Метод свертывания электрической цепи: Расчет электрической цепи методом эквивалентных сопротивлений — Начало. Основы. — Справочник

Содержание

Расчет электрической цепи методом эквивалентных сопротивлений — Начало. Основы. — Справочник

Расчет простой электрической цепи методом эквивалентных сопротивлений.

 

 
   Дорогие читатели, доброго вам времени суток. Для справки. Простой электрической цепью называют цепь, содержащую один источник энергии.  В этой статье поговорим о применении схемы замещения элементов. Мы знаем, как вычислить общее сопротивление при последовательном соединении резисторов, при параллельном их соединении. Ну а как быть, если перед нами схема смешанного соединения резисторов, т. е. присутствуют как последовательное соединение, так и параллельное. Вот здесь-то и применяется метод эквивалентных сопротивлений, или метод свертывания цепи.Свертывание цепи — это процесс преобразования цепи со смешанным соединением резисторов с целью определения эквивалентного сопротивления. Он заключается в том, что вместо двух или более элементов схемы, соединенных последовательно или параллельно, в схему включается только один элемент по сопротивлению эквивалентный (равнозначный) им.

При необходимости производят дальнейшие замещения, пока схема не примет вид одного сопротивления. Исходными данными являются значения напряжения на зажимах цепи и сопротивления резисторов. В результате расчета необходимо определить ток через каждый резистор. Рассмотрим на примере.
   В электрическую цепь включены восемь сопротивлений, схема которых представляет собой смешанное соединение (рис. 1а). Номиналы сопротивлений известны, напряжение, подаваемое к схеме, тоже известно, нужно найти ток, потребляемый цепью, а также ток на каждом резисторе.
Дано:
R1=1 Om;
R2=2 Om;
R3=3 Om;
R4=4 Om;
R5=5 Om;
R6=6 Om;
R7=9 Om;
R8=18 Om;
U=36 V.
Найти:
Iобщ, I1, I2, I3, …, I8.

   Решение:
   Ток в цепи согласно закону Ома равен:
                        I= U/R.
 Значит, чтобы найти общий ток в цепи, нужно найти общее сопротивление.
   Сопротивления R1 и R2 соединены последовательно. Вместо них можно подставить одно сопротивление, которое было бы идентично этим двум. Новое сопротивление
                       R1.2=R1+R2=1+2=3 Ом
 Также поступаем и с резисторами
                       R4 и R5: R4.5=R4+R5=4+5=9 Ом.

 Следующие три резистора R6,R7 и R8 соединены между собой параллельно. Находим их общее сопротивление:
                       1/R6.7.8=1/R6+1/R7+1/R8= 1/6+1/9+1/18=1/3.
 Отсюда
                        R6.7.8=3/1=3 Ом.
 В результате у нас получается схема, как показано на рисунке 2а.
   Чтобы получился один вид сопротивлений, а в данном случае последовательное соединение, нужно упростить параллельное:
                       R3.4.5=R3хR4.5/(R3+R4.5)=3х9/(3+9)=2,25 Ом.
 В итоге у нас получилась вот такая простая схема (Рис. 2б).
   Теперь остается вычислить общее сопротивление (Рис.2в) и подставить в формулу нахождения тока.
                       Rобщ=R1.2+R3.4.5+R6.7.8=3+2,25+3=8,25 Ом.
                       Iобщ=36/8,25=4,36 А.
   Зная общий ток, найдем токи на каждом резисторе.
   Так как резисторы R1 и  R2 стоят в цепи последовательно, то и ток через них будет проходить равный всей цепи: I1=I2=4,36 A. Такой же ток будет и в участках цепи 1-2, 3-4 (рис.1). В ветвях этих участков ток разветвляется и будет равен сумме элементов данного участка. Чтобы узнать ток в каждом элементе участка цепи, нужно сначала найти напряжение на данном участке. Так для участка цепи 3-4 напряжение будет равно:
                        U6.7.8=IR6.7.8=4,36х3=13,08 В.
Теперь ток для каждого элемента будет равен согласно закону Ома:
                         I6=U6.7.8/R6=13,08/6=2,18 A;
                         I7=13,08/R7=13,08/9=1,45 A;
                         I8=13,08/R8=13,08/18=0,73 A.
 Проверим наши расчеты, сложив токи. Должно получиться значение, равное общему току.                  I6.7.8=I6+I7+I8= 2,18+1,45+0,73=4,36 А,        
что соответствует общему току.
   Далее, переходим к участку цепи 1-2. Смотрим рисунок 2а. Определяем токи, как и в предыдущем случае. Сначала находим напряжение
                          U3.4.5=IR3.4.5=4,36х2,25=9,81 В.
Отсюда
                           I3=9,81/R3=9,81/3=3,27 A.

 Так как R4 и R5 соединены последовательно, то их токи будут одинаковыми.
                            I4=I5=U3.4.5/R4.5 или I4=I5=Iобщ – R3.
                            I4=I5=9,81/9=1,09 А или I4=I5=4,36 – 3,27=1,09 А.
проверка правильности решения проверяется составлением баланса мощности, согласно которого мощность источника питания должна быть равна суммарной мощности потребителей.
                            Рист=Рпотр;
                                Рист=IобщUобщ=4,36х36=156,96 Вт;
Pпотр=I12R1+I22R2+…+I8²R8=4,36²(2+1)+3,27²х3+1,09²(4+5)+2,18²х6+1,45²х9+0,73²х18=156,83 Вт,
что практически совпадает с Рист.                          
Задача решена.
Ответ: Iобщ=4,36 А, I1,I2=4,36 A; I3=3,27 A; I4,I5=1,09 A; I6=2,18 A; I7=1,45 A; I8=0,73 A.

 

Метод преобразования схем электрических цепей в электротехнике (ТОЭ)

Метод преобразования схем:

Метод преобразования электрических схем применяют для расчета сложных цепей путем преобразований треугольника сопротивлений в эквивалентную звезду или звезды сопротивлений в эквивалентный треугольник.

Контур, состоящий из трех сопротивлений

Электрическая цепь, состоящая из трех сопротивлений Ra, Rb и Rc, соединенных в одной узловой точке О, образует звезду сопротивлений (рис. 4.66).

Расчет некоторых сложных цепей значительно упрощается, если соединение звездой в них заменить соединением треугольником или наоборот.

Преобразование схемы должно производиться так, чтобы при неизменном напряжении между точками А, В и С токи звезды и треугольника оставались без изменений.

Треугольник и звезда, удовлетворяющие этому условию, называются эквивалентными.

Для такого преобразования рекомендуется изображать схему цепи без заменяемого треугольника (или звезды), но с обозначенными вершинами А, В, и С и к этим обозначенным вершинам подсоединить эквивалентную звезду (или треугольник).

При замене треугольника эквивалентной звездой сопротивления звезды определяются следующими выражениями:

Таким образом, каждое сопротивление эквивалентной звезды равно отношению произведения двух примыкающих к соответствующей узловой точке сопротивлений треугольника к сумме трех его сопротивлений.

При замене звезды эквивалентным треугольником каждое составление треугольника определяется следующими выражениями:

Каждое сопротивление эквивалентного треугольника равно сумме трех слагаемых: двух примыкающих к соответствующим точкам сопротивлений звезды и отношению произведения этих сопротивлений к третьему сопротивлению звезды.

Пример 4.4

Определить токи во всех ветвях цепи (рис. 4.7а) при следующих сходных данных:

Решение

Для расчета этой цепи заменим треугольник сопротивлений, подключенных к точкам А, В и С, эквивалентной звездой, подученной к тем же точкам (рис. 4.76). Определим величины сопротивлений эквивалентной звезды:

Пример 4.6

Определить токи во всех ветвях цепи, схема которой приведена на рис. 4.8а, если задано:

Решение

Количество ветвей и соответственно различных токов в  цепи (рис. 4.8а) равно пяти.

Произвольно выбирается направление этих токов.

Расчетных схем две, так как в цепи два источника с ЭДС и . Вычисляются частичные токи, созданные в ветвях первым источником . Для этого изображается та же цепь, только вместо — его внутреннее сопротивление Направление частичных токов в ветвях указаны в схеме рис. 4.86.

Вычисление сопротивлений и токов производится методом свертывания.

Первые частичные токи в цепи (рис. 4.86), созданные источником Еи имеют следующие значения:

Вычисляются частичные токи, созданные вторым источником. Для этого изображается исходная цепь, в которой источник заменен его внутренним сопротивлением . Направления частичных токов в ветвях указаны на схеме рис. 4.8в. Сопротивления и токи определяются методом свертывания.

Вторые частичные токи в цепи (рис. 4.8в) имеют следующие значения:

Искомые токи в рассматриваемой цепи (рис. 4.8а) определяют алгебраической суммой частичных токов (см. рис. 4.8):

Ток имеет знак «минус», следовательно, его направлен противоположно произвольно выбранному, он направлен из точки А в точку В.

Электрические цепи с одним источником тока или эдс

Рассмотрим электрическую цепь, схема которой изображена на рис. 1, Пусть известны значения сопротивления резисторов R1, R2, R3, R4, R5, R6, эдс E и ее внутреннее сопротивление R0. Требуется определить токи во всех участках цепи и напряжение, которое покажет вольтметр (сопротивление его бесконечно велико), включенный между точками схемы а и d.

Рисунок 1

Такие задачи решаются методом свертывания схемы, по которому отдельные участки схемы упрощают и постепенным преобразованием приводят схему к одному эквивалентному (входному) сопротивлению относительно зажимов источников питания. Схема упрощается с помощью замены группы последовательно или параллельно соединенных резисторов одним эквивалентным по сопротивлению. Так, резисторы R4 и R5 соединены последовательно, а резистор   R6 — с ними параллельно,   поэтому их эквивалентное  сопротивление

После произведенных преобразований схема принимает вид, показанный на рис. 2, а эквивалентное сопротивление всей цепи найдем из уравнения

Рисунок 2

Ток I1 в  неразветвленной  части   схемы   определим  по закону Ома:

Воспользовавшись схемой   (рис. 2), найдем токи I2 и I3:


Переходя к рис. 1, определим токи I4, I5, I6 по аналогичным уравнениям:
Зная ток I1, можно найти ток I2 по-другому. Согласно второму закону Кирхгофа,

Показания вольтметра можно определить, составив уравнение по второму закону Кирхгофа, например, для контура acda:
Для проверки решения можно воспользоваться первым законом Кирхгофа и уравнением баланса мощностей, которые для схемы, изображенной на рис. 1, примут вид

Электрические цепи с одним источником можно рассчитывать методом подобия (метод пропорциональных величин), который применим только для расчета линейных цепей, т. е. цепей с неизменными значениями сопротивлений. Воспользуемся свойствами линейных цепей для определения токов схемы, изображенной на рис. 1, в такой последовательности: задаемся произвольным значением тока I6/ в резисторе R6, наиболее удаленном от источника питания. По заданному току I6/ и сопротивлению резистора R6 определяем напряжение .
Далее определяем


Рис. 3

Наконец, находим значение э.д.с.  Е’:

Однако найденное значение E/ в общем случае отличается от заданной величины э.д. с. E. Поэтому для определения действительных и
значений токов и напряжений
вычисляем так называемый коэффициент подобия К=Е/Е’. Умножив на него полученные при расчете значения токов и напряжений, находим действительные значения токов цепи. Метод пропорциональных величин особенно эффективен при расчете разветвленных электрических цепей с одним источником.
Рассмотрим электрическую цепь, схема которой изображена на рис. 3. К источнику тока J=0,1 А подключены резисторы с сопротивлениями R1 = 12 Ом; R2=10 Ом; R3 = 16 Ом; R4 Ом; R5=60 Ом. Определить напряжение Uab источника тока и все токи. Составить баланс мощностей. Задача решается методом свертывания схемы.
Находим входное сопротивление Rab схемы   относительно   зажимов источника тока:

Находим напряжение на зажимах источника тока Uab

По закону Ома находим ток I2

Ток I3 определяем из уравнения закона Кирхгофа:

Этот ток распределяется обратно пропорционально сопротивлениям R4 и R5:

Уравнение баланса мощностей отражает равенство  мощностей, отдаваемой источником н расходуемой приемниками, т, е.

Расчет электрических цепей методом свертывания — ответы на вопроы


С этим файлом связано 1 файл(ов). Среди них: должностная инструкция маркетолога.docx.
Показать все связанные файлы
Подборка по базе: Билет №1. Электрический заряд и электрическое поле.docx, Принципиальная электрическая схема управления ЭП согласованно дв, КУрсовая работа Электрическая часть ГЭУ.docx, Схема электрическая принципиальная _ АГТУ 26.05.07 002 Э3.

Расчет электрических цепей методом свертывания
В соответствии с методом свертывания, отдельные участки схемы упрощают и постепенным преобразованием приводят схему к одному эквивалентному (входному) сопротивлению, включенному к зажимам источника. Схема упрощается с помощью замены группы последовательно или параллельно соединенных сопротивлений одним, эквивалентным по сопротивлению. Определяют ток в упрощенной схеме, затем возвращаются к исходной схеме и определяют в ней токи.
Рассмотрим схему на рис. 3.1. Пусть известны величины сопротивлений R1, R2, R3, R4, R5, R6, ЭДС Е. Необходимо определить токи в ветвях схемы. .


Рис. 3.1 Рис. 3.2 Сопротивления R4 и R5 соединены последовательно, а сопротивление R6 — параллельно с ними, поэтому их эквивалентное сопротивление

      После проведенных преобразований схема принимает вид, показанный на рис. 3.2, а эквивалентное сопротивление всей цепи

Ток I1 в неразветвленной части схемы определяется по формуле:

     Найдем токи I2 и I3 в схеме на рис. 3.2 по формулам:

  I3 = I1 — I2 — формула получается из уравнения, составленного по первому закону Кирхгофа:

I1 — I2 — I3 = 0.

    Переходим к исходной схеме на рис. 3.1 и определим токи в ней по формулам:

        I6 = I3 — I4 (в соответствии с первым законом Кирхгофа I3 — I4 — I6 =0).


  1. Метод преобразования «треугольника» сопротивлений в эквивалентную «звезду»

Пусть требуется рассчитать цепь, показанную на рис. 7.1, а.

Рис. 7.1 — Преобразования электрической цепи

Расчет можно осуществить одним из описанных выше методов. Но так как в цепи имеется только один источник питания, наиболее простым было бы использование закона Ома. Однако попытка определения общего сопротивления цепи оказывается безрезультатной, так как здесь мы не находим ни последовательно, ни параллельно соединенных сопротивлений. Решить задачу помогает преобразование треугольника сопротивлений в эквивалентную звезду.

Треугольник и звезда сопротивлений имеют вид, показанный на рис. 7.2.

Рис. 7.2 — Треугольник и звезда сопротивлений

Если при замене одной из этих схем другой не изменяются потенциалы одноименных точек и подтекающие к ним токи, то во внешней цепи также не произойдет никаких изменений. В этом случае говорят, что схемы эквивалентны.

Можно показать, что условием эквивалентности являются следующие уравнения:

а) при преобразовании треугольника в звезду:

б) при преобразовании звузды в треугольник:

Например, сопротивление звезды R1, присоединенное к узлу 1, получается перемножением сопротивлений R12 и R31 треугольника, присоединенных к этому же узлу, и делением полученного произведения на сумму всех сопротивлений треугольника.

При обратном преобразовании сопротивление треугольника R12, лежащее между узлами 1 и 2, равно сумме сопротивлений звезды R1 и R2, присоединенных к этим узлам, плюс их произведение, деленное на сопротивление третьего луча звезды R3.

Пример 1.3. Рассчитать токи в цепи, изображенной на рис. 1.12, а, при следующих числовых значениях ее параметров: Е = 660 В, R1 = 20 Ом, R2 = 30 Ом, R3 = 5 Ом, R4 = 20 Ом, R5 = 50 Ом.

а) Решение преобразованием треугольника в звезду.

Теперь общее сопротивление цепи легко находится:

Ток, протекающий по источнику (одинаковый в заданной и преобразованной схемах), равен:

Токи в паралельных ветвях:

Возвращаемся к исходной схеме (рис. 7.1, а):

Ток в пятой ветви находим из первого закона Кирхгофа: I5 = I1–I3 = 26–28 = –2 A. Знак минус говорит о том, что действительное направление тока I5 противоположно указанному на схеме.

б) Решение преобразованием звезды в треугольник.

Преобразуем звезду, образуемую в схеме на рис. 7.1, а сопротивлениями R1, R5 и R3, в эквивалентный треугольник (рис. 7.1, в).

Определяем сопротивления треугольника:

Теперь рассчитываем преобразованную цепь. Сначала находим эквивалентные сопротивления участков ac и cd:

Затем определяем общее сопротивление и токи:

Возвращаемся к исходной схеме:

Рекомендуем подставить в приведенные формулы числовые значения параметров цепи и сравнить результаты вычислений с полученными в примере 1. 3а.


  1. Метод преобразования «звезды» сопротивлений в эквивалентную «треугольника»

На рис. 6.10, а дана электрическая цепь с одним источником питания, широко применяемая в области электрических измере­ний. Особенностью этой цепи является наличие в ней соединений, называемых треугольником и звездой. Треугольником сопротив­лений называют соединение трех ветвей, образующих замкнутый контур с тремя узлами. В схеме рис. 6.10, а имеется два треуголь­ника c сопротивлениями 

Звездой сопротивлений называют соединение трех ветвей, имеющих общий узел. На рис. 6.10, а звезду сопротивлений обра­зуют ветви с сопротивлениями   . Любой тре­угольник сопротивлений можно заменить эквивалентной звездой. В результате замены получается другая схема, позволяющая упростить расчет. Например, схема рис. 6.10, а после замены треугольника сопротивлений    эквивалентной звездой    в упрощается (рис. 6.10, б) и содержит только последовательно и параллельно соединенные участки.

 

Эквивалентность треугольника и звезды сопротивлений за­ключается в том, что их замена не изменяет потенциалов узловых точек (на схеме рис. 6.10, а точек А, Б, В), являющихся вершинами треугольника и эквивалентной звезды. Не изменяются также токи, напряжения и мощности в остальной части схемы, не затронутой преобразованием. Для перехода от треугольника соп­ротивлений к эквивалентной звезде пользуются следующими фор­мулами:

 ;   ;   (6.11)

.

Сопротивление    луча А равно произведению двух сопротив­лений треугольника, сходящихся в узле A, деленному на сумму всех сопротивлений треугольника. Так же определяются сопротивления    и   . Вернемся к схе­ме рис. 6.10,6. Ее легко рассчи­тать и определить токи I, I4 и I5, которые не изменились после замены треугольника эквивалент­ной звездой. Остальные токи I1, I2 и I3Находят из уравнений по законам Кирхгофа, составленных для исходной электрической схе­мы цепи (рис. 6.10,а).

В некоторых электрических цепях расчет упрощается после замены трехлучевой звезды сопротивлений эквивалентным треугольником. При преобразовании звезды в эквивалентный треугольник пользуются следующими формулами:

 

 

 

 

Таким образом, сопротивление стороны эквивалентного треугольника равно сумме сопротивления двух лучей звезды, присоединенных к те же вершинам, что и сторона треугольника,и их произведения, деленного на сопротивление третьего луча звезды.

 

 

Четырехполюсники

Основные уравнения четырехполюсника. Четырехполюсни­ком называют электрическую цепь, имеющую два входных и два выходных зажима. К входным зажимам 1—1′ присоединяется ис­точник электрической энергии, а к выходным 2—2′ — приемник с сопротивлением rн (рис. 6.12). Таким образом, четырехполюсник является промежуточным звеном между источником энергии и ее приемником. К четырехполюсникам можно отнести линии передачи энергии и сигналов, несущих информацию, трансформаторы, рель­совые цепи, фильтры, предназначенные для разделения сигналов, и другие электрические устройства. Внутренняя электрическая схема четырехполюсников может быть весьма сложной и содер­жать ветви с источником энергии. Четырехполюсники с источника­ми энергии называют активными, а без источников — пассивными.


  1. Расчет электрических цепей методом узловых и контурных уравнений

Метод узловых и контурных уравнений применяется для расчета сложных цепей. Для определения токов в цепи необходимо составить систему уравнений, применив два закона Кирхгофа. Количество уравнений в системе должно быть равно числу неизвестных токов.

Порядок выполнения расчета


  • 1. Определяют число неизвестных токов (сколько ветвей — столько и токов).

  • 2. Произвольно выбирают направление токов и обозначают их на схеме.

  • 3. Составляют уравнения по первому закону Кирхгофа, число которых на единицу меньше, чем число узлов в схеме.

  • 4. Составляют недостающие до общего числа уравнения по второму закону Кирхгофа. Направления обхода контуров рекомендуется выбирать одинаковыми.

  • 5. Определяют неизвестные токи, решая полученную систему уравнений. Если найденный ток имеет отрицательную величину, то это означает, что его направление противоположно выбранному в п. 2.

  • 6. Проводят проверку, составляя баланс мощностей или рассчитывая цепь другим методом.

Для цепи (рис. 3.39) составим систему уравнений по методу узловых и контурных уравнений. Цепь имеет пять ветвей, следовательно, пять токов, т.е. необходимо составить пять уравнений, из них два уравнения по первому закону Кирхгофа (в цепи три узла) и три уравнения по второму закону Кирхгофа:

 

Рис. 3.39

Расчет токов разберем на конкретном примере.

Пример 3.13

Определить токи в цепи (рис. 3.40), имеющей следующие параметры: Е = 60 В; ?2 = 48 В; Е3 = 6 В; Д = 200 Ом; /?2 = 100 Ом; R3 = 10 Ом, методом узловых и контурных уравнений.

Рис. 3.40

Решение

В цепи три ветви, следовательно, произвольно выберем направление трех токов и составим систему из трех уравнений по законам Кирхгофа: 

Решим полученную систему уравнений, подставив заданные числовые значения:

Подставим уравнение (2) в уравнение (1)

Умножим уравнение (4) на 2

Проведем сложение уравнений (3) и (5)

Подставим значение тока /3 в уравнение (4)

Подставим значение токов 1{ и /3 в уравнение (1)

Правильность полученного результата проверим, рассчитав эту же цепь другим методом (методом контурных токов, который будет рассмотрен далее).


  1. Расчет электрических цепей методом наложение токов

По методу наложения рассчитывают токи, возникающие от действия каждой из ЭДС, мысленно удаляя остальные ЭДС из схемы, но оставляя в схеме внутренние сопротивления источников. Затем находят токи в ветвях исходной схемы путем алгебраического сложения частичных токов.

Порядок выполнения расчета рассмотрим на примере схемы, показанной на рис. 6, а.



  1. Определяют частичные токи I1‘, I2‘ и I3‘ в ветвях электрической цепи при действии одной ЭДС E1 (ЭДС Е2 исключена из цепи) (рис. 6, б).
    Направление частичных токов задают в соответствии с направлением ЭДС, расчет токов ведут с использованием метода эквивалентных преобразований.

  2. Определяют частичные токи I1«, I2» и I3» при действии ЭДС Е2 (рис.6, в). (ЭДС E1 исключена из цепи).

  3. Определяют реальные токи I1, I2 и I3 в ветвях исходной цепи (рис.6, а) как алгебраическую сумму частичных токов при мысленном совмещении цепей, изображенных на рис. 6, б и 6, в.

Частичный ток берется со знаком «плюс», если его направление совпадает с направлением реального тока в исходной цепи, со знаком «минус» — при встречном направлении.

Электротехника. Методы расчёта электрических цепей. (лекция 4)

1. Конспект лекций по электротехнике Подготовлен: Степановым К.С., Беловой Л.В., Кралиным А.А., Панковой Н.Г. Кафедра теоретической и общей элект

Конспект лекций по
электротехнике
Подготовлен:
Степановым К.С., Беловой Л.В.,
Кралиным А.А., Панковой Н.Г.
Кафедра теоретической и общей
электротехники.
Лекция 4

2. Методы расчёта электрических цепей

• 1. По закону Ома.
• 2. По методу суперпозиции.
• 3. По уравнениям Кирхгофа.
• 4. По методу контурных токов.
• 5. По методу узловых потенциалов.
• 6. По методу эквивалентного
двухполюсника.
• 7. По методу компенсации.
• 8. Топологический метод расчёта.

4. Расчёт простых цепей

• Простая цепь – это цепь,
содержащая один и только один
источник энергии.
• Простые цепи рассчитываются при
помощи метода свертывания и
развертывания. Расчёт идёт по
закону Ома.

5. Пусть требуется определить все токи в такой цепи.

1
R4
R6
R2
R7
R1
R5
R3
E
2
R8

6. Для этого будем упрощать схему в следующей последовательности.

1
R4
R678
R2
R1
E
R5
R3
2
R678=R6(R7+R8)/(R6+R7+R8)

7. R(4-8)= R678(R4+R5)/(R4+R5+R876)

1
R2
R4-8
R1
R3
E
2
R(4-8)= R678(R4+R5)/(R4+R5+R876)
1
R2-8
R1
E
2
R2-8= R(4-8)(R2+R3)/(R2+R3+R(4-8))
E
Rэкв
Rэкв=R1+R2-8
• Тогда токи в ветвях определяются по
следующим формулам:
• I1=E/Rэкв ,
U12=I1 R12
• I2=U12/(R2+R3),
• I3=U12/(R4+R5),
• I5=U12/(R7+R8),
I4=U12/R6

11. Метод наложения или суперпозиции

12. Метод наложения или суперпозиции

• Применяется, когда цепь содержит
несколько источников питания.
• Разветвленная электрическая цепь
с несколькими источниками
питания и все процессы
происходящие в этой цепи можно
рассматривать как совокупность
нескольких цепей в каждой из
которых содержится один и только
один источник питания.

13. Метод наложения или суперпозиции

• При составлении цепей учитывается
правило:
• Если есть идеальный ЭДС (E) с Rвн=0,
то ЭДС заменяется голым проводом.
• Если есть источник тока (J) с Rвн= ,
то он заменяется разрывом цепи.
• Число составных частей ровно числу
источников питания.
• Тогда, общий ток определится как
сумма токов в вышеприведенных
цепях.

14. Пусть требуется определить токи в такой цепи

R2
J5
R3
R5
R1
R4
R6
E1
E4

15. Преобразуем схему к виду 1 и определим токи в ветвях I’1,I’2,I’3,I’4,I’5.

R2
R3
R5
R1
R4
R6
E1

16. Преобразуем схему к виду 2 и определим токи в ветвях I»1,I»2,I»3,I»4,I»5.

R2
R3
R5
R1
R4
R6
E4

17. Преобразуем схему к виду 3 и определим токи в ветвях I»’1,I»’2,I»’3,I»’4,I»’5.

R2
J5
R3
R5
R1
R4
R6
Тогда общие токи в ветвях определятся
как суммы вышерасчитанных частных
токов.
• I1 = I’1+I»1+I»’1;
• I2 = I’2+I»2+I»’2;
• I3 = I’3+I»3+I»’3;
• I4 = I’4+I»4+I»’4;
• I5 = I’5+I»5+I»’5.

19. Расчёт разветвлённых цепей с помощью законов Кирхгофа.

20. Алгоритм расчёта

• 1. Упрощение элементарных
цепей.
• 2. Произвольный выбор
направления и обозначение
токов в ветвях.
• 3. Выбор и расставление
направления обхода
независимых контуров.
(Независимый контур – такой, который
содержит хотя бы одну ветвь,
которая не рассмотрена в других
контурах.)

21. Алгоритм расчёта

• 4. Запись уравнений по первому
закону Кирхгофа. (Число этих урав-
нений на 1 меньше числа узлов. Использовать
все Y уравнений невозможно, т.к. одно из них
обязательно будет зависимым. Это связано с
тем, что токи ветвей войдут в уравнения,
составленные для всех Y узлов, дважды,
причем с разными знаками, т.к. один и тот же
ток направлен от одного узла к другому. При
сложении всех уравнений левая и правая
части будут равны нулю, а это означает, что
одно из уравнений можно получить
суммированием (Y-1) уравнений и заменой
знаков всех токов на противоположные.
Таким образом Y-е уравнение всегда будет
зависимым).

22. Алгоритм расчёта

• 5. Запись уравнений по 2 закону
Кирхгофа для независимых
контуров.
(Для определения неизвестных токов в
ветвях необходимо составить
уравнения Кирхгофа, количество
которых должно быть равно
количеству неизвестных токов).
• 6. Решение системы уравнений
относительно токов.

23. Пример. Определить токи в ветвях схемы по законам Кирхгофа.

R2
J5
R3
R5
R1
R4
R6
E1
E4

24. 1. Упрощаем элементарные цепи. Для этого преобразуем схему.

R2
J5
R3
R5
R1
R4
R6
E1
E4

25. В этой схеме источник тока J5 заменён на источник эквивалентной ЭДС E5экв (см.

лек.3) 1
I2
R2
2
E5экв
к
кон
R3
R5
R1
I3
I5
кон
I4
R4
R6
E4
E1
I1
3

26. Составим уравнения по первому и второму законам Кирхгофа

• Уравнения по первому закону
Кирхгофа для независимых узлов:
1) I1 – I2 – I5 = 0
2) I2 – I3 – I4 = 0
Уравнения по второму закону
Кирхгофа для независимых
контуров:
3) I1R1 + I5(R5+R6) = E1 + E5экв
4) I2R2 + I3R3 — I5(R5+R6) = -E5экв
5) -I3R3 -I4R4 = -E4

27. Запишем матрицу коэффициентов и столбец свободных членов

|1 –1 0 0 –1
|
|0
|0 1 –1 –1 0
|
|0
|R1 0 0 0 (R5+R6)| =
|E1+E5экв|
|0 R2 R3 0 (R5+R6)| | -E5экв
|0 0 R3 R4 0
| | -E4
Решая эту систему, определим токи
во всех ветвях.
|
|
|
|

28. Благодарю за внимание

Практическая работа «Расчет цепей постоянного тока методом свертывания»

Практическая работа №1

«Расчет цепей постоянного тока»

1. Определить токи в ветвях.

2. Составить уравнение баланса мощностей.

варианта.

Рис.

R1, Ом

R2, Ом

R3, Ом

R4, Ом

R5, Ом

Дополн.

условие

1.

1

8

10

8

15

12

U=100B

2.

2

10

12

15

10

15

U2=100B

3.

1

15

8

10

8

15

U3=80B

4.

2

12

12

18

15

15

I4 =1,5 A

5.

1

25

22

25

20

22

U=100B

6.

2

8

10

8

15

12

U2=100B

7.

1

10

12

15

10

15

U3=80B

8.

2

40

38

35

42

40

U=100B

9.

1

15

8

10

8

15

I =2,5 A

10.

2

12

12

18

15

15

U=100B

11.

1

8

10

8

15

12

U3=80B

12.

2

10

12

15

10

15

I4 =1,5 A

13.

1

25

22

25

20

22

U2=100B

14.

2

40

38

35

42

40

I =2,5 A

15.

1

12

12

18

15

15

I3 =2,5 A

16.

2

8

10

8

15

12

U2=100B

17.

1

10

12

15

10

15

I3 =2,5 A

18.

2

15

8

10

8

15

U3=80B

19.

1

40

38

35

42

40

U4=150B

20.

2

8

10

8

15

12

I4 =1,5 A

21.

1

10

12

15

10

15

I =2,5 A

22.

2

12

12

18

15

15

I3 =2,5 A

23.

1

25

22

25

20

22

U4=150B

24.

2

8

10

8

15

12

I4 =1,5 A

25.

1

10

12

15

10

15

I3 =2,5 A

26.

2

40

38

35

42

40

I =2,5 A

27.

1

12

12

18

15

15

I4 =1,5 A

28.

2

15

8

10

8

15

U2=100B

29.

1

40

38

35

42

40

U3=80B

30.

2

25

22

25

20

22

U4=150B

Методика решения задачи №1

Для схемы, представленной на рис.3 определить все токи в ветвях и составить баланс мощностей.

U4=24 В; R2= R4=12 Ом ;

R1= R6=10 Ом; R3= R5=15 Ом.

Решение:

1. Преобразуем исходную схему(рис. 4, 5, 6, 7).

2. Определим сопротивление все цепи:

3. Определим токи в ветвях.

По закону Ома ток I4 равен:

4. Составим баланс мощностей.

РИСТПОТР

РИСТ = U·I =103,92 ·13,36=1388,37 Вт

РПОТР = I12 ·R1 + I22 · R2+…+I62 ·R 6=

=10,392 ·10+2,962 ·12 +2,962 ·15+22·12+0,962·15+0,962 ·10 = 1388,12 Вт

1388,37 Вт≈1388,12 Вт

Таким образом, баланс мощностей выполняется.

Самосворачивающиеся схемы позволяют электронике в 3D

Автор: Дункан Грэм-Роу

Способ сворачивания белков — это вдохновение для нового способа создания трехмерных электронных компонентов, которые собираются сами по себе.

Биологические молекулы, такие как белки, состоят из аминокислот, связанных в цепь. Форма этой цепи при сворачивании зависит от точной последовательности аминокислот и взаимодействий между ними.

Электроника включает в себя размещение компонентов и схем на плоских поверхностях, которые затем складываются в сложные трехмерные формы, как и белки.Он был разработан Джорджем Уайтсайдсом и его коллегами из Гарвардского университета в Массачусетсе, США, и Firmenich, парфюмерной и ароматизирующей компанией из Женевы, Швейцария.

Процесс начинается с плоской майларовой ленты, покрытой медным узором, который создает трехмерную структуру. Исследователи обжимают эту ленту между двумя зубчатыми прессами, чтобы получить гофрированную полосу. Это будет служить опорой, на которой можно будет нести компоненты, подлежащие сборке.

Затем исследователи покрывают основу припоем и окунают ее в горячую воду.Припой плавится, и капли расплавленного припоя на соседних поверхностях основного предохранителя создают достаточное поверхностное натяжение, чтобы сблизить поверхности и, таким образом, вызвать складывание. Когда припой остывает, новая трехмерная структура затвердевает.

Окончательная трехмерная структура является результатом двухмерной формы исходных медных элементов на основной ленте и способа обжатия ленты, например, треугольной или трапециевидной формы пилообразной формы.

Компоненты прикрепляются к каркасу после его обжима, но до его складывания с помощью другой полоски майларовой ленты, на которую можно установить электрические компоненты, такие как датчики света, с использованием традиционных методов фотолитографии.Лента также изолирует компоненты от магистрали.

Команда уже использовала эту технику для создания всенаправленного светового датчика, который невозможно было бы сделать с помощью обычных 2D-технологий. «Плоская поверхность не может обнаруживать свет на 360 градусов», — объясняет Дерек Брузевич, член исследовательской группы.

Это не первый случай, когда фальцовка используется для изготовления компонентов. Одна компания, Tessera из Сан-Хосе, Калифорния, США, уже начала создавать стопки микрочипов, складывая их друг на друга для экономии места.Но складывание приходится производить вручную, что значительно усложняет технологию изготовления. По словам Брузевича, новая технология может позволить собирать 3D-микрочипы сами по себе.

Исследование опубликовано в последнем выпуске журнала Американского химического общества .

Складывание контуров толщиной всего в атомы с использованием принципов оригами — ScienceDaily

Оригами, известное японское искусство складывания бумаги, генерирует сложные трехмерные структуры из плоской двухмерной бумаги.Хотя создание бумажного лебедя может показаться интригующим, идея создания трехмерных схем на основе аналогичных принципов проектирования просто ошеломляет. Это научно-фантастическое исследование — проект, над которым Дживун Пак и его коллеги из Чикагского университета работали в течение последних нескольких лет.

Акцент

Park на крупномасштабном синтезе и изготовлении устройств с использованием ультратонких материалов привел к усовершенствованию двухмерных моделей и внедрению трехмерных вертикально интегрированных устройств.Он представит детали их схемотехники и ее потенциальных применений на 64-м международном симпозиуме и выставке AVS, которая пройдет с 29 октября по ноябрь. 3 августа 2017 года в Тампе, Флорида.

Используя атомарно тонкие материалы, Парк синтезирует крупномасштабные интегральные схемы, которые можно сшить по бокам, чтобы сформировать двухмерный модуль. В своем последнем проекте его команда вертикально интегрировала эти двухмерные модули для создания трехмерных стеков.

Схемы традиционно разрабатывались с использованием громоздких платформ-подложек, таких как кремний, и до недавнего времени не могли работать независимо.Схемы, основанные только на атомарно тонких материалах, освобождают исследования от этих обычных ограничений. Комбинирование различных ультратонких строительных блоков также позволяет интегрировать различные электрические и тепловые свойства в одну и ту же схему, экспоненциально увеличивая функциональность.

«Для нашего исследования мы сначала создаем атомарно тонкую бумагу разного цвета, представляющую разные электрические, оптические или термические свойства. Мы комбинируем их в поперечном направлении, что эквивалентно сшиванию.Мы складываем их друг на друга, что является вертикальной интеграцией. Поступая таким образом, мы пытаемся разработать крупномасштабные, полностью функционирующие интегральные схемы, используя эти атомарно тонкие материалы в качестве двухмерных строительных блоков или цветной бумаги », — сказал Парк.

Использование этих ультратонких материалов, в отличие от типичных компонентов и ресурсов, позволяет создать схему меньшего размера, но, что удивительно, не такую, которая является микроскопически маленькой и, следовательно, трудной для манипулирования. Двухмерные ингредиенты собраны таким образом, что их можно рассматривать с помощью простого оптического микроскопа или даже невооруженным глазом, и с ними можно обращаться соответствующим образом.

Возможности применения этой технологии также обширны. Подобно тому, как складывание применяется в предметах, используемых в повседневной жизни, таких как зонтики или парашюты, интегральные схемы могут содержать большую площадь поверхности в относительно сжатом объеме. Функциональность в этом контексте может быть применена к разнообразному набору новых устройств, используя возможности конденсированной схемы.

«Мы заинтересованы в разработке этого механизма, в котором все эти поверхности и элементы устройства складываются в ограниченное пространство.По нашему запросу мы хотим, чтобы они были развернуты на действительно больших рабочих поверхностях, — сказал Парк.

Большое руководство по бумажным схемам

Добавлено в избранное Любимый 25

Введение

Бумажные схемы становятся все более популярными в мире электроники для хобби. Легкая доступность материалов, похожих на ремесленные, и растущее изобилие новых продуктов создали действительно уникальную экосистему для ремесленников, стремящихся сделать прыжок в проекты электроники.Это руководство представляет собой обзор материалов и методов, доступных мастерам изготовления бумажных схем.

Что такое бумажная схема?

Бумажная схема — это работающая электронная схема, построенная на бумажной поверхности вместо печатной платы. Проекты могут варьироваться от поздравительных открыток до оригами и традиционного искусства, такого как картины или рисунки. Что делает их уникальными, так это использование традиционных техник изобразительного искусства для создания схемы, сочетающей эстетику и функциональность.

Рекомендуемая литература

Прежде чем мы начнем создавать, вот несколько концепций, с которыми вы должны быть знакомы:

Создание следов: обзор

Трасса — это путь, который заменяет проводку, наиболее часто встречающийся на печатной плате.В бумажных схемах мы будем использовать проводящие материалы вместо проводов на поверхности бумаги для соединения компонентов. В этом уроке мы обсудим три типа следов: краска, лента и чернила.

Зеленые линии на этой плате — это следы, соединяющие части платы.

Следы проводящей ленты

Проводящая лента — один из самых простых способов начать создавать бумажную схему. Просто снимите бумажную подложку и нажмите там, где хотите, чтобы ваша схема шла! Медная лента также поддается пайке, что обеспечивает прочные связи между компонентами и следами, которых вы не получите с помощью красок и красок.

Прототип с медной лентой и шаблоном SparkFun

Сложность: Начинающий
Стоимость: Варьируется — медная лента ~ 0,06 доллара за фут, тканевая лента ~ 0,79 доллара за фут
Уровень беспорядка: Минимальный

Плюсы:
  • Нет времени высыхания.
  • Solderable (только медная лента).
  • Легче найти на месте — медная лента также используется в качестве репеллента от улиток / слизней и продается в хозяйственных магазинах. Он также используется при изготовлении витражей и может быть доступен в местных магазинах для рукоделия или хобби.Однако не все ленты одинаковы — с ними может быть сложнее работать, а клей, вероятно, не проводит ток.
Минусы:
  • Медная лента может порезать бумагу, будьте осторожны!
  • Сложнее создавать плавные линии или формы. Вы можете обрезать ленту до более тонкой ширины, чтобы помочь в этом.
  • Тканевая проводящая лента может быть очень дорогой.

Медная лента

Медная лента — 5 мм (50 футов)

В наличии PRT-10561

Медная лента имеет бесчисленное множество применений в электронике от создания низкопрофильных дорожек для электрических компонентов до радиочастотного экрана…

4

Медная лента — 2 дюйма (50 футов)

В наличии PRT-11081

Медная лента находит бесчисленное множество применений в электронике от создания низкопрофильных дорожек для электрических компонентов до радиочастотного экрана…

7 Самая распространенная токопроводящая лента для бумажных схем изготавливается из тонкого листа меди с клеевым слоем на дне, который идет в рулоне.Производители создают ленту нескольких разных размеров, нам нравится лента шириной 5 мм, потому что с ней легко работать в меньшем масштабе.

Ni / Cu / Co 1-дюймовая широкая тканевая лента

Менее распространена, чем медная лента, токопроводящая тканевая лента из никеля, меди и кобальта. Эта лента выдержит изгиб и изгиб и является отличным вариантом для проектов, в которых есть складки (например, карточки, которым требуются следы, пересекающие центральную складку).

Инструкции:

  • Удалите кожуру и приклейте там, где должны быть следы, следя за тем, чтобы на ленте оставались зазоры, где будут сидеть компоненты.Для получения наиболее надежной схемы старайтесь использовать один сплошной кусок ленты между компонентами. Используйте технику складывания по углам или при необходимости припаяйте детали вместе.
  • Для медной ленты — используйте прозрачную ленту поверх изогнутых выводов, чтобы прижать их к следу. Пайка — более безопасный вариант. Для тканевой ленты мы рекомендуем токопроводящий клей или зашивание соединения токопроводящей нитью.

Обратите внимание, как медная лента обрезана, чтобы оставить место для светодиода.

Примеры:

Эта краснеющая карта-робот от Chibitronics использует тонкую медную ленту, чтобы записать сообщение внутри и создать схему для светодиода на лицевой стороне карты.

Jie Qi’s Circuit Sketchbook использует проводящую тканевую ленту в переплете книги и медную ленту на внутренней стороне обложки.

Дополнительные ресурсы:

Проводящие следы краски

Проводящие краски — отличный способ создавать художественные произведения с помощью электроники. Используйте кисть или бутылку для сжатия, чтобы создать кривые и завихрения для соединения компонентов. Проводящие краски также можно использовать для «приклеивания» компонентов к следу.Этот метод может быть самым неприятным в использовании из-за фактора беспорядка и времени высыхания. Мы рекомендуем набраться терпения и практики, когда начинаем работать с этими материалами.

Сложность: Начальный — Средний (в зависимости от сложности). Получение плавных линий может быть неприятным.
Стоимость: Зависит. Стоимость большинства токопроводящих красок составляет ~ 10 долларов.
Беспорядок Уровень: Умеренный

Рисование чистой проводящей краской и кистью. Изображение через Instructables.com.
Плюсы:
  • Используйте как любую другую краску на водной основе.
  • После высыхания можно покрывать другими красками (например, акрилом) для создания бесшовного произведения искусства.
  • Легко нанести больше краски поверх существующей трассы для устранения неполадок или исправления ненадежного соединения.
Минусы:
  • Не токопроводящий до полного высыхания. В зависимости от толщины вашей картины и типа краски, возможно, потребуется просохнуть в течение ночи. Фен или тепловая пушка ускорит это.
  • Может потребоваться некоторая практика, чтобы получить единообразные линии / следы.
  • Краски на медной основе быстро окисляются и могут иметь короткий срок хранения.
  • Склонен к растрескиванию при напряжении. Лучше всего на плоских поверхностях. Окрашенные следы на сгибах или на гибких проектах, скорее всего, не получатся при повторном перемещении.

Электропроводящая краска без покрытия

Bare Conductive’s Electric Paint — это нетоксичная водорастворимая краска на углеродной основе, не содержащая растворителей.Доступен в тубусе для более тонких линий или в горшочке для кисти и трафарета.

CuPro-Cote Paint ™ от LessEMF

CuPro-Coate Paint — краска на водной основе, содержащая медь, похожая на латексную краску. Поставляется в контейнерах емкостью 4 унции (4 унции). Из-за короткого срока хранения / рабочего времени после вскрытия мы рекомендуем размер 4 унции.

Инструкции:

  • При планировании схемы, сначала нарисуйте, где будут идти следы. Нарисовать путь карандашом или маркером перед рисованием значительно упростит процесс.

  • Приклейте все компоненты, которые вы будете использовать, на бумагу. Используйте пинцет для точного размещения более мелких компонентов.

  • Используя кисть или выдавливающую бутылку, осторожно нанесите краску по следам и поверх проводов или контактных площадок компонентов вашей схемы. Дайте полностью высохнуть перед тестированием.

Художник, тщательно следящий за своими линиями проводящей краской во время семинара по окрашиванию электроники в Массачусетском технологическом институте.

Примеры:

Electronic Popables — это интерактивная всплывающая книга, созданная с использованием токопроводящих красок и электроники. Бумажное пианино, созданное Ханной Пернер-Уилсон

Дополнительные ресурсы:

Следы проводящих чернил

Проводящие чернила теперь доступны в предварительно заполненных перьях, что упрощает создание следов простым рисованием.Большинство токопроводящих ручек сохнут быстрее, чем токопроводящие краски. Этот метод может быть самым простым в применении, но прикрепление компонентов может вызвать большее разочарование.

Сложность: От начального до среднего (в зависимости от компонентов, которые вы прикрепляете к чернилам).
Стоимость: Выше — большинство ручек начинаются ~ 20 долларов
Уровень беспорядка: Минимальный

Рисунок карандашом для контуров. Изображение взято с Kickstarter Circuit Scribe.
Плюсы:
  • Сохнет быстрее, чем токопроводящие краски.
  • Точные линии.
  • Интуитивное использование.
Минусы:
  • Присоединение компонентов к компонентам может быть затруднительным (методы см. В разделе «Подключение»).
  • Выбор бумаги имеет значение — чернила не пристают к некоторым типам бумаги. Фотобумага работает лучше всего.
  • Можно легко спутать с обычными ручками или маркерами и случайно потратить на неэлектронные проекты.

Разметчик цепей

Набор для создания разметки схем

В отставке COM-13255

Это набор для создания печатных схем, массивный пакет токопроводящих чернил с полным набором модулей и других предметов, которые вы можете…

Пенсионер Circuit Scribe — это нетоксичная ручка с серебряными проводящими чернилами, которая пишет так же, как гелевая ручка.Он отлично подходит для создания точных линий и рисунков, чтобы продемонстрировать (и осветить) вашу схему.

Маркер цепей AgIC

AgIC — еще одна чернила на основе серебра, которые выпускаются в форме маркеров. Он работает только на глянцевой фотобумаге EPSON, поэтому вам нужно будет соответствующим образом спланировать свои проекты.

Инструкции:

  • Спланируйте схему с помощью карандаша (и трафарета, если он идет в комплекте с проводящими чернилами). Чернила плохо прилипают к тонеру принтера. Если вы разрабатываете схему на компьютере, убедитесь, что вы оставили контуры для заполнения, а не линии, которые нужно рисовать непосредственно.
  • Тщательно обведите линии токопроводящей ручкой, следя за тем, чтобы между компонентами оставался непрерывный путь. Оставьте большие круги / контактные площадки там, где компоненты будут соединяться с дорожками.
  • Используйте ленту, токопроводящий клей или наклейки для схем поверх чернильных линий для прикрепления компонентов.

Примеры:

Paperduino 2.0 — это полностью Arduino, созданный с использованием чернил и компонентов Circuit Scribe. Изображение через Instructables.

Интерактивное искусство с использованием модулей Circuit Scribe и рукописного ввода, созданное командой образования SparkFun.

Дополнительные ресурсы:

Выбор компонентов

Теперь, когда мы изучили варианты создания трассировок, давайте поговорим о компонентах, которые мы можем использовать с нашими схемами. Не все компоненты хорошо сочетаются с бумажными трассировочными материалами. Например, если вы хотите припаять соединения, медная лента будет лучшим выбором, чем токопроводящие чернила. Вот несколько наших предложений по компонентам для использования в ваших проектах.

Компоненты для проходных отверстий

Компоненты со сквозными отверстиями с длинными выводами (например, светодиоды) можно согнуть плоскогубцами, придав им форму, которая будет ровно лежать на бумаге и обеспечит большую площадь поверхности для соединения со следами.Компоненты с более короткими ножками (например, ATtiny85) можно аккуратно согнуть пальцами или плоскогубцами.

Использование с:

  • Электропроводящая краска без покрытия — используйте эту краску в качестве холодного паяного соединения. Вот учебник, описывающий этот процесс.
  • Медная лента — используйте прозрачную ленту поверх выводов, чтобы быстро прикрепить компоненты, или припаивайте непосредственно к медной ленте.
  • Лента из токопроводящей ткани — пришейте провода токопроводящей нитью или используйте токопроводящий клей для прикрепления.

Компоненты SMD

Хотя с ними немного сложнее работать, компоненты устройств поверхностного монтажа (SMD) являются низкопрофильными и отлично подходят для небольших или плоских проектов, таких как поздравительные открытки. Вам понадобится пинцет, чтобы разместить эти компоненты, и хороший глаз, чтобы видеть метки на самой детали. Компоненты SMD можно припаять к медной ленте, соединить путем окрашивания контактных площадок токопроводящей краской или наклеить на медную ленту. В этом руководстве от Tinkering Studio компании Exploratorium показаны два метода крепления светодиодов SMD — пайка и прозрачная лента.

Использование с:

  • Медная лента — припаяйте или прикрепите токопроводящим клеем. Некоторые компоненты также можно обмотать лентой, чтобы удерживать их на меди.
  • Проводящие краски — используйте суперклей для прикрепления к бумаге, затем закрасьте контактные площадки компонентов, которые необходимо соединить. Вот отличное руководство от High-Low Tech, в котором рассказывается о процессе.
  • Проводящие чернила — используйте суперклей для прикрепления к бумаге, стараясь не попасть между подушечкой для чернил и подушечками компонента.Соедините с чернилами токопроводящим клеем или лентой по оси Z. Этот метод используется в проекте Paperduino 2.0 от Circuit Scribe.

Компоненты LilyPad

Изначально разработанные для электронного текстиля, компоненты LilyPad могут хорошо работать с бумажными схемами из-за их низкого профиля и больших токопроводящих площадок. Компоненты LilyPad лучше всего работают при пайке на медной ленте, но также могут быть прикреплены с помощью ленты по оси Z или путем наложения прозрачной ленты на контактные площадки, чтобы удерживать их на следах. Примечание — при использовании метода прозрачной ленты только панели кнопок и переключателей имеют достаточно большие контактные площадки для обеспечения хорошего контакта.

Использование с:

  • Медная лента — лучше всего подходит пайка, но токопроводящие ленты, клеи и прозрачная лента могут быть подходящими вариантами.
  • Тканевая лента — идеально подходит для шитья, или лента по оси z.

Наклейки для цепей Chibitronics

Наклейки

Chibitronics имеют токопроводящий клей, что делает их идеальными для бумажных схем. Они совместимы практически со всеми бумажными трассировщиками цепей, но могут быть более дорогими, чем использование готовых компонентов.

Использование с:

  • Медная лента
  • Тканевая проводящая лента
  • Электропроводящая краска

Модули разметки цепей

Модули

Circuit Scribe работают иначе, чем все другие компоненты, которые мы показали до сих пор — они магнитные. Чтобы прикрепить следы, вам понадобится металлический лист или поверхность за бумагой. Это временное соединение, а не более постоянное соединение, показанное в этом руководстве. Хотя их размер не идеален для небольших проектов, таких как поздравительные открытки, с помощью модулей может быть интересно создать гобелены или реконфигурируемые произведения искусства.

Использование с:

  • Медная лента
  • Тканевая проводящая лента
  • Проводящие чернила

Выполнение подключений

Теперь, когда мы знаем, как создавать трассировки и выбрали компоненты для нашего проекта, пришло время соединить их вместе. Вот несколько способов создания электрического соединения между компонентами и дорожками.

Ленточный метод

Прозрачная лента — это простой способ прикрепить компоненты к бумажным схемам, хотя он не так надежен, как другие методы.Используйте ленту, чтобы осторожно прижать выводы компонентов или контактные площадки и прижать к медной ленте. Для компонентов SMD вы можете покрыть лентой всю деталь.

Обмотка светодиода SMD. Изображение взято из Flickr-ленты Цзе Ци.

Использование с:

  • Медная лента
  • Компоненты для сквозного монтажа или SMD

Лента оси Z

Лента

Z-Axis — это простая в использовании, чувствительная к давлению двусторонняя лента, предназначенная для соединения, склеивания и заземления гибких схем и печатных плат.Мы можем использовать небольшие отрезки ленты, чтобы прикрепить компоненты к токопроводящим дорожкам.

Использование с:

  • Медная лента
  • Компоненты с большей площадью поверхности, такие как язычки (согните проволоку в спирали или квадраты, чтобы было легче схватить клей).
  • Проводящие чернила на больших площадях — рисовальные подушечки для компонентов и лента для крепления.

Электропроводящая краска

Изображение из Руководства по холодной пайке Bare Conductive.

Проводящие краски можно использовать в качестве соединения клея / холодной пайки для прикрепления компонентов к следам. Вставьте компоненты во влажную краску, чтобы соединить их, и дайте им полностью высохнуть перед включением.

Использование с:

  • Проводящие следы краски — прикрепляйте компоненты, пока исходный след еще не высох для лучшего соединения.
  • Неэластичные поверхности — краска может треснуть или сломаться при повторяющихся нагрузках. Перед покраской протолкните ножки компонентов через бумагу, чтобы снять напряжение.
  • Компоненты для сквозных отверстий и SMD

Проводящий клей / эпоксидная смола

Пример электропроводящей эпоксидной смолы от Atom Adhesives.

Электропроводящий клей или эпоксидная смола — еще один вариант для соединения компонентов. Эти продукты являются одним из самых дорогих способов прикрепления компонентов к вашим бумажным схемам, и с ними может быть сложно работать. Часто им требуется длительное время высыхания или термофиксации. Попробуйте найти шприц с эпоксидной смолой, чтобы уменьшить беспорядок и помочь с точным размещением.Обязательно ознакомьтесь с паспортом безопасности материалов и следуйте всем инструкциям на упаковке при использовании этих типов клея.

Использование с:

  • Медная лента
  • Проводящие чернила
  • Компоненты для сквозных отверстий и SMD
  • Компоненты LilyPad

Пайка

Пайка — одно из самых надежных соединений, которые вы можете сделать с бумажными цепями, единственный недостаток заключается в том, что она работает только с медной лентой — вы не можете паять токопроводящие краски, чернила или большинство тканей.Если вам нужна помощь в изучении пайки, ознакомьтесь с нашим руководством.

Примеры пайки компонентов на медную ленту слева направо: светодиод
SMD от Tinkering Studio, светодиод LilyPad от SparkFun и 3 мм светодиод от High Low Tech.

Использование с:

  • Медная лента
  • Компоненты для сквозных отверстий и SMD
  • Компоненты LilyPad
  • Наклейки для цепей

Энергия вашего проекта

Бумажных схемных проектов можно легко запитать от батарейки типа «таблетка» 3 В.Мы рекомендуем батарею диаметром 20 или 12 мм для небольших проектов, например для поздравительных открыток.

Наиболее распространенные батарейки типа «таблетка» выглядят так, как указано выше — верхняя и боковые части батареи имеют положительный полюс, а текстурированный низ — отрицательный. Это может оказаться сложным для прикрепления к нашим следам, поэтому мы рассмотрим несколько методов, чтобы попробовать.

Указание по безопасности: Никогда не паяйте непосредственно на плоскую батарею! Чтобы прикрепить аккумулятор, выберите держатель аккумулятора или аккумулятор с выступами специально для пайки.

В этом руководстве вы также можете найти несколько хороших примеров использования батареи и питания:

Создайте свой держатель батареи

Изготовить держатель батареи из имеющихся материалов быстро и легко! Вот несколько различных методов создания собственного держателя батареи.

Держатель медной ленты:

Мы в SparkFun используем эту технику с медной лентой во всех наших уроках по всплывающим карточкам.

Держатель для бумаги и медной ленты:

Chibitronics предлагает руководство по использованию медной ленты и листа бумаги для изготовления чехла для батарей.

Держатель бумаги и токопроводящей краски:

Изображение через голый проводник

Bare Conductive содержит несколько различных руководств по бумажным держателям батарей:

Модули держателей батарей

Модули держателя батареи

можно припаять на медную ленту или приклеить токопроводящим клеем или краской. Не забывайте вынимать аккумулятор из держателя перед пайкой.

Батарейки с вкладками

Вы также можете приобрести батареи с выводами для пайки — затем их можно припаять, склеить токопроводящим клеем или даже прижать на месте прозрачной лентой для прикрепления к цепи.При покупке батареи с выступами постарайтесь найти батарею с изоляцией по бокам, чтобы избежать случайного короткого замыкания.

Некоторые примеры батареек с вкладками.

Многие бумажные компоненты для конкретных схем, такие как светодиодные наклейки, платы или модули, имеют встроенные резисторы. Если вы создаете свои собственные бумажные компоненты схемы со стандартными светодиодами, вам может потребоваться добавить резисторы в вашу схему, чтобы учесть различные требования к напряжению.

Ресурсы и дальнейшее развитие

Вау, в этом уроке мы рассмотрели множество концепций! Если вы не знаете, с чего начать, попробуйте поэкспериментировать с небольшими образцами макулатуры и выяснить, какой метод лучше всего подходит для ваших проектных идей.Если вы ищете еще несколько управляемых проектов, ознакомьтесь с некоторыми из наших руководств:

Праздничные открытки Let It Glow

Создайте светящуюся открытку для друзей и семьи в этот праздничный сезон из бумажных схем — пайка не требуется!

Ищете схемы из бумаги? Ознакомьтесь с некоторыми из этих ресурсов:

Пин для бумажных цепей

31 марта 2014 г.

Этот быстрый проект покажет вам, как создать схему, используя медную ленту вместо провода, чтобы зажечь светодиод и сделать предмет электронного искусства, который можно носить.

Вам также не нужно ограничиваться только бумагой. Попробуйте изучить схемы с картоном!

[PDF] PCB Origami Складывание печатных плат в электронные продукты

ПОКАЗЫВАЕТ 1-10 ИЗ 52 ССЫЛОК

СОРТИРОВАТЬ РелевантностьСамые популярные статьи Недавность

Аддитивная сборка цифровых материалов

Эта диссертация развивает использование аддитивной сборки прессованных цифровых материалов как новый процесс быстрого прототипирования.Цифровые материалы состоят из ограниченного набора частей, которые имеют дискретные соединения… Развернуть

Печать встроенных схем

Автоматизированные производственные технологии, такие как изготовление произвольной формы, могут значительно снизить стоимость и сложность инфраструктуры, необходимой для производства уникальных устройств или изобретения новых технологий.… Развернуть

  • Посмотреть 2 выдержки, справочные материалы, справочная информация и методы

Трехмерная интеграция с технологией печатных плат

Представлено будущее трехмерной интеграции и упаковки силовой электроники с использованием технологии печатных плат (PCB).Это должно показать, как силовая электроника может извлечь выгоду из тех же преимуществ… Expand

Universal Desktop Fabrication

Предлагаемая Universal Desktop Fabrication (UDF) будет согласованной системой программного обеспечения объемного цифрового проектирования, способной справиться с бесконечной сложностью при любом пространственном разрешении и компактности , автоматизированное оборудование для цифрового производства из различных материалов. Развернуть
  • Просмотреть 2 выдержки, справочная информация

Оригамирование многогранных поверхностей

  • Томохиро Тачи
  • Компьютерные науки, медицина
  • Транзакции IEEE по визуализации и компьютерной графике
  • 2010
В этой статье представлен первый практический метод «оригамирования» «или получение шаблона сгиба, который складывает отдельный лист материала в заданную многогранную поверхность без каких-либо разрезов, и предлагает алгоритм, основанный на двухэтапном отображении и разделении краев для решения этих условий.Развернуть
  • Посмотреть 3 выдержки, ссылки на методы

ПЕЧАТНЫЕ ПЛАТЫ

Это всеобъемлющее однотомное самообучающееся руководство по искусству проектирования и изготовления печатных плат, охватывающее полный цикл создания печатных плат, проектирования, макета и т. Д. изготовление, сборка и испытания. Развернуть
  • Просмотреть 2 выдержки, справочная информация

Примеры из индивидуального производства электронных продуктов

Примеры используются для обсуждения общих последствий цифрового производства для производства технологий и образования: обеспечение совместной работы и итераций с помощью оборудования с открытым исходным кодом, улучшение продуктов образовательных технологий и опыта, а также увеличение разнообразия и личных связей с электронными продуктами.Развернуть
  • Просмотреть 1 отрывок, ссылки на методы

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Самосгибание оригами с поддержкой киригами — ScienceDirect

Самосгибание сложных структур, вдохновленных оригами, из плоских состояний позволяет включить множество функций, связанных с поверхностью, в окончательное трехмерное устройство. Поэтому за последние несколько лет было разработано несколько методов самосвертывания для изготовления таких многофункциональных устройств. Однако подавляющее большинство таких подходов ограничено простыми последовательностями складывания, конкретными материалами или крупными масштабами длины, что делает их неприменимыми к микромасштабным (мета) материалам и устройствам со сложной геометрией, которые часто изготавливаются из материалов, отличных от тех, для которые эти подходы развиваются.Здесь мы предлагаем технику механического самосгибания, которая требует только глобального растяжения для активации, применима к широкому спектру материалов, допускает последовательное самосгибание многоэтажных конструкций и может быть уменьшена до микромасштабных размеров. Мы объединили два типа постоянно деформирующихся элементов киригами, работающих на основе мультистабильности или пластической деформации, с эластичным слоем для создания самосворачивающихся базовых элементов. Углы складывания этих элементов можно контролировать с помощью рисунков киригами, а также размеры эластичного слоя, и их можно точно спрогнозировать с помощью наших вычислительных моделей.Затем мы собрали эти базовые элементы по модульному принципу, чтобы создать несколько сложных трехмерных структур (, например, , многоэтажные решетки оригами) разных размеров, в том числе некоторые с микромасштабными размерами элементов. Более того, начав с плоского состояния, мы смогли включить не только точно контролируемые, произвольно сложные и пространственно изменяемые микрорельефы, но и гибкую электронику в самосвернутые трехмерные структуры. Во всех случаях наши вычислительные модели могли отражать самосгибание узлов и деформации в разъемах гибких электронных устройств, тем самым определяя рациональный дизайн наших образцов.Этот подход имеет множество потенциальных применений, включая изготовление многофункциональных и оснащенных имплантируемыми медицинскими устройствами, управляемых медицинских инструментов и микророботов.

Бумажные схемы для Makerspaces — Makerspaces.com

Бумажные схемы с наклейками схем — CC Jie Qi Flickr

БЕСПЛАТНАЯ загрузка PDF-файла — (5) Шаблоны проектов бумажных схем

Бумажная схема — это низковольтная электронная схема, созданная на бумаге или картоне с использованием токопроводящей медной ленты, светодиодов и источника питания, такого как батарейка типа «таблетка».Создание бумажных цепей — хороший способ научить основам электричества и принципам работы цепей. Помимо образовательных, они также могут быть интересным творческим проектом, который помогает воплотить в жизнь произведения искусства и поделки из бумаги. Добавляя в схему датчики, зуммеры и двигатели, вы также можете добавить еще одно измерение интерактивности. Эти простые проекты подходят для любого возраста и любого рабочего места.

Смайлик из бумажной схемы на Хэллоуин! Вдохновлен новой книгой @Makerspaces_com #papercircuits pic.twitter.com/366y0PxCGN

— cincoutprabu (@cincoutprabu) 10 октября 2016 г.

Существует множество творческих и изобретательных способов создания бумажной схемы. Эти примеры от Джи Ци из Chibitronics поистине удивительны. Взгляните на ее страницу Flickr, чтобы увидеть еще больше бумажных схем.

Создание бумажных схем — это естественный выбор для классной комнаты или библиотеки. Вот хороший пример:

Изготовление бумажных схем для «освещения» концепции в нашем курсе или классе.Мы # создатели !! # MAETy1 pic.twitter.com/GiSF50RgCJ

— Кэти Дамер (@k_dahmer) 23 июня 2016 г.

Еще больше веселья в пятницу утром с бумажными схемами! #tinkeringmooc Планирование этого для Maker Club @ROMS_Learning pic.twitter.com/pOEsnn76hZ

— Джилл Гарди Хилл (@jmgardyhill) 5 августа 2016 г.

Это видео показывает, как Милан Дахал использовал бумажные схемы для создания анимации.

Сверчок из бумаги # paperCircuits pic.twitter.com / 4zhsZCJNs3

— सुरेश (@SuRayShG) 11 сентября 2016 г.

Скачать PDF бесплатно — (5) Шаблоны бумажных схем

Вы можете выполнять самые разные проекты бумажных схем. Ниже показано большинство материалов, которые вам понадобятся для выполнения этих различных проектов. Позже в этом посте вы узнаете, как создать простую схему, и вам понадобится только медная лента, светодиод и батарейка типа «таблетка».

  • Плоская батарея (3 В) CR2032
  • Медная лента (1/4 ″) с токопроводящим клеем
  • LED — 5 мм, 10 мм, поверхностный монтаж или аналогичный
  • Двигатель постоянного тока Hobby — размер 130
  • Зуммер — механический или пьезо
  • Панель кнопок LilyPad или ползунковый переключатель
  • Скрепка для бумаг или папка для бумаг
  • Прозрачная лента
  • Двусторонняя лента на поролоне
  • Картонная бумага — 65-110 фунтов
  • Бумага для принтера / копировальной бумаги
  • Латунные стержни
  • Наклейки для цепей от Chibitronics (опция)
  • Circuit Scribe — перо с токопроводящими чернилами (опция)
  • Электрокрасочная краска из неизолированного проводящего материала (опция)

  • Ножницы
  • Нож для хобби X-Acto
  • Подрезной инструмент для бумаги
  • Коврик для резки
  • Линейка
  • Пинцет
  • Кусачки для проволоки

Самое замечательное в бумажных схемах — это возможность создавать схемы без пайки.При этом вы можете использовать паяльник по определенным причинам, которые будут объяснены позже. Еще один дополнительный инструмент — триммер для бумаги, который отлично подходит для создания светящихся поделок из бумаги. Триммер для бумаги также более безопасный вариант, чем ножницы, если вы выполняете этот проект с детьми младшего возраста.

  • Триммер для бумаги
  • Паяльник

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ — Медная лента может иметь очень острые края и может порезать кожу, как бумага, поэтому будьте осторожны.Кроме того, этот проект имеет низкое напряжение 3 В постоянного тока и НЕ предназначен для использования с вашей розеткой или 120 В. В этом проекте используются мелкие предметы, такие как светодиоды, и дети младше 3 лет могут подавиться. Самое главное, получайте удовольствие!

Введение

Создание бумажной схемы — это очень увлекательный и простой способ узнать о схемах, одновременно проявляя творческий подход. В этом уроке мы собираемся создать «простую схему», которая является самой простой из всех схем.Для начала посмотрите это вводное видео от Chibitronics, в котором дается краткий обзор работы с медной лентой.

Шаг 1. Распечатайте шаблон

Прежде чем мы начнем, вам необходимо загрузить наш шаблон Simple Circuit и распечатать его на стандартной бумаге для принтера. Карточки не нужны для этого конкретного проекта бумажной схемы.

Вы также можете щелкнуть правой кнопкой мыши изображение ниже и выбрать «Сохранить ссылку как», чтобы сохранить шаблон для печати на свой компьютер.

Шаг 2 — Нанесите медную ленту на линии трассировки

Наклейте медную ленту на все линии трассировки, как отмечено коричневым цветом на шаблоне. Разгладьте медь пальцем. Постарайтесь сохранить непрерывную полоску медной ленты, а не обрезать ее по углам. Согните медную ленту по углам, согнув ее под углом 45 футов в направлении, противоположном тому, куда вы собираетесь. Затем сложите его на 180 градусов и продолжайте прикладывать к линии следа.

Обязательно оставьте зазор в медной ленте, чтобы светодиод можно было правильно установить.

Обрежьте оставшуюся медную ленту, когда дойдете до обозначенной области батареи.

Шаг 3 — Оценка и фолд

Забейте и затем загните угловую линию. Инструмент для надрезания очень полезен при выполнении складок во время проекта бумажной схемы.

Шаг 4 — Установите светодиод на медную дорожку

Закрепите светодиод на медной дорожке с помощью прозрачной ленты. Для этого согните обе ножки светодиода под углом 90 футов, а затем надежно приклейте ножки к меди.Убедитесь, что длинная ножка светодиода переходит к положительной (+) стороне медной дорожки.

На изображении ниже из Sparkfun показано, как определить, какая ножка светодиода является положительной. Если ножки были обрезаны, вы также можете определить отрицательную сторону, посмотрев на плоскую сторону корпуса светодиода.

Шаг 5 — Присоедините аккумулятор к цепи

Последний шаг — разместить батарейку типа «таблетка» на медной дорожке. В этом примере убедитесь, что батарея (-) направлена ​​вниз на медь.Угловая заслонка (+) в сложенном состоянии должна контактировать с аккумулятором (+).

На этом этапе вы можете закрепить угол с помощью канцелярской скрепки или скрепки для бумаг.

Скачать PDF бесплатно — (5) Шаблоны бумажных схем

Дополнительно — вы можете создать бумажный держатель батарейки, который надежно удерживает батарейку типа «таблетка». У Chibitronics есть прекрасное пошаговое руководство по созданию одного из них.

Изображение через Chibitronics

Для создания бумажной схемы необязательно использовать медную ленту. Другой хороший вариант — использовать токопроводящие чернила (Circuit Scribe) или электрическую краску (Bare Conductive), чтобы помочь сформировать цепь. Однако у использования этих продуктов поверх медной ленты есть свои плюсы и минусы. Например, если вы решите использовать электрическую краску, вам нужно подождать несколько минут, чтобы продукт высох. По словам производителя, «проводимость электрокрасочной краски увеличивается по мере ее высыхания, поэтому важно подождать, пока она полностью высохнет, чтобы протестировать свои проекты».Но польза от использования краски и чернил заключается в том, что вы можете создавать очень уникальные формы и узоры, которые вы не смогли бы сделать с помощью медной ленты.


Ниже приведен отличный пример проекта бумажной схемы, в котором используются токопроводящие чернила или электрическая краска. Сделайте поздравительную открытку, которая светится!

Проект #Makerspace — сделайте электрическую поздравительную открытку с токопроводящей краской через @instructables https://t.co/dtg4fQZxxk pic.twitter.com/4bpeHqqhn1

— Makerspaces.com (@Makerspaces_com) 23 апреля 2016 г.

Отличной альтернативой стандартному светодиоду являются наклейки для цепей от Chibitronics. Наклейка для схемы — это светодиод, который отклеивается и используется для создания схем и ремесленных проектов. Их можно приклеивать практически к любой поверхности, например к бумаге, пластику, ткани и т. Д. Они работают с медной лентой, токопроводящими чернилами или даже электрокраской. У Chibitronics также есть линейка наклеек для датчиков и эффектов в дополнение к светодиодной наклейке. Эти надстройки могут заставить ваш проект мигать, пульсировать или реагировать на звук.

При их использовании обязательно приклейте узкую сторону наклейки к отрицательной стороне медной дорожки. Большая сторона монтажной наклейки положительна. Одним из больших преимуществ наклеек для схем является их низкое энергопотребление. Вы можете осветить больше наклеек на (1) батарею 3 В, чем при использовании стандартных светодиодов.

Ваш светодиод не горит? В большинстве случаев это очень простое решение. Вот список распространенных способов сделать вашу бумажную схему работоспособной.

  1. Убедитесь, что ДЛИННАЯ ножка светодиода прикреплена к положительной (+) стороне цепи, потому что это легко перепутать.
  2. Иногда ножки светодиода просто недостаточно хорошо контактируют с медной лентой. Потрите прозрачную ленту, которой крепится светодиод, чтобы обеспечить надежное соединение с медной лентой внизу.
  3. Осмотрите аккумулятор. Убедитесь, что отрицательный (-) аккумулятор соприкасается с отрицательной стороной медной ленты и то же самое касается положительной стороны.Кроме того, убедитесь, что между батареей и медью есть надежное соединение. Иногда вам нужно закрепить аккумулятор прозрачной лентой.
  4. Настоятельно рекомендуется сохранить непрерывную полосу медной фольги, а не разрезать ее. Но иногда нужно просто сделать разрез. Убедитесь, что вы надавили и потрили два куска меди, соединенных вместе. Должна быть прочная связь.
  5. Убедитесь, что вся медная лента разгладилась на бумаге с как можно меньшим количеством складок.
  6. Короткое замыкание в цепи? Короткое замыкание может произойти, когда положительная и отрицательная медная лента соприкасаются друг с другом. Осмотрите область батареи и область светодиодов, которые являются обычными местами для этого.
  7. Если вы используете переключатель LilyPad, убедитесь, что он плотно приклеен к медной ленте под ним. Кроме того, непосредственно под переключателем должен быть зазор, как показано на шаблоне.
  8. Наконец, ваши детали вообще исправны? Иногда у вас может быть просто плохой аккумулятор или плохой светодиод.Один из простых способов проверить оба эти элемента — поместить светодиод прямо на батарею. Убедитесь, что ДЛИННАЯ ножка касается плюсовой стороны батареи.

светодиодов используются в тоннах проектов #makerspace. Вот простой способ проверить его. Помните, что длинная нога — это хорошо. https://t.co/41ZOiIW9Gb

— Makerspaces.com (@Makerspaces_com) 15 сентября 2016 г.

Теперь, когда вы увидели, как создать базовую схему, мы собираемся сделать шаг вперед и добавить переключатель для управления светодиодом.

Шаг 1 — Распечатать шаблон схемы

Загрузите наш шаблон «Простая схема с переключателем» и распечатайте его на стандартной бумаге для принтера. Карточки не нужны для этого конкретного проекта бумажной схемы.

Вы также можете щелкнуть правой кнопкой мыши изображение ниже и выбрать «Сохранить ссылку как», чтобы сохранить шаблон для печати на свой компьютер.

Шаг 2 — Нанесите медную ленту на линии трассировки

Наклейте медную ленту на все коричневые линии на шаблоне.Постарайтесь сохранить непрерывную полоску медной ленты, а не обрезать ее по углам. Согните медную ленту по углам, согнув ее под углом 45 футов в направлении, противоположном тому, куда вы собираетесь. Затем сложите его на 180 градусов и продолжайте прикладывать к линии следа. Обязательно оставьте зазор в медной ленте, чтобы светодиод можно было правильно установить. Обрежьте оставшуюся медную ленту, как только дойдете до обозначенной области батареи.

Шаг 3 — Оценка и фолд

Забейте и затем загните угловую линию.Инструмент для надрезания очень полезен при выполнении складок во время проекта бумажной схемы.

Шаг 4 — Установите светодиод на медную дорожку

Закрепите светодиод на медной дорожке с помощью прозрачной ленты. Для этого согните обе ножки светодиода под углом 90 футов, а затем надежно приклейте ножки к меди. Убедитесь, что длинная ветвь светодиода идет к положительной (+) стороне медной дорожки.

Шаг 5 — Присоедините аккумулятор к цепи

Следующим шагом является установка батарейки типа «таблетка» на медную дорожку.В этом примере убедитесь, что батарея (-) направлена ​​вниз на медь. Угловая заслонка (+) в сложенном состоянии должна контактировать с аккумулятором (+). Наконец, прикрепите скрепку или скрепку для бумаг, чтобы закрепить угол.

Шаг 6 — Подключите переключатель LilyPad к цепи

Наконец, необходимо закрепить переключатель LilyPad поверх медной ленты. Убедитесь, что в меди под переключателем есть зазор, как показано на шаблоне. Нам нравится коммутатор LilyPad из-за его небольшого форм-фактора, но есть и другие способы создать коммутатор.Мы описываем этот альтернативный метод ниже.

Эти кнопки и ползунковые переключатели LilyPad доступны в Sparkfun.

Если у вас нет переключателя LilyPad, вы всегда можете сделать переключатель с лоскутом бумаги с медью на нем. Закрепите бумажный переключатель лентой над зазором медью вниз. Нажмите на переключатель, чтобы замкнуть цепь, и включите светодиод.

Мы собрали коллекцию из 5 красиво оформленных бумажных шаблонов схем с пошаговыми инструкциями.Мы надеемся, что вам понравятся эти проекты, и мы будем рады видеть то, что вы создаете. Подпишитесь на нас в Twitter @Makerspaces_com и покажите нам свои бумажные схемы. Получайте удовольствие и продолжайте учиться!

Скачать PDF бесплатно — (5) Шаблоны бумажных схем

Интернет наполнен большой информацией о бумажных схемах, и вот некоторые из наших любимых ресурсов.

Мастерская Мастерской — Проект бумажной цепи Bay Bridge

Paper Circuits — Мастерская мастерской

Бумажные схемы с медной лентой — Высокие и низкие технологии

Большое руководство по бумажным схемам — Sparkfun

Учебные пособия по бумажным схемам — Chibitronics

Начало работы со схемными наклейками — Цзе Ци

Планируйте и создавайте свою схему — Adafruit

Простая бумажная схема — Сделайте

У

Adafruit есть действительно отличный обучающий раздел на своем сайте, который охватывает почти все темы производителей.Если вы хотите глубже изучить схемы и электричество, посмотрите их серию видео под названием Circuit Playground.

Подписаться @Makerspaces_com

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.