em seu olho caso um fio se solte da junta durante o processo de soldagem e jogue pedaços de solda em sua direção.

Ferro de soldar e solda (“Núcleo de resina”)





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Os projetos que exigem a união de fios grandes por solda precisarão de uma fonte de calor mais potente do que um ferro de solda de 25 watts. Uma pistola de solda é uma opção prática.

Pistola de solda





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As facas, assim como as chaves de fenda, são ferramentas essenciais para todos os tipos de trabalho. Por razões de segurança, eu recomendo uma faca "utilitária" com lâmina retrátil. Essas facas também são vantajosas devido à sua capacidade de aceitar lâminas de substituição.

Faca utilitária





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Alicates diferentes do tipo de ponta fina são úteis para a montagem e desmontagem de chassis de dispositivos eletrônicos. Dois tipos que recomendo são junta deslizante e junta ajustável (“Bloqueio de canal”).

Alicate de junta deslizante



Alicate de junta ajustável





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A perfuração pode ser necessária para a montagem de grandes projetos. Embora as furadeiras elétricas funcionem bem, descobri que uma simples furadeira com manivela faz um trabalho notável perfurando plástico, madeira e a maioria dos metais. É certamente mais seguro e silencioso do que uma furadeira e custa um pouco menos.

Exercício de mão



Como o desgaste da minha broca indica, é uma ferramenta muito usada em minha casa!



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Alguns experimentos exigirão uma fonte de sinais de voltagem de frequência de áudio. Normalmente, este tipo de sinal é gerado em um laboratório de eletrônica por um dispositivo chamado gerador de sinal ou gerador de função . Embora construir tal dispositivo não seja impossível (nem difícil!), Muitas vezes requer o uso de um osciloscópio para fazer o ajuste fino, e osciloscópios geralmente estão fora da faixa orçamentária do experimentador doméstico. Uma alternativa relativamente barata para um gerador de sinal comercial é um teclado eletrônico do tipo musical. Você não precisa ser músico para operar um com o propósito de gerar um sinal de áudio (basta pressionar qualquer tecla no quadro!), E eles podem ser obtidos facilmente em lojas de segunda mão por um preço substancialmente menor do que o novo. O sinal eletrônico gerado pelo teclado é conduzido para o seu circuito por meio de um cabo de fone de ouvido conectado ao conector de “fones de ouvido”. Mais detalhes sobre o uso de um “Teclado Musical como Gerador de Sinal” podem ser encontrados no experimento com esse nome no capítulo 4 (AC).

Suprimentos

O fio usado em placas de ensaio sem solda deve ser de cobre sólido de calibre 22. Os carretéis desse fio estão disponíveis em lojas de produtos eletrônicos e algumas lojas de ferragens, em diferentes cores de isolamento. A cor do isolamento não influencia o desempenho do fio, mas cores diferentes às vezes são úteis para funções de fio de "codificação por cores" em um circuito complexo.

Carretel de fio de cobre sólido calibre 22



Observe como os últimos 1/4 de polegada ou mais do fio de cobre que se projetam do carretel foram “arrancados” de seu isolamento plástico.



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Uma alternativa para a construção do circuito da placa de ensaio sem solda é o wire-wrap , onde fio de cobre sólido de calibre 30 (muito fino!) é firmemente enrolado em torno dos terminais dos componentes inseridos através dos orifícios de uma placa de fibra de vidro. Nenhuma solda é necessária e as conexões feitas são pelo menos tão duráveis ​​quanto as conexões soldadas, talvez mais. Para embrulhar com arame, é necessário um carretel desse arame muito fino e uma ferramenta especial para embrulhar, o tipo mais simples que se assemelha a uma pequena chave de fenda.

Ferramenta para enrolar arame e embrulhar





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Fio grande (bitola 14 e maior) pode ser necessário para construir circuitos que transportam níveis significativos de corrente. Embora o fio elétrico de praticamente qualquer bitola possa ser comprado em bobinas, encontrei uma fonte muito barata de fio de cobre trançado (flexível), disponível em qualquer loja de ferragens:extensões baratas. Normalmente compostos de três fios coloridos de branco, preto e verde, os cabos de extensão costumam ser vendidos a preços inferiores ao custo de varejo do fio constituinte. Isto é especialmente verdadeiro se o cabo for comprado à venda! Além disso, um cabo de extensão fornece um par de conectores de 120 volts:macho (plugue) e fêmea (receptáculo) que podem ser usados ​​para projetos alimentados por 120 volts.

Cabo de extensão, no pacote



Para extrair os fios, corte cuidadosamente a camada externa de isolamento de plástico usando um estilete. Com a prática, você descobrirá que pode descascar o isolamento externo fazendo um corte curto em uma extremidade do cabo e, em seguida, segurando os fios com uma mão e o isolamento com a outra e separando-os. É claro que isso é muito preferível a fatiar todo o comprimento do isolamento com uma faca, tanto por uma questão de segurança quanto para evitar cortes no isolamento de cada fio.



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Durante a construção de muitos circuitos, você acumulará um grande número de pequenos componentes. Uma técnica para manter esses componentes organizados é mantê-los em uma caixa “organizadora” de plástico, como o tipo usado para equipamento de pesca.

Caixa de componentes



Nesta vista de uma das minhas caixas de componentes, você pode ver muitos resistores de 1/8 watt, transistores, diodos e até mesmo alguns circuitos integrados de 8 pinos (“chips”). As etiquetas para cada compartimento foram feitas com um marcador de tinta permanente.