Кто разрабатывает электрические схемы работы приборов: Инженер-микросхемотехник

Проектирование и контрактная разработка приборов и устройств

В компании RadioCompass успешно разработаны и серийно производятся сложные аналитические приборы и промышленное оборудование под торговой маркой заказчика.

Услуги проектирования приборов и электронных устройств включают в себя разработку электронной, программной и механической частей приборов.

О том, как мы создаём продукты

Четыре особенности работы RadioCompass

1. Используем только лицензионные современные средства автоматизированного проектирования

IAR Embedded Workbench, Altium Designer, Autodesk Invento и другие программные пакеты для разработки позволяют нам выполнять проекты на высоком техническом уровне, а Вам быть уверенными в юридической чистоте полученной интеллектуальной собственности.

2. Не занижаем сложность проектов ради привлечения клиента

Наш опыт позволяет нам предусмотреть большинство возможных трудностей и заложить все необходимые этапы отладки и тестирования изделия.
Именно поэтому, все наши разработки успешно запущены в серийное производство.

3. Имеем

собственные современные приборы, оборудование и реальное производство

Реальный производственный опыт позволяет нам разрабатывать не виртуальные изделия, а иметь точное понимание как и где его можно изготовить.
Мы заинтересованы в успехе Вашего бизнеса и Вашего продукта.

4. Предоставляем все необходимые бухгалтерские и отчётные документы

Затраты на разработку — это значительные суммы и мы понимаем как важно обеспечить полную налоговую прозрачность для наших заказчиков.

Примеры наших проектов

Создание прибора или электронного устройства это:

• разработка технического задания совместно с заказчиком
• подбор необходимых компонентов и создание структурной схемы изделия
• разработка электрической принципиальной схемы устройства
• разводка печатных плат
• расчёт и моделирование электрических схем
• создание чертежей и 3D моделей
• сборка, тестирование и испытания прототипов
• написание программного обеспечения микроконтроллеров
• написание программного обеспечения под PC

Проектирование узлов учета тепловой энергии – цена, заказ, монтаж и обслуживание от «Теплоком-Сервис Москва»

ООО «Теплоком-Сервис Москва» предлагает услуги по разработке и согласованию проектной документации узлов учета тепловой энергии (УУТЭ).

Проектная документация является неотъемлемой частью узла учета, должна разрабатываться специализированной организацией, имеющий опыт разработки подобной документации и допуск СРО в области проектирования данного вида работ.
Подготовка проекта узла учета ведется в соответствие со всеми требованиями правил составления конструкторской документации, что позволяет не только проконтролировать качество монтажных работ, но и избежать неоднозначных конфликтных ситуаций при приемке и эксплуатации

Общие требования к проекту УУТЭ.

Проект узла учета тепловой энергии (УУТЭ) разрабатывается на основании:

• технических условий, выдаваемых теплоснабжающей организацией по запросу потребителя;
• требований Правил КУТЭТ;
• технической документацией на приборы и средства измерения.

Технические условия должны содержать:
1) Наименование и место нахождения потребителя.
2) Расчетные нагрузки по каждому виду потребления тепловой энергии, для горячего водоснабжения – среднесуточные нагрузки.
3) Расчетные параметры теплоносителя в точке поставки.
4) Температурный график подачи теплоносителя, в зависимости от температуры наружного воздуха.
5) Требования по обеспечению возможности подключения узла учета к системе дистанционного съема показаний приборов учета с использованием стандартных промышленных протоколов и интерфейсов, за исключением требований по установке средств связи, если теплоснабжающая организация использует или планирует использовать такие средства.

Теплоснабжающая организация не вправе навязывать потребителю конкретные типы приборов, но в целях унификации и возможности организации дистанционного сбора информации с УУТЭ может рекомендовать средства измерений для установки на узле учета.

Выбор конкретного типа теплосчетчика осуществляет проектная организация по согласованию с заказчиком.

Основания и этапы подготовки проекта узла учета.

Проект узла учета (кроме источников тепловой энергии) разрабатывается на основании:

а) технических условий, выдаваемых теплоснабжающей организацией по запросу потребителя;
б) требований Правил коммерческого учета тепловой энергии №1034;
в) технической документации на приборы учета и средства измерений;
г) ГОСТ 21.408-93 Правила выполнения рабочей документации автоматизации технологических процессов;
д) ГОСТ 21.101-97 Основные требования к проектной и рабочей документации;
е) СП 41.101-95 Проектирование тепловых пунктов и иных руководящих документов.

Для разработки проекта узла учета тепловой энергии, выполняются следующие подготовительные работы:
— выезд к заказчику и обследование объекта;
— анализ технических характеристик объекта на основании предоставленной документации и проведенного обследования;
— выбор типа прибора учета тепла на основании расчетов теплотехнических характеристик.

Состав проекта УУТЭ

Проект (техническое решение) содержит:

1) Титульный лист, на котором должен быть указан полный адрес потребителя, а также название проектной организации, печать, фамилия и подписи лиц, выполнивших техническое решение.
2) Технические условия на узел учета.
3) Копию допуска СРО с перечнем разрешенных видов деятельности
4) Пояснительную записку с указанием источника тепловой энергии, параметров теплоносителя, схем присоединения систем теплопотребления. Выбор теплосчетчика, с указанием всех приборов, входящих в его состав, возможности измерения и регистрации параметров теплоносителя и тепловой энергии.

5) Сведения о максимальных и минимальных расходах  теплоносителя с учетом зимнего и летнего режимов.
6) Схему подключения потребителя к тепловой сети.
7) Принципиальную схему теплового пункта с узлом учёта тепловой энергии.
8) План (фрагмент плана) теплового пункта с указанием мест установки датчиков, мест размещения приборов УУТЭ, схемы кабельных проводок.
9) Электрические и монтажные схемы подключения приборов УУТЭ.
10) Схему пломбирования средств измерений и технического оборудования узла учета.
11) Формулы расчета тепловой энергии, теплоносителя, заложенные в тепловычислитель, использующиеся для расчетов тепловой энергии в соответствие со схемой, выбранной при проектировании.
12) Настроечную базу данных, вводимую в тепловычислитель, в том числе при переходе на летний и зимний режимы.
13) Для узлов учёта в зданиях дополнительно прикладывается таблицы суточных и месячных расходов тепловой энергии по теплопотребляющим установкам, позволяющие потребителям отслеживать эффективность работы системы теплоснабжения (системы регулирования отпуска тепла).

14) Формы отчетных ведомостей о показаниях приборов учёта тепловой энергии.
15) Требования к установке расходомеров, датчиков температуры, датчиков давления;
16) Спецификацию применяемого оборудования и материалов.

Проекты УУТЭ, устанавливаемых у потребителей тепловой энергии, подлежат согласованию с теплоснабжающей (теплосетевой) организацией, выдавшей технические условия на установку приборов учета в части соблюдения технических условий.

Согласованный проект утверждается заказчиком.

Вы можете прислать заявку на проектирование УУТЭ по тел./факсу (495) 785-85-33 или электронной почте [email protected]

Консультации по вопросам проектирования узлов учета тепловой энергии можно получить по адресу:

г. Москва,
Варшавское шоссе, д.125Д, копр.1, офис 257 на Варшавское шоссе, д.125Д, копр.1, офис 317

Т./ф.: (495) 785-85-33

E-mail: [email protected]

УСЛУГИ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ПАО «Россети Московский регион»

Выполненные работы
Услуга: «Выполнение работ по строительству, реконструкции электрических сетей клиента» Объем работ: Строительство воздушной линии 10 кВ от подстанции 10кВ Юдино, монтаж линейного разъединителя с предохранителями.
Филиал: «Новая Москва».
В рамках договора технологического присоединения энергетики компании «Россети Московский регион» выделят жилому комплексу «Южное Бунино» 16 МВт мощности. По первому этапу электроснабжения уже выдано 5,5 МВт мощности. Для этого были проложены от ПС 220 кВ «Хованская» и «Бутово» 14 километров кабельных линий 20 кВ. Большая часть кабельных линий проходит через кабельный коллектор, что гарантирует их бесперебойную работу и высокий уровень надежности энергоснабжения потребителей.

Для выполнения технических условий со своей стороны ООО УК «ГК «МИЦ» обратился к специалистам компании «Россети Московский регион». В рамках оказания услуг энергетики разработали необходимую рабочую документацию, построили две комплектные трансформаторные подстанции, реконструировали существующую ячейку и установили новые ячейки в распределительной подстанции, а также построили участки воздушных и кабельных линий электропередач.

Для выполнения технических условий со своей стороны заказчик обратился к энергетикам компании. В рамках оказания дополнительных услуг энергетики разработали необходимую рабочую документацию, построили две комплектные трансформаторные подстанции, реконструировали существующую ячейку и установили новые в распределительной подстанции, построили участки воздушных и кабельных линий электропередачи.

ЖК «Южное Бунино» — крупнейший жилой микрорайон, возводимый в 6,5 км от МКАД на территории ТиНАО вдоль береговой линии реки Сосенки и окруженный с трех сторон густыми лесопарками. В пешей доступности расположена действующая станция метро «Коммунарка» Сокольнической линии.

Всего для строящихся жилых комплексов ГК «МИЦ» в ТиНАО компания «Россети Московский регион» выдаст более 38 МВт мощности.

Алексей Касатов, ведущий инженер-энергетик ООО УК «ГК «МИЦ»:

— Энергетики компании «Россети Московский регион» качественно и в установленные сроки выполнили комплекс работ по строительству электросетевой инфраструктуры. Благодарю компанию «Россети Московский регион» за открытость и клиентоориентированность, а энергетиков филиала «Новая Москва» за профессионализм и компетентность.

Разработка схемотехнических решений

Разработка электрических схем – важнейший этап создания электроприбора, определяющий его функционал. Этот этап предшествует производству прототипа изделия.

Современный процесс разработки электросхем значительно упрощен благодаря программным инструментам вроде Cadence OrCAD Современное ПО удешевило себестоимость печатных плат и позволило снизить процент брака.

Наиболее популярное программное обеспечение, применяемое для разработки схемотехнических решений, – Altium Designer. Его выбирают за простоту, функциональность и точность.

На примере этой программы рассмотрим процесс проектирования электрических схем.

Создание нового проекта

В Altium Designer проект печатной платы создается на основании документов, которые необходимы для определения основных параметров изделия. Это прежде всего документ схемы, который настраивается в программе для дальнейшей работы.

Прежде чем разместить на плате компоненты, необходимо воспользоваться поисковиком и найти подходящие варианты среди предложений производителей. После того как компоненты выбраны, они размещаются на плате с помощью мыши.

Подключение схемы

Это процесс создания связей между установленными на схеме компонентами. На этом этапе проектирования электрической схемы компонуются цепи и другие элементы, обеспечивающие связи внутри платы:

• Метки цепей: создают связи между точками одного листа схемы.
• Порты: создают связи между точками разных листов схемы.
• Порты питания: создают связи между точками на всех листах.

На этом формирование схемы завершено, но проект необходимо протестировать. В Altium Designer имеются инструменты и на этот случай.

Настройка проекта

Проектирование электрических схем должно быть качественным и точным, и ключевые параметры можно проконтролировать с помощью диалогового окна, где открывается меню настроек.

Возможности программы при разработке электрических схем очень широки – среди прочего можно настроить ее для тестирования на ошибки.

Компиляция проекта

Компиляция проекта проводится после формирования схемы и обеспечивает проверку следующих элементов:

• Полное соответствие проекта информации по его компонентам.
• Соответствие полученной схемы проектным и электрическим правилам.

По результатам компиляции после устранения ошибок создается запрос на инженерные изменения в проекте.

Создание и настройка платы

На базе полученных настроек создается пустая плата, после чего проводится настройка ее ключевых свойств:

• Форма: стандартная форма платы – прямоугольная, но иногда трассировка дает возможность получить изделие иной формы.
• Расположение: это определение начала координат, от которого отсчитывается размер изделия и размерной сетки.
• Слои: помимо токопроводящих слоев, возможно использование механических слоев общего назначения и/или специализированных.

Кроме того, для проектирования схемы устройства могут использоваться правила проектирования или настройки по умолчанию. В соответствии с ними и будут определяться свойства платы и других компонентов.

Настройка отображения слоев и размерной сетки

Проектирование электронных схем учитывает многослойную структуру платы, поэтому удобное отображение каждого слоя очень важно для будущего проекта. В программе легко удалять и добавлять слои, а также оптимизировать их просмотр.

Формирование структуры слоев на этапе проектирования схем и плат очень важно для трассировки, которая уже не только создает простые соединения проводящим материалом, а играет важную роль в проектировании элементов цепей и линий передачи.

Дюймовая или метрическая сетка создает благоприятные условия для трассировки и имеет большое значение для проектирования электронных плат, поэтому подбирается индивидуально для каждого объекта.

Трассировка платы

Проектирование электронных схем стало во многом проще благодаря появлению интерактивной трассировки. При этом необходимо хорошо разбираться в режимах трассировки и знать нюансы этого процесса.

По результатам трассировки создается выходная документация, отражающая все параметры изделия.

3D-визуализация платы

Это еще одна удобная возможность. Проектирование электрических схем завершается просмотром в трехмерном отображении. Это позволяет визуализировать объект со всех сторон, проверить его точность.

Современные программы-проектировщики просты в применении, но требуют экспертных знаний в области производства плат и электронных компонентов. Поэтому заказывайте их разработку компаниям-производителям.

Мы предлагаем разработку электронных схем на заказ по вашим параметрам, а также изготовление печатных плат и компонентов для современных электронных изделий любого назначения. Качество и доступные цены гарантируются!

Cоставление и разработка однолинейной схемы электроснабжения в Москве по цене от 2000 руб

Электролаборатория «ЭнергоСервисГарант» разрабатывает однолинейные схемы электроснабжения для жилых, промышленных и административных объектов. В сферу наших услуг входит наладка, испытания, техническое обслуживание электроустановок в Москве и в пределах области.

Расчитать услугу онлайн

У нас квалифицированные сотрудники, профессиональный сервис, разумные цены.

Ознакомиться с ценами на разные виды операций по разработке однолинейных схем можно в таблице, итоговая стоимость будет напрямую зависеть от количества элементов сети и размеров объекта. Мы создадим точную и качественную схему, которая заменит документацию в процессе проектирования, позволит сэкономить активы. Работаем в соответствии с ГОСТом и требованиями Ростехнадзора.

Цена составления однолинейных схем в Москве

Наименование работ	Единица измерения	Цена
Составление однолинейной схемы	шт.	от 2000,00 ₽
Расчитать услугу онлайн	Калькулятор

Заказать услугу

Разработка однолинейной схемы электроснабжения?

Разработка однолинейной схемы электроснабжения позволяет получить полное представление о составляющих электрооборудования. В этом документе отображаются значения важных показателей, предельные нагрузки. Согласно требованиям Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей (сокращенно ПТЭЭП), такие схемы должны быть утверждены в электрохозяйстве, поскольку позволяют оперативно выявлять неисправности и место их локализации с целью быстрого отключения автоматов, замены неисправных элементов цепи. В обратном случае ремонтной бригаде и персоналу будет сложнее быстро устранить поломку. Факт отсутствия однолинейной схемы, кроме того, часто фиксируют надзорные органы во время очередной проверки.

Составление однолинейных схем электроснабжения и их данные

Однолинейная схема представляет собой наглядную схематизацию всех устройств цепи. Название определено тем, что групповые и питающие элементы объединяются в одну линию. Таким образом можно изобразить однофазные и трехфазные сети. Для быстрого выполнения ремонта, удобства пользования, переключения и замены деталей, контроля эксплуатационных свойств, недопущения чрезвычайных ситуаций при разработке однолинейных схем электроснабжения, помимо наличия устройств, также указываются:

• Наименование потребителей.
• Номинальные показатели автоматов.
• Точки подключения.
• Сечение проводников и данные питающего кабеля.
• Маркировки щитков.
• Расположение электрошкафов.
• Расчетный ток для электроприемников.
• Потребляемая мощность.
• Фазность.

Однолинейная схема является основанием для монтажа и выполнения пусконаладочных работ.

Виды однолинейных электрических схем

Схемы могут составляться как для уже установленных устройств, так и при проектировании электросети. Ввиду этой особенности различают:

• Исполнительные – схемы, создающиеся для действующих объектов. Предполагают проведение обследования устройств.
• Расчетные – те, что разрабатывают в процессе проектирования новых объектов. Позволяют просчитать количество устройств, предполагаемую нагрузку на сеть, сечение кабелей и проводов, номинальные значения автоматов, коммутационных аппаратов, равномерно распределяя нагрузку между ними.

Для лучшего восприятия все обозначения устройств, аппаратов, коммутационных установок и приборов жестко регламентированы в соответствии с ГОСТом 2.702-2011. Особенность схем заключается в читабельности. Мастер сможет безошибочно определить расположение всех элементов, быстро приступить к работе.

Как мы составляем однолинейные схемы?

У нас вы можете заказать разработку однолинейной схемы электроснабжения. Для достоверности данных наш сотрудник выедет на объект, обследует сеть, а именно:

• Вызвонит групповые и питающие линии.
• Соберет номинальные значения автоматов, рубильников, контакторов, реле, УЗО.
• Рассчитает общий показатель мощности.
• Подберет сечение кабелей и проводов.
• Передаст полученные данные в проектный отдел.

Готовая схема будет спроектирована квалифицированными экспертами в срок, оговоренный индивидуально. Заказать услугу по разработке однолинейных схем электроснабжения можно на сайте, используя телефон или онлайн-форму.

2.7. Схемы электрических соединений щитов и пультов

Схемы электрических соединений – монтажные схемы щитов и пультов разрабатываются для выполнения электрической коммутации элементов автоматизации в пределах щита или пульта. В соответствии с ГОСТом монтажные схемы называются схемами электрических соединений (СЭС) щитов и пультов.

Для каждого щита или пульта выполняется своя СЭС. Схему электрических соединений разрабатывают на основании принципиальных электрических схем, общих видов щитов и пультов, функциональных схем автоматизации и схем питания. Выполняется она в следующей последовательности: на чертеже изображают очертания развернутых в одной плоскости внутренних стенок щита или пульта, а также переднюю стенку щита или панель пульта с упрощенным изображением элементов автоматизации. При вычерчивании обратной стороны передней панели (щита, пульта) следует обратить внимание на то, что приборы, размещенные на общем виде справа от пульта, на СЭС будут расположены слева, и наоборот.

После размещения аппаратуры внутри щита определяется количество и место расположения коммутационных зажимов. Затем выбирается электрическая и трубная проводки и выполняется чертеж СЭС.

Чертежи монтажных схем обычно выполняются без масштаба. Применяют три основных метода составления СЭС: графический, табличный и адресный. Метод выполнения монтажных схем выбирается, исходя из технологии выполнения СЭС на заводе-изготовителе щитов и пультов.

Графический метод заключается в том, что на монтажной схеме условными линиями показывается вся соединительная проводка, как одиночная, так и объединенная в пакеты или жгуты. Соединению подлежат выводы на контактах аппаратов, катушках реле, сопротивлениях и т.п. в соответствии с принципиальной схемой. Концы проводов, предназначенных для соединения с аппаратами, расположенными вне щита, выводят на сборку зажимов. В один поток объединяются не более 20 проводов, отходящих от близкорасположенных приборов и аппаратуры управления. Концы проводов, подходящих к сборкам зажимов, маркируются. Перемычки проводов между приборами и аппаратурой как правило в одну линию не объединяются. Допускается объединять в одну линию провода перемычек, идущих к удаленным приборам и аппаратуре, находящимся в пределах одной панели щита или пульта. Объединять в общую линию провода, идущие к сборкам зажимов, с проводами перемычек не рекомендуется.

Адресный метод монтажа заключается в следующем: над каждым прибором и аппаратом, установленным на щите или на пульте, проставляется порядковый номер прибора или аппарата (в верхней половине круга) и обозначение или позиция этого прибора или аппарата (в нижней половине круга). Используемые клеммы прибора или аппарата обозначаются: первый номер – номер прибора или аппарата, куда идет монтажный провод; второй номер – номер провода по принципиальной электрической схеме.

На зажимах аппаратов и устройств автоматики проставляют обозначения согласно заводской инструкции по монтажу и маркируют в соответствии с принципиальной электрической схемой. Коммутационные зажимы в основном используют для соединения внутренней и внешней электрических проводок (рис.11).

Схемы электрических соединений табличным способом выполняются в виде таблиц соединений (табл.12) и таблиц подключений (табл.13). Запись проводок в таблицу соединений производят на основании принципиальных электрических схем и схем внешних проводок.

Рис.11. Пример изображения схемы электрических соединений щита адресным способом

Принят следующий порядок заполнения граф таблицы соединений:

• в графах «Откуда идет» и «Куда поступает» приводят адреса присоединения проводников, например К1:4, 18в – К2:5, где К1 – позиционное обозначение аппарата; 18в – позиция прибора; К2 – колодка прибора; 4, 5 – номера выводов;
• в графе «Данные проводника» для проводов указывают их марку, сечение;
• в графе «Примечание» указывают специальные требования по прокладке проводок, их напряжению и т.п.

Таблицы подключения проводок следует выполнять в порядке, соответствующем расположению приборов и аппаратуры на щите. Запись начинают с соответствующих заголовков: «Левая стенка», «Дверь» и т.д.

В графе «Вид контакта» проставляются позиция прибора по спецификации или позиционное обозначение аппарата, блока зажимов. В графах «Вывод» проставляют номера выводов из инструкции на прибор или аппарат. В графах «Проводник» против соответствующих номеров выводов указывают маркировку проводок, подключаемых к данному выводу.

Оборки зажимов изображают как правило высотой 15 мм с шириной каждого зажима 4 мм. В качестве коммутационных зажимов в системах автоматики обычно применяют зажимы типа ЗК-Н (нормальный) и ЗК-П (переходный) на рабочее напряжение до 500 В и ток до 10 А.

Для подключения термометров сопротивления и кабелей, идущих от термометров сопротивления, применяют специальные коммутационные зажимы с подгоночными катушками типа ЗК-2,5; ЗК-5; ЗК-7,5; ЗК-15; ЗК-25 (цифра соответствует сопротивлению подгоночной катушки в омах).

Для электрической проводки в щитах и пультах при напряжении до 400 В применяют провода с резиновой изоляцией марки ПР-500 и ПРЛ-500 или с полихлорвиниловой изоляцией марки ПВ-500 или ПГВ-500 сечением 1, 1,5 и 2,5 мм². Гибкие провода ПРГ-500, ПРГЛ-500, ПГВ-500 применяют для присоединения к штепсельным разъемам или к аппаратуре, устанавливаемой на подвижных дверцах шкафов или крышках пультов.

Проводку для измерительных цепей напряжением до 4 В и цепей, требующих экранировки, прокладывают отдельно от проводки других цепей. Присоединять более двух проводов к одному контактному винту зажимов не рекомендуется. Для этой цели применяют зажимы с перемычкой ЗК-П.

Электрическую проводку между приборами и аппаратами, расположенными в пределах одной панели щита (пульта), рекомендуется выполнять непосредственно между зажимами этих элементов без перехода через оборки зажимов. Сборки зажимов могут располагаться как в нижней, так и в верхней части щита, горизонтально или вертикально, в один или несколько рядов, обычно на расстоянии 350-800 мм от основания при горизонтальном расположении и не менее 200 мм при вертикальном.

Электрическую и трубную проводки обычно выбирают после размещения аппаратуры и клеммных сборок внутри щита. Трубы для прокладки в щитах и пультах выбирают в зависимости от их назначения, параметров и химических свойств веществ, заполняющих трубы, с учетом размеров присоединительных устройств. Во всех случаях, когда параметры заполняющей среды и температура окружающей атмосферы позволяют применять трубы из пластических масс, рекомендуются трубки из полиэтилена низкой плотности и полихлорвиниловые, так как их употребление для проводки внутри щита наиболее просто и экономично.

Для прокладки труб в щитах и пультах рекомендуется применять: трубы газопроводные при давлении заполняющей среды 0,15-1 МПа; трубы стальные бесшовные холоднотянутые при давлении заполняющей среды до 40 МПа; трубы из полиэтилена низкой плотности и полихлорвиниловые – при давлении до 0,6 МПа при 20 °С; трубы медные при давлении 0,2-0,8 МПа.

На чертежах электрическую и трубную проводки показывают в местах, примерно соответствующих их действительному расположению.

Чертеж монтажной схемы должен содержать компоновку приборов, средств автоматизации, аппаратов, монтажных изделий, электрических и трубных проводок к приборам, аппаратам, оборкам зажимов с монтажной стороны щита иди пульта; развертку ключей, переключателей, реле и других аппаратов; спецификацию монтажных изделий и материалов; перечень аппаратуры, устанавливаемой внутри щита и пульта; таблицу надписей в рамках; таблицу состава, сборки зажимов. Каждой сборке зажимов присваиваются порядковые номера с добавлением буквы К. Кроме того, на чертеже проставляются порядковые номера позиций изделий и материалов, необходимых для монтажа щита и пульта. Номера проставляются вблизи изделий и материалов на полках линий выносок.

2.6. Проектирование щитов и пультов< Предыдущая		Следующая >2.8. Схемы подключения

Услуги | ООО «НПФ Мультиобработка»

1. Силами специалистов нашего предприятия предлагаем осуществить разработку электронных приборов по следующим направлениям:
 

• Разработка узлов, блоков и аппаратуры радиоэлектронного назначения.
• Сквозное проектирование плат, блоков, узлов радиоэлектронного назначения начиная от разработки электрической схемы в системах автоматического проектирования, перечня элементов, включая подбор элементной базы по стоимости и присутствия ее на Российском рынке.
• Разработка плат, блоков и узлов с учетом требований электромагнитной совместимости и защиты.
• Разработка плат, блоков и узлов под жесткие внешние условия эксплуатации.
• Разработка монтажных схем, разработка компоновки шкафов по размещению блоков и узлов.
• Разработка конструкторских чертежей в системах автоматического проектирования под технологические возможности производства.
• Разработка плат и программного обеспечения под сигнальные процессоры.
• Разработка плат и программного обеспечения под микроконтроллеры.
• Разработка плат и программного обеспечения с применением микросхем программируемой логики.
• Разработка систем телемеханики и передачи данных по различным средам и каналам передачи информации с любыми интерфейсами.
• Разработка блоков и систем питания различного назначения.
• Разработка систем бесперебойного питания.
• Разработка систем постоянного тока и инверторов.
• Электроэнергетика.

2. Выполнение сторонних заказов с учетом имеющегося оборудования и производства:
 

• Лазерная резка металла.
• Гибка металла.
• Сварка металла.
• Токарные работы.
• Токарно-фрезерная обработка.

3. Предоставление услуг по ССТМ «ES100»:
 

• Обучение персонала, обслуживающего аппаратуру ССТМ «ES100».
• Выездные семинары, презентации, участие в выставках по аппаратуре ССТМ «ES100».
• Проведение консультаций, выбор оптимального состава аппаратуры ВЧ-связи по ЛЭП по схеме организации связи.
• Выполнение пуско-наладочных работ аппаратуры ССТМ «ES100» с увеличением сроков гарантии.
• Консультации проектных институтов по схемам организации ВЧ-связи и расширению эксплуатационных возможностей аппаратуры ССТМ «ES100».
• Корректировка программного обеспечения аппаратуры в режиме эксплуатации в случае необходимости изменения рабочего частотного диапазона схемы включения и состава аппаратуры ССТМ «ES100».

Бесплатные военные карточки про 2W1 Набор CDC book3

9000 8

Вопрос	Ответ
(401) Что из следующего правильно отражает базовое размещение атомной частицы в атоме	Протоны и нейтроны в ядре с электронами на орбите
(401) Электрически несбалансированный атом называется	ион
(401) Магнетизм определяется как невидимая сила, способная выполнять	механическую работу
(401) Случайное выравнивание отдельных молекул вызывает влияние их магнитных полюсов на	, чтобы нейтрализовать
(401) Магнитные силовые линии никогда не пересекаются; они гнутся
(402) Какое из следующих веществ является изолятором	Стекло
(402) Хороший проводящий материал	имеет электроны, свободно связанные с ядром
(402) Что такое единица измерения движения электронов по проводнику	ампер
(402) Что означает термин «ток»?	Количество электронов, проходящих мимо данной точки за 1 секунду
(402) Что такое единица измерения сопротивления протеканию тока	Ом
(402) Каждый раз, когда проводник служит путем для прохождения электронов, он	создает магнитное поле
(402) Какой эффект оказывает расположение проводник в катушку оказывает на магнитные силовые линии	Они сконцентрированы
(402) Какой эффект будет иметь увеличение тока? на электромагните	Усиливает магнитное поле
(403) Какой компонент батареи генерирует отрицательный заряд во время работы	Анод
(403) Какой компонент батареи генерирует положительный заряд во время работы	Катод
(403) Поток электронов в батарее всегда идет от анода	к катоду
(403) Если проводник проходит через магнитное поле, так что он проходит через магнитное поле. силовые линии будут генерировать	электрический ток
(403) В генераторе электроны в проводнике будут притягиваться к стороне катушки, которая находится ближе всего к северному полюсу	магнитного поля
(403) Статическое электричество относится к	электричеству в состоянии покоя
(403) Когда объект получает или теряет большой количество электронов, по словам ученых, он обладает статическим зарядом
(403) Электропроводность некоторых изоляционных материалов увеличивается за счет поглощения влаги	в условиях высокой влажности
(404) Какой электрический компонент предназначен для обеспечения заданного сопротивления протеканию тока в цепи	Резистор
(404) Фактическое значение резисторов из углеродного состава может варьироваться от	5 до 20 процентов
(404) A трехконтактный переменный резистор — это потенциометр
(405) Каковы два основных компонента переключателя	Контакты и исполнительные механизмы
(405) Какая подвижная часть переключателя используется для замкнуть или разомкнуть электрическую цепь или цепи, чтобы разрешить или запретить поток электронов	Привод
(4 05) Какой тип ручного переключателя содержит пружину или другую восстанавливающую силу, которая возвращает привод в определенное положение	Смещен
(406) Какой тип автоматического выключателя размыкается катушкой, когда ток превышает установленные значения на заводе	Магнитный
(406) Какой тип автоматического выключателя размыкает биметаллическая пластина, когда в цепи возникает избыточный ток	Тепловой
(406) Какой тип автоматического выключателя можно размыкать а также замыкается оператором	Выключатель с тепловым выключателем
(406) Что входит в двухтактный автоматический выключатель для индикации разомкнутого состояния	Цветной индикаторный хомут
(407) электрическое устройство, используемое для механического переключения электрических цепей, представляет собой реле
(407) Реле предназначены для работы с малым величина тока
(407) Какое реле имеет два обесточенных состояния	С фиксацией
(407) Герконовые реле, заполненные инертным газом до	, предотвращающие коррозию
(407) Что такое подвижная часть соленоида называется	Плунжер
(407) Что возвращает соленоид в обесточенное состояние	Пружина
(408) Какие три компонента присутствуют во всех цепях	Источник питания, нагрузка и проводник
(408) Какой тип электрической схемы подходит для больших или сложных схем	Схема
(408) На схематической диаграмме кнопочные переключатели показаны в их нормальном или	смещенном положении
(409) Как проверить электрооборудование перед испытаниями и после ремонта	Визуально
(4 09) Вы должны визуально осмотреть оборудование перед испытаниями и после выполнения ремонтных работ до	проверить наличие явных дефектов
(409) Какой технический заказ содержит информацию о проверке и ремонте, которая применяется ко всем системам электропроводки самолета	1-1A-14
(409) При чистке электрооборудования используйте только одобренные	чистящие растворители
(409) Когда вы используете сжатый воздух для чистки электрического оборудования	Только в крайнем случае
(410) Что натирание	Постоянное трение (трение) между жгутом проводов и конструкцией, к которой они прикреплены
(410) Что является наиболее очевидным признаком истирания	Внешнее повреждение кабелей
(410) Для предотвращения при натирании провисание жгута проводов между двумя точками опоры обычно не должно превышать	1/2 дюйма
(410) Какое из следующих условий является формой истирания?	Неплотно прилегающие хомуты
(410) Каково единственное реальное средство от истирания проволоки	Соблюдение надлежащих процедур технического обслуживания
( 411) Коаксиальный кабель снаружи защищен жесткой внешней оболочкой
(411) Какова основная причина, по которой вы не должны наступать на коаксиальный кабель, не ставить на него что-либо тяжелое или сгибать его резко	Выпрямляет кабель и изменяет его электрические характеристики
(411) При установке разъема на коаксиальный кабель необходимо осторожно запускать зажимную гайку оплетки, чтобы не допустить перекрестной резьбы
(412 ) Кто должен выполнять ремонт электрооборудования	Только квалифицированный персонал
(412) Как правило, электрические элементы	должны проходить техническое обслуживание без отключение питания
(412) Техническое обслуживание цепей под напряжением требует наличия наблюдателя, если напряжение, приложенное к объекту, превышает	300 вольт
(412) При проведении измерений в цепях под напряжением счетчики	не должны быть в руке
(412) При подаче напряжения на ремонтируемое оборудование	необходимо удалить все второстепенные инструменты
(413) Какие устройства используются для прикрытия или защиты открытого доступа к проводам, находятся между задняя часть разъема и конец оплетки жгута на кабельных сборках или пучках проводов	Защитный чехол
(413) Что нужно сделать с утилизированным защитным чехлом перед повторной установкой	Очистить растворителем и затем покрыть с клеем после полного высыхания
(413) Что вы используете для точечной привязки защитных ботинок во время установки	Дакроновая шнуровочная лента
(413) При усадке защитного чехла для проводки медленно продвигайтесь от разъема	к концу оплетки
(413) Какие тепловые пушки в настоящее время разрешены для работы с самолетами с топливом	Сжатый Комплект воздушно-азотной тепловой пушки
(413) При использовании самоклеящейся силиконовой ленты для ремонта поврежденной оплетки пучка, сколько перекрытий необходимо поддерживать во время процедуры обертывания	50%
(413) Что вы делаете использовать для точечной завязки на силиконовой ленте при ремонте проволочной оплетки	Дакроновая шнуровочная лента
(413) Индикаторная полоса на рабочем конце инструмента для установки беспаечного соединителя определяет правильную глубину	для вставки инструмента
(413) Какова основная причина того, что нельзя использовать инструменты для установки штифтов с заусенцами или острыми краями	Они могут прорезать втулку проволочные герметизирующие перемычки и разрушают способность соединителя к герметизации окружающей среды.
(413) Вы можете сказать, полностью ли контакт беспаечного соединителя высвобождается и выталкивается из соединителя, потому что инструмент для извлечения упирается в поверхность соединителя
(414) Какие два режима работы мультиметра Fluke 8025A	Диапазон и удержание
(414) Чтобы вернуть измеритель Fluke 8025A в автоматический режим, вы должны нажать кнопку RANGE для	более чем 1 секунда
(415) Какие три основных типа электрических неисправностей возникают в электрических цепях	Обрыв, короткое замыкание и заземление
(415) Какой тип электрической проблемы, скорее всего, возникнет, если обрыв провода от переключателя	короткое замыкание
(415) Короткое замыкание в последовательном компоненте обычно приводит к 9 0011	больше, чем нормальный ток, протекающий в цепи
(415) Случайный контакт между плюсовым выводом и летательным аппаратом или структурой элемента рамы называется	заземленной цепью
(415) Что должно использование технического специалиста для удаления излишков флюса после выполнения пайки	Спирт
(415) Каков ожидаемый результат, если паяльник недостаточно горячий при контакте, достаточном для передачи тепла паяемому компоненту	припой «затвердеет» до того, как сплавляется с соединяемым материалом, вызывая более слабое соединение, чем ожидалось
(415) Что такое канифольный стык	Соединение, где флюс (а не припой) связывает соединение, оставляя его не электрически твердый
(416) Исправный предохранитель или автоматический выключатель в неисправной цепи обычно указывает на	обрыв в цепи
(416) Если по какой-либо причине перегорел или перегорел предохранитель в цепи, это означает, что у вас есть	замыкание на массу в цепи
(417) При проверке диода сколько измерений необходимо взять	Два
(417) При измерении сопротивления диода большее значение указывает	сопротивление обратного смещения
(417) Стандартный диод, используемый в выпрямителе, должен иметь обратное смещение к коэффициенту прямого смещения	10 к 1
(418) Устранение неисправностей — это	систематический подход к поиску неисправности
(418) Что такое рабочие инструкции	Пошаговые рабочие процедуры
(418) Где найти деревья поиска и устранения неисправностей	Руководства по работе
(419) Сколько уровней компонентов электростатического разряда имеется	Два
(419) Каков диапазон чувствительности компонентов электростатического разряда уровня 1	От 0 до 16 000 вольт

Курсы PDH Online.PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии

курсов. «

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

«Он укрепил мои текущие знания и научил меня еще нескольким новым вещам

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации.»

Стивен Дедак, П.Е.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

.

очень быстро отвечу на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

, снова. Спасибо. «

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

«Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей компании

имя другим на работе. «

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

«Справочный материал был превосходным, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что уже знаком с вами

с деталями Канзас

Городская авария Хаятт.»

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

информативно и полезно

на моей работе »

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

— лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на изучение

материал «.

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

«Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от отказов »

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения »

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя

студент, оставивший отзыв на курс

материалов до оплаты и

получает викторину «

Арвин Свангер, П.Е.

Вирджиния

«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие «

Mehdi Rahimi, P.E.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

на связи

курсов.»

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам »

Джеймс Шурелл, P.E.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основе какой-то неясной секции

законов, которые не применяются

по «нормальная» практика.»

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы использовать свой медицинский прибор.

организация «

Иван Харлан, P.E.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн-формат был очень

доступно и просто

использовать. Большое спасибо ».

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает напечатанная викторина во время

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

Предоставлено

фактических случаев «

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Документ» Общие ошибки ADA при проектировании объектов «очень полезен.Модель

тест действительно потребовал исследований в

документ но ответов были

в наличии. «

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов

в транспортной инженерии, которая мне нужна

для выполнения требований

Сертификация ВОМ.»

Джозеф Гилрой, P.E.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роудс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. Пока все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсов со скидкой.»

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением ждем дополнительных результатов.

курсов. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

придется путешествовать. «

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно ».

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

время искать, где на

получить мои кредиты от. «

Кристен Фаррелл, P.E.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

, и графики; определенно делает это

проще поглотить все

теорий. »

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

мой собственный темп во время моего утра

метро

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы очень рекомендую

вам на любой PE, требующий

CE единиц. «

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь

по ваш промо-адрес который

пониженная цена

на 40% «

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

коды и Нью-Мексико

правил. «

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

при необходимости дополнительных

Сертификация

. «

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

оценено! «

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

«Курс был по разумной цене, а материалы были краткими и

хорошо организовано. »

Glen Schwartz, P.E.

Нью-Джерси

«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —

.

хороший справочный материал

для деревянного дизайна. «

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку».

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование

Строительство курс и

очень рекомендую .»

Денис Солано, P.E.

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики Нью-Джерси были очень хорошими

хорошо подготовлены. »

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы на

.

обзор где угодно и

всякий раз.»

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Поддерживаю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, никакой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были зондирующими и продемонстрировали понимание

материала. Полная

и всесторонний ».

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили этот курс

поможет по моей линии

работ.»

Рики Хефлин, P.E.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я обязательно воспользуюсь этим сайтом снова».

Анджела Уотсон, P.E.

Монтана

«Легко выполнить. Никакой путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличный освежитель ».

Луан Мане, П.Е.

Conneticut

«Мне нравится подход к регистрации и возможность читать материалы в автономном режиме, а затем

вернуться, чтобы пройти викторину «

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использовать в реальных жизненных ситуациях »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне

успешно завершено

курс.»

Ира Бродский, П.Е.

Нью-Джерси

«Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материал для изучения, а потом вернуться

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график. «

Майкл Глэдд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

Dennis Fundzak, P.E.

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

Сертификат

. Спасибо за изготовление

процесс простой ».

Фред Шейбе, P.E.

Висконсин

«Опыт положительный.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и прошел

часовой PDH в

один час. «

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

«Мне понравилось загружать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея для оплаты

материал .»

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об EE для инженеров, не занимающихся электричеством».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

процесс, требующий

улучшение.»

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

«Мне очень нравится удобство участия в онлайн-викторине и получение ответа сразу же

сертификат . «

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

«Учебные модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по номеру

.

многие различные технические зоны за пределами

своя специализация без

надо путешествовать.»

Гектор Герреро, П.Е.

Грузия

Электроника для начинающих: простое введение

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 27 марта 2021 г.

Они хранят ваши деньги. Они следят ваше сердцебиение. Они несут звук вашего голоса в чужие дома. Они привозят самолеты на землю и безопасно направлять машины к месту назначения — они даже стреляют подушки безопасности, если у нас возникнут проблемы.Удивительно подумать, сколько вещи, которые на самом деле делают «они». «Они» — электроны: крошечные частицы внутри атомов, которые движутся по определенным путям, известным как цепи, несущие электрическую энергию. Одна из величайших вещей людей в 20 веке научились использовать электроны для управления машины и информацию о процессе. Революция электроники, как это как известно, разгонял компьютер революции, и обе эти вещи изменили многие области нашей жизни. Но как именно наноскопически маленькие частицы, слишком маленькие? видеть, достигать таких грандиозных и драматичных вещей? Возьмем присмотритесь и узнайте!

Фото: Компактная электронная плата веб-камеры.Эта плата содержит несколько десятков отдельных электронных компонентов, в основном небольших резисторов и конденсаторов, плюс большой черный микрочип (внизу слева), который выполняет большую часть работы.

В чем разница между электричеством и электроникой?

Если вы читали нашу статью об электричестве, вы узнаете, что это своего рода энергия — очень универсальный вид энергии, который мы можем производить и использовать всевозможными способами во многих других. Электричество — это создание электромагнитной энергии обтекать контур так, чтобы он приводил в движение что-то вроде электродвигателя или нагревательного элемента, электропитание таких устройств, как электромобили, чайники, тостеры и лампы.Как правило, электрические приборы нуждаются в большом количестве энергии, чтобы производить они работают, поэтому они используют довольно большие (и часто довольно опасные) электрические токи. Нагревательный элемент мощностью 2500 ватт внутри электрочайника работает от силы тока около 10 ампер. Напротив, электронные компоненты используют токи скорее всего, будет измеряться в долях миллиампера (что составляет тысячные доли ампера). Другими словами, типичный электрический прибор, вероятно, будет использовать токи в десятки, сотни или тысячи раз больше, чем типичный электронный.

Электроника — это гораздо более тонкий вид электричества, в котором крошечные электрические токи (и, по идее, отдельные электроны) тщательно направлен на гораздо более сложные схемы для обработки сигналов (например, те, которые носят радио и телепрограммы) или хранить и обрабатывать Информация. Подумайте о чем-то вроде микроволновки духовка и легко увидеть разницу между обычным электричество и электроника. В микроволновой печи электричество обеспечивает мощность, генерирующая высокоэнергетические волны для приготовления пищи; электроника контролирует электрическую цепь, которая выполняет приготовление пищи.

Изображение: микроволновые печи питаются от электрических кабелей (серых), которые подключаются к стене. По кабелям подается электричество, которое питает сильноточные электрические цепи и слаботочные электронные цепи. Сильноточные электрические цепи питают магнетрон (синий), устройство, создающее волны, которые готовят вашу еду. и поверните поворотный стол. Слаботочные электронные схемы (красные) управляют этими мощными цепями, и такие вещи, как цифровой дисплей.

Аналоговая и цифровая электроника

Есть два очень разных способа хранения информации, известные как аналоговый и цифровой.Это звучит как довольно абстрактная идея, но это действительно очень просто. Предположим, вы сделали старомодный снимок кто-то с пленочной камерой. Камера фиксирует поток света в через шторку спереди в виде светового узора и темные участки на химически обработанном пластике. Сцена, в которой ты фотографирование превращается в своего рода мгновенную химическую живопись — «аналогия» того, на что вы смотрите. Вот почему мы говорим, что это аналог способ хранения информации. Но если сфотографировать именно та же сцена с цифровой камерой, камера хранит совсем другую запись.Вместо того, чтобы сохранять узнаваемый узор света и тьмы, он преобразует свет и тьму области в числа и вместо этого сохраняет их. Хранение числового, закодированного версия чего-то известна как цифровая.

Фото: Цифровые технологии: такие большие цифровые часы, как эти, легко и быстро читают бегуны. Фото Джи Л. Скотта любезно предоставлено ВМС США.

Электронное оборудование обычно работает с информацией в любом аналоговом формате. или в цифровом формате. В старомодном транзисторном радиоприемнике широковещательные сигналы поступают в схему радиоприемника через торчащую антенну вне корпуса.Это аналоговые сигналы: это радиоволны, путешествовать по воздуху от дальнего радиопередатчика, который вибрировать вверх и вниз по шаблону, который точно соответствует словам и музыку они несут. Так громкая рок-музыка означает больше сигналов, чем тихая классическая музыка. Радиоприемник сохраняет сигналы в аналоговой форме, так как принимает их, усиливает и превращает обратно в звуки, которые вы можете слышать. Но в современном цифровом радио все происходит по-другому. Во-первых, сигналы передаются в цифровом формате. формат — в виде кодированных чисел.Когда они приходят к вашему радио, числа преобразуются обратно в звуковые сигналы. Это совсем другой способ обработки информации и имеет как преимущества, так и недостатки. Как правило, большинство современных форм электронного оборудования (включая компьютеры, сотовые телефоны, цифровые фотоаппараты, цифровые радиоприемники, слуховые аппараты и телевизоры) использовать цифровая электроника.

Электронные компоненты

Если вы когда-нибудь смотрели на город из окна небоскреба, вы восхищались всеми крошечными домиками под вами и улицы, соединяющие их воедино множеством замысловатых способов.Каждый здание имеет функцию и улицы, по которым люди могут путешествовать из одной части города в другую или посещать разные здания в поверните, заставьте все здания работать вместе. Коллекция здания, их расположение и множество связей между это то, что делает динамичный город намного больше, чем сумма его отдельные части.

Цепи внутри электронного оборудования немного похожи на города тоже: они забиты компонентами (похожий на здания), которые выполняют разные работы, и компоненты связаны между собой вместе кабелями или печатными металлическими соединениями (похожий на улицы).В отличие от города, где практически каждое здание уникально. и даже два предположительно идентичных дома или офисных блока могут быть тонко разные, электронные схемы состоят из небольшого количества стандартные компоненты. Но, как и LEGO®, вы можете поставить эти компоненты вместе в бесконечном количестве разных мест, поэтому они выполнять бесконечное количество разных работ.

Вот некоторые из наиболее важных компонентов, с которыми вы столкнетесь:

Резисторы

Это самые простые компоненты в любой схеме.Их задача — ограничить поток электронов и уменьшить ток или напряжение, протекающие путем преобразования электрической энергии в тепло. Резисторы бывают разных форм и размеров. Переменные резисторы (также известные как потенциометры) имеют дисковый регулятор, поэтому они измените количество сопротивления, когда вы их поворачиваете. Регуляторы громкости в в звуковом оборудовании используются такие переменные резисторы.

Подробнее читайте в нашей основной статье о резисторах.

Фото: Типовой резистор на печатной плате от магнитолы.

Диоды

Электронные эквиваленты улиц с односторонним движением, диоды пропускают электрический ток. через них только в одном направлении. Их также называют выпрямителями. Диоды могут использоваться для изменения переменного тока (обратного тока). и далее по кругу, постоянно меняя направление) на прямое токи (те, которые всегда текут в одном направлении).

Подробнее читайте в нашей основной статье о диодах.

Фото: Диоды похожи на резисторы, но работают по-другому. и делать совершенно другую работу.В отличие от резистора, который можно вставить в цепь в любом случае диод должен быть подключен в правильном направлении (соответствует стрелке на этой плате).

Конденсаторы

Эти относительно простые компоненты состоят из двух частей проводящего материала (например, металла), разделенных непроводящий (изолирующий) материал, называемый диэлектриком. Они есть часто используются в качестве таймеров, но они могут преобразовывать электрические токи и другими способами. На радио одна из самых важных должностей, настройка на станцию, которую вы хотите слушать, осуществляется конденсатором.

Подробнее читайте в нашей основной статье о конденсаторах.

Фото: Малый конденсатор в транзисторной радиосхеме.

Транзисторы

Транзисторы — самые важные компоненты компьютеров. включать и выключать крошечные электрические токи или усиливать их (преобразовывать небольшие электрические токи в гораздо большие). Транзисторы, которые работают поскольку переключатели действуют как память в компьютерах, а транзисторы работают поскольку усилители увеличивают громкость звуков в слуховых аппаратах.Когда транзисторы соединены вместе, они образуют устройства, называемые логическими вентилями, которые могут выполнять очень простые формы принятия решений. (Тиристоры немного похожи на транзисторы, но работать по-другому.)

Подробнее читайте в нашей основной статье о транзисторах.

Фотография: Типичный полевой транзистор (FET) на электронной плате.

Оптоэлектронные (оптико-электронные) компоненты

Существуют различные компоненты, которые могут превращать свет в электричество или наоборот.Фотоэлементы (также известные как фотоэлементы) генерируют крошечные электрические токи, когда на них падает свет, и они используются как лучи «волшебных глаз» в различных типах измерительного оборудования, включая некоторые виды дымовых извещателей. Светодиоды (LED) работают наоборот, преобразовывая небольшие электрические токи в свет. Светодиоды обычно используются на приборных панелях стереосистемы. оборудование. Жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплеи), например, используемые в ЖК-телевизоры с плоским экраном и ноутбук компьютеры, являются более сложными примерами оптоэлектроники.

Фото: Светодиод, установленный в электронной схеме. Это один из Светодиоды, излучающие красный свет внутри оптической компьютерной мыши.

У электронных компонентов есть нечто очень важное общее. Какую бы работу они ни выполняли, они работают, управляя потоком электронов. через их структуру очень точным образом. Большинство этих компонентов сделаны из цельных частей частично проводящих, частично изолирующих материалы, называемые полупроводниками (описаны подробнее в нашем статья о транзисторах).Потому что электроника предполагает понимание точные механизмы того, как твердые тела пропускают электроны через себя, это иногда называют физикой твердого тела. Вот почему вы часто будете видеть части электронного оборудования, описанные как «твердотельные».

Электронные схемы и печатные платы

Ключ к электронному устройству — это не только его компоненты. содержит, но то, как они расположены в цепях. Простейший Возможная схема представляет собой непрерывный цикл, соединяющий два компонента, например на одно колье крепятся две бусины.Аналоговые электронные приборы как правило, имеют гораздо более простые схемы, чем цифровые. Базовый транзистор радио может состоять из нескольких десятков различных компонентов и печатной платы вероятно, не больше, чем обложка книги в мягкой обложке. Но в чем-то как компьютер, в котором используются цифровые технологии, схемы намного больше плотные и сложные и включают сотни, тысячи или даже миллионы отдельный пути. Вообще говоря, чем сложнее схема, тем больше сложные операции, которые он может выполнять.

Фото: Электронная плата внутри компьютерного принтера. Какие электронные компоненты ты видишь здесь? Я могу различить конденсаторы, диоды и интегральные схемы (большие черные детали, которые описаны ниже).

Если вы экспериментировали с простой электроникой, вы знаете, что Самый простой способ построить схему — просто соединить компоненты вместе с короткими отрезками медного кабеля. Но чем больше компонентов вам нужно подключать, тем сложнее становится.Вот почему дизайнеры электроники обычно выбирают более систематический способ размещения компонентов на том, что называется монтажная плата. Базовая схема доска просто прямоугольник из пластика с медными соединительными дорожками с одной стороны и участками просверленных отверстий. Вы можете легко соединить компоненты вместе просунув их в отверстия и используя медь, чтобы связать их вместе, удаляя при необходимости кусочки меди и добавляя дополнительные провода сделать дополнительные подключения. Этот тип печатной платы часто называется «макетной платой».

Электронное оборудование, которое вы покупаете в магазинах, развивает эту идею в дальнейшем с использованием печатных плат, которые производятся автоматически на заводах. Точная компоновка схемы нанесена химическим способом на пластиковый платы, при этом все медные дорожки создаются автоматически во время производственный процесс. Затем компоненты просто проталкиваются предварительно просверлил отверстия и закрепил на месте своего рода электрически проводящий клей, известный как припой. Схема, изготовленная таким образом известна как печатная плата (PCB).

Фото: Пайка компонентов в электронный схема. Дым, который вы видите, исходит от плавления припоя и превращения его в пар. Синий пластиковый прямоугольник, на который я припаиваю здесь, представляет собой типичную печатную плату, и вы видите, как из нее торчат различные компоненты, в том числе связка резисторов спереди и большая интегральная схема наверху.

Хотя печатные платы — большой шаг вперед по сравнению с печатными платами с ручной разводкой, их все еще довольно сложно использовать, когда вам нужно подключить сотни, тысячи или даже миллионы компонентов вместе.Причина рано компьютеры были такими большими, энергоемкими, медленными, дорогими и ненадежными. потому что их компоненты были соединены вручную в этом по старинке. Однако в конце 1950-х инженеры Джек Килби и Роберт Нойс самостоятельно разработал способ создания электронных Компоненты в миниатюрной форме на поверхности кусочков кремния. С использованием эти интегральные схемы, это быстро стало можно выжать сотни, тысячи, миллионы, а затем и сотни миллионов миниатюрные компоненты на кремниевых микросхемах размером с ноготь пальца.Так компьютеры стали меньше, дешевле и намного более надежный с 1960-х годов.

Фото: Миниатюризация. Больше вычислительной мощности в микросхеме обработки, которая лежит на моем пальце здесь, чем вы могли бы найти в комнате размером с комнату компьютер 1940-х годов!

Для чего используется электроника?

Электроника сейчас настолько распространена, что о ней почти легче думать вещи, которые не используют его, чем вещи, которые используют.

Развлечения были одной из первых сфер, получивших выгоду, с радио (и позже телевидение) оба критически в зависимости от прибытия электронные компоненты.Хотя телефон был изобретен до того, как электроника была должным образом развита, современные телефонные системы, сети сотовой связи, и компьютерные сети в сердце Интернета извлекает выгоду из сложная цифровая электроника.

Попробуйте придумать что-нибудь, что вы делаете, не связанное с электроникой и вы можете бороться. Ваш автомобильный двигатель вероятно, есть электронные схемы в нем — а как насчет спутника GPS навигационное устройство, которое подскажет, куда идти? Даже подушка безопасности в твоей рулевое колесо приводится в действие электронной схемой, которая определяет, когда вам нужна дополнительная защита.

Электронное оборудование спасает нашу жизнь и другими способами. Больницы упакованы всевозможными электронными гаджетами, от пульса от мониторов и ультразвуковых сканеров до сложных сканеров головного мозга и рентгеновских машины. Слуховые аппараты были одними из первых устройств, в которых разработка крошечных транзисторов в середине 20-го века, и интегральные схемы все меньшего размера позволили слуховым аппаратам стать меньше и мощнее в последующие десятилетия.

Кто бы мог подумать, что у вас есть электроны. мог бы когда-либо представить — изменит жизни людей во многих важных пути?

Краткая история электроники

Фото: сэр Дж.Дж. Томсон, который открыл, что электроны являются отрицательно заряженными частицами, в Кембриджском университете в 1897 году. Томсон получил Нобелевскую премию по физике в 1906 году за свою работу. Фото Bain News Service любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

• 1874: ирландский ученый Джордж Джонстон Стоуни (1826–1911) предполагает, что электричество должно быть «построено» из крошечных электрических обвинения. Он придумал название «электрон» примерно 20 лет спустя.
• 1875: американский ученый Джордж Р. Кэри строит фотоэлемент, который вырабатывает электричество, когда светит Это.
• 1879: англичанин сэр Уильям Крукс (1832–1919) разрабатывает свою электронно-лучевую трубку (похожую на старинную, «ламповое» телевидение) для изучения электроны (которые тогда были известны как «катодные лучи»).
• 1883: Плодотворный американский изобретатель Томас Эдисон (1847–1931) открыл термоэлектронную эмиссию (также известную как Эдисон эффект), где электроны испускаются нагретой нитью накала.
• 1887: немецкий физик Генрих Герц (1857–1894) узнал больше о фотоэлектрическом эффекте, связь между светом и электричеством, на которую Кэри наткнулся предыдущее десятилетие.
• 1897: британский физик Дж. Дж. Томсон (1856–1940) показывает, что катодные лучи представляют собой отрицательно заряженные частицы. Томсон называет их «корпускулами», но вскоре они переименованы в электроны.
• 1904: Джон Эмброуз Флеминг (1849–1945), английский ученый, создает клапан Флеминга (позже переименовал диод). Он становится незаменимым компонентом радиоприемников.
• 1906: американский изобретатель Ли Де Форест (1873–1961), идет на один лучше и разрабатывает улучшенный клапан, известный как триод (или аудион), значительно улучшающий конструкцию радиоприемников.Де Фореста часто называют отцом современного радио.
• 1947: американцы Джон Бардин (1908–1991), Уолтер Браттейн (1902–1987) и Уильям Шокли (1910–1989) разработать транзистор в Bell Laboratories. Это революция в электронике и цифровых технологиях. компьютеры во второй половине 20 века.
• 1958: Работая независимо, американские инженеры Джек Килби (1923–2005) из Texas Instruments и Роберт Нойс (1927–1990) из Fairchild Компания Semiconductor (а позже и Intel) разрабатывает интегральные схемы.
• 1971: Марсиан Эдвард (Тед) Хофф (1937–) и Федерико Фаггин (1941–) удается втиснуть все ключевые компоненты компьютера в один чип, на котором производится первый в мире универсальный микропроцессор Intel 4004.
• 1987: американские ученые Теодор Фултон и Джеральд Долан из Bell Laboratories разрабатывают первый одноэлектронный транзистор.
• 2008: Исследователь Hewlett-Packard Стэнли Уильямс создает первый рабочий мемристор, новый своего рода компонент магнитной цепи, который работает как резистор с памятью, впервые представленный американским физиком Леоном Чуа почти четырьмя десятилетиями ранее (в 1971 году).

Батареи, схемы и трансформаторы — Управление энергетической информации США (EIA)

Батареи производят электроэнергию

Электрохимическая батарея вырабатывает электричество с двумя разными металлами в химическом веществе, называемом электролитом . Один конец батареи прикреплен к одному из металлов, а другой конец — к другому металлу. Химическая реакция между металлами и электролитом освобождает больше электронов в одном металле, чем в другом.

Источник: адаптировано из Национального проекта развития энергетического образования (общественное достояние)

Металл, который высвобождает больше электронов, приобретает положительный заряд, а другой металл — отрицательный. Если электрический провод или провод соединяет один конец батареи с другим, электроны проходят через провод, чтобы сбалансировать электрический заряд.

Электрическая нагрузка — это устройство, которое использует электричество для выполнения работы или выполнения работы.Если электрическая нагрузка — например, лампа накаливания — размещена вдоль провода, электричество может работать, поскольку оно течет через провод и лампочку. Электроны текут от отрицательного конца батареи через провод и лампочку и обратно к положительному концу батареи.

Электроэнергия передается по цепям

Электричество должно пройти полный путь, или электрическая цепь , прежде чем электроны смогут двигаться. Выключатель или кнопка включения-выключения на всех электрических устройствах замыкает (включает) или размыкает (выключает) электрическую цепь в устройстве.Выключение или выключение света размыкает цепь, и электроны не могут проходить через свет. Включение света замыкает цепь, что позволяет электричеству течь от одного электрического провода через лампочку, а затем через другой провод.

Лампа накаливания излучает свет, когда электричество течет через крошечный провод в лампочке, который становится очень горячим и светится. Лампа накаливания перегорает, когда крошечный провод внутри лампы обрывается, что приводит к размыканию цепи.

Источник: адаптировано из Национального проекта развития энергетического образования (общественное достояние)

Трансформаторы помогают эффективно перемещать электроэнергию на большие расстояния

Чтобы решить проблему отправки электричества на большие расстояния, Уильям Стэнли разработал устройство под названием трансформатор .Трансформатор изменяет электрическое напряжение в проводнике или линии электропередачи. Линии передачи высокого напряжения, например те, которые проходят между высокими металлическими башнями, переносят электричество на большие расстояния туда, где это необходимо. Электроэнергия более высокого напряжения более эффективна и менее дорога для передачи электроэнергии на большие расстояния. Электричество более низкого напряжения безопаснее для использования в домах и на предприятиях. Трансформаторы повышают (повышают) или снижают (понижают) напряжение по мере того, как электроэнергия перемещается от электростанций в дома и на предприятия.

Последнее обновление: 8 января 2020 г.

Простая схема

Простая схема

Понимание основ работы с автомобильной электрической системой важно для ваших базовых навыков и помогает выявлять первопричины и устранять электрические неисправности. Следующая информация поможет вам изучить элементы электричества, определить методы понимания цепей, сопротивления, нагрузки, проверить напряжение холостого хода или доступное напряжение, а также падение напряжения.

Помните о трех элементах электричества; напряжение, сила тока и сопротивление. Напряжение (иногда называемое электродвижущей силой) — это представление электрической потенциальной энергии между двумя точками в электрической цепи, выраженное в вольтах. Подумайте о напряжении как об электрическом давлении, которое существует между двумя точками в проводнике, или о силе, которая заставляет электроны двигаться в электрической цепи. Другими словами, это давление или сила, которые заставляют электроны двигаться в определенном направлении внутри проводника.Когда электроны перемещаются из отрицательно заряженной области в положительно заряженную область, это движение электронов между атомами называется электрическим током. Электрический ток — это мера потока этих электронов через проводник или электричества, протекающего в цепи или электрической системе. Если вы подумаете о садовом шланге в качестве примера, ток — это количество воды, протекающей через шланг. Напряжение — это величина давления, под которым вода проходит через шланг.

Этот поток электронов измеряется в единицах, называемых амперами.Амперы или ампер — это единица измерения силы или скорости протекания электрического тока. Электрическое сопротивление описывает величину сопротивления протеканию тока. Чем больше значение сопротивления, тем больше он борется. Все, что препятствует или останавливает прохождение тока, увеличивает сопротивление цепи. Это сопротивление или противодействие тока измеряется в Ом. Один вольт — это величина давления, необходимая для того, чтобы пропустить один ампер тока через один ом сопротивления в цепи.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ

Цепь — это полный путь, по которому течет электричество.Основными элементами базовой электрической цепи являются: источник, нагрузка и заземление. Электричество не может течь без источника питания (батареи), нагрузки (лампочка или резистор-электрическое устройство / компонент) и замкнутого проводящего пути (соединяющих его проводов). Электрические цепи состоят из проводов, соединителей проводов, переключателей, устройств защиты цепей, реле, электрических нагрузок и заземления. Схема, показанная ниже, имеет источник питания, предохранитель, выключатель, лампу и провода, соединяющие их в петлю. Когда соединение завершено, ток течет от положительной клеммы батареи через цепь к отрицательной клемме батареи.

В замкнутой цепи напряжение источника обеспечивает электрическое давление, проталкивающее ток через цепь. Сторона источника цепи включает в себя все части цепи между положительным полюсом батареи и нагрузкой. Нагрузка — это любое устройство в цепи, которое производит свет, тепло, звук или электрическое движение при протекании тока. Нагрузка всегда имеет сопротивление и потребляет напряжение только при протекании тока. В приведенном ниже примере один конец провода от второй лампы возвращает ток в аккумулятор, поскольку он подключен к кузову или раме транспортного средства.Корпус или рама работают как заземление (то есть часть цепи, которая возвращает ток к батарее).

ТРЕБОВАНИЯ К ЦЕПИ

Полная электрическая цепь необходима для практического использования электричества. Электроны должны течь от источника питания и возвращаться к нему. Соединяя отрицательный и положительно заряженный концы источника питания с проводником, мы получаем потенциал движения электронов. Таким образом, полная цепь — это «путь» или петля, которая позволяет электричеству (току) течь.Но чтобы заставить этот контур или схему работать на нас, нам нужно добавить две вещи: источник питания (аккумулятор или генератор переменного тока) и нагрузку (пример — фары). После того, как электричество выполнило свою работу через Нагрузку, оно должно вернуться к Источнику (Батареи). Если у вас где-то в этой цепи произойдет обрыв, у вас будет разрыв электрического тока. Это также известно как «разомкнутая цепь». Напряжение холостого хода измеряется при отсутствии тока в цепи.

Типы цепей

Существует три основных типа цепей: последовательные, параллельные и последовательно-параллельные.Отдельные электрические цепи обычно объединяют одно или несколько устройств сопротивления или нагрузок. Конструкция автомобильной электрической цепи будет определять, какой тип цепи используется, но все они требуют одинаковых основных компонентов для правильной работы:

1. Источник питания (аккумулятор, генератор, генератор и т. Д.) Необходим для обеспечения потока электронов (электричества).

2. Защитное устройство (предохранитель, плавкая вставка или автоматический выключатель) предотвращает повреждение цепи в случае короткого замыкания.

3. Управляющее устройство (переключатель, реле или транзистор) позволяет пользователю управлять включением или выключением цепи.

4. Нагрузочное устройство (лампа, двигатель, обмотка, резистор и т. Д.). Преобразует электричество в работу.

5. Проводник (обратный путь, заземление) обеспечивает электрический путь к источнику питания и от него.

Цепи серии

Компоненты последовательной цепи соединены встык один за другим, чтобы образовалась простая петля для прохождения тока через цепь.Последовательная цепь имеет только один путь к земле, все нагрузки размещены последовательно, поэтому ток должен проходить через каждый компонент, чтобы вернуться на землю. Если в цепи есть разрыв (например, перегоревшая лампочка), вся цепь и любые другие лампочки гаснут. Если путь прерван, ток не течет, и никакая часть цепи не работает. Рождественские огни — хороший тому пример; когда гаснет одна лампочка, вся струна перестает работать.

Параллельные схемы

Параллельная цепь имеет более одного пути прохождения тока.На каждую ветвь подается одинаковое напряжение. Если сопротивление нагрузки в каждой ветви одинаково, ток в каждой ветви будет одинаковым. Если сопротивление нагрузки в каждой ветви разное, ток в каждой ветви будет разным. Компоненты параллельной цепи соединены бок о бок, поэтому для протекания тока можно выбирать пути в цепи. Если одна ветвь сломана, ток продолжит течь к другим ветвям.

В приведенной ниже параллельной цепи два или более сопротивления (R1, R2 и т. Д.) соединены в цепь следующим образом: один конец каждого сопротивления подключен к положительной стороне цепи, а один конец подключен к отрицательной стороне.

Последовательно-параллельные схемы

Последовательно-параллельная схема включает некоторые компоненты, включенные последовательно, а другие — параллельно. Источник питания и устройства управления или защиты обычно включены последовательно; нагрузки обычно параллельны. Если последовательный участок прерывается, ток перестает течь по всей цепи.Если параллельная ветвь разорвана, ток продолжает течь в последовательной части и оставшихся ветвях.

Внутреннее освещение приборной панели — хороший пример резистивного и последовательно соединенных ламп. В этом примере, регулируя реостат, вы можете увеличить или уменьшить яркость света.

Диагностические схемы

Проблемы с электрической цепью обычно вызваны неисправным компонентом или низким или высоким сопротивлением в цепи.

Низкое сопротивление в цепи, как правило, может быть вызвано коротким замыканием компонента или замыканием на землю и, как правило, приводит к перегоранию предохранителя, плавкой вставки или автоматического выключателя.

Высокое сопротивление в цепи может быть вызвано коррозией или разрывом в цепи источника или заземления. Все, что препятствует или останавливает прохождение тока, увеличивает сопротивление цепи.

УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫ ЦЕПИ

Устройства защиты цепей используются для защиты проводов и разъемов от повреждения избыточным током, вызванным перегрузкой по току или коротким замыканием.Избыточный ток вызывает чрезмерное нагревание, что может вызвать «разрыв цепи» защиты цепи. Предохранители, плавкие вставки и автоматические выключатели используются в качестве устройств защиты цепей. Устройства защиты цепей доступны в различных типах, формах и определенных номинальных токах.

Предохранители

Предохранитель

A является наиболее распространенным типом устройства защиты от сверхтоков. В электрическую цепь вставлен предохранитель, который получает такое же электрическое питание, что и защищаемая цепь.Короткое замыкание или заземление позволяет току течь на землю до того, как он достигнет нагрузки. Поэтому, когда подается слишком большой ток, превышающий номинал предохранителя, он «перегорает» или «перегорает», потому что металлический провод или плавкий элемент в предохранителе плавится. Это размыкает или прерывает цепь и предотвращает повреждение проводов, разъемов и электронных компонентов схемы перегрузкой по току. Размер металлического плавкого элемента (или плавкой вставки) определяет его номинал.

Помните, что чрезмерный ток вызывает избыточное тепло, и именно тепло, а не ток вызывает размыкание цепи защиты.Как только предохранитель «перегорел», его необходимо заменить новым. После того, как вы определили, что предохранитель перегорел, наиболее важным элементом является обеспечение замены предохранителя с той же номинальной силой тока, что и перегоревший. Максимальная нагрузка на один предохранитель не должна превышать семидесяти процентов от номинала предохранителя. Обычно следует выбирать предохранитель с номиналом, немного превышающим нормальный рабочий ток (сила тока), который может использоваться при любом напряжении ниже номинального напряжения предохранителя. Если новый предохранитель тоже перегорел, значит, в цепи что-то не так.Проверьте проводку к компонентам, которые выходят из строя сгоревшим предохранителем. Ищите плохие соединения, порезы, разрывы или шорты.

Предохранители

имеют разные время-токовые нагрузочные характеристики для конечного времени работы при использовании и для скорости, с которой плавкий элемент перегорает в ответ на состояние перегрузки по току. Со временем нормальные скачки напряжения могут вызвать усталость предохранителей, что может привести к перегоранию предохранителя даже при отсутствии неисправности. На предохранителях всегда указывается номинальный ток в амперах, на который они рассчитаны в непрерывном режиме при стандартной температуре.

Расположение предохранителей

Предохранители расположены по всему автомобилю. Обычное расположение включает в себя моторный отсек, под приборной панелью за левой или правой панелью защиты или под IPDM. Предохранители обычно сгруппированы вместе и часто смешиваются с другими компонентами, такими как реле, автоматические выключатели и плавкие элементы.

Крышки блока предохранителей

Крышки блока предохранителей / реле обычно маркируют расположение и положение каждого предохранителя, реле и элемента предохранителя, содержащегося внутри.

Типы предохранителей

Предохранители подразделяются на основные категории: предохранители ножевого типа и патронные предохранители старого образца. Используются несколько вариаций каждого из них.

Общие типы предохранителей

Лопастной предохранитель и плавкий элемент на сегодняшний день являются наиболее часто используемыми. Предохранители ножевого типа имеют пластиковый корпус и два штыря, которые вставляются в гнезда и могут быть установлены в блоки предохранителей, линейные держатели предохранителей или зажимы предохранителей. Существуют три различных типа плавких предохранителей; предохранитель Maxi, предохранитель Standard Auto и предохранитель Mini.

Базовая конструкция

Предохранитель плоского типа представляет собой компактную конструкцию с металлическим элементом и прозрачным изоляционным корпусом, который имеет цветовую маркировку для каждого номинального тока. (Стандартный автоматический режим показан ниже; однако конструкция предохранителей Mini и Maxi одинакова.)

Номинальная сила тока предохранителя

Номинальные значения силы тока предохранителя для предохранителей Mini и Standard Auto идентичны. Однако для определения номинальной силы тока предохранителей макси используется другая схема цветовой кодировки.

Плавкие вставки и элементы предохранителей

Плавкие вставки делятся на две категории: патрон плавкого элемента и плавкая вставка. Конструкция и принцип действия плавких вставок и элементов предохранителей аналогичны плавким предохранителям. Основное отличие состоит в том, что плавкая вставка и плавкий элемент используются для защиты электрических цепей с более высоким током, обычно цепей на 30 ампер или более. Как и в случае с предохранителями, при перегорании плавкой вставки или плавкого элемента его необходимо заменить новым.Плавкие вставки защищают цепи между аккумулятором и блоком предохранителей.

Плавкие вставки

Плавкие вставки — это короткие отрезки проволоки меньшего диаметра, предназначенные для плавления при перегрузке по току. Плавкая вставка обычно на четыре (4) сечения провода меньше, чем цепь, которую она защищает. Изоляция плавкой вставки — специальный негорючий материал. Это позволяет проводу расплавиться, но изоляция останется нетронутой в целях безопасности. Некоторые плавкие ссылки имеют на одном конце тег, который указывает их рейтинг.Как и предохранители, плавкие вставки необходимо заменять после того, как они «перегорели» или расплавились. Многие производители заменили плавкие вставки плавкими вставками или предохранителями Maxi.

Картридж с предохранителем

Предохранители, плавкая вставка картриджного типа, также известна как предохранители Pacific. Элемент имеет клеммную и плавкую части как единое целое. Элементы предохранителя почти заменили плавкую перемычку. Они состоят из корпуса, в котором находятся клемма и предохранитель.Картриджи с плавкими предохранителями имеют цветовую маркировку для каждой силы тока. Хотя элементы предохранителей доступны в двух физических размерах и могут быть вставлены или привинчены, вставной тип является наиболее популярным.

Конструкция картриджа с предохранителем

Конструкция плавкого элемента довольно проста. Цветной пластиковый корпус содержит элемент термозакрепления, который виден через прозрачный верх. Номиналы предохранителей также указаны на корпусе.

Цветовая маркировка элемента предохранителя

Номинальные значения силы тока предохранителя приведены ниже.Плавкая часть элемента предохранителя видна через прозрачное окошко. Номинальные значения силы тока также указаны на предохранительном элементе.

Плавкие элементы

Плавкие элементы часто располагаются рядом с аккумулятором сами по себе.

Плавкие элементы также могут располагаться в блоках реле / ​​предохранителей в моторном отсеке.

Автоматические выключатели

Автоматические выключатели используются вместо предохранителей для защиты сложных силовых цепей, таких как электрические стеклоподъемники, люки на крыше и цепи обогревателя.Существует три типа автоматических выключателей: тип с ручным сбросом — механический, тип с автоматическим сбросом — механический и твердотельный с автоматическим сбросом — PTC. Автоматические выключатели обычно располагаются в блоках реле / ​​предохранителей; однако в некоторые компоненты, такие как двигатели стеклоподъемников, встроены автоматические выключатели.

Конструкция автоматического выключателя (ручного типа)

Автоматический выключатель в основном состоит из биметаллической ленты, соединенной с двумя выводами и контактом между ними.Ручной автоматический выключатель при срабатывании (ток превышает номинальный) размыкается и должен быть сброшен вручную. Эти ручные автоматические выключатели называются автоматическими выключателями «без цикла».

Срабатывание автоматического выключателя (ручного типа)

Автоматический выключатель содержит металлическую полосу, состоящую из двух разных металлов, соединенных вместе, называемую биметаллической полосой. Эта полоса имеет форму диска и вогнута вниз. Когда тепло от чрезмерного тока превышает номинальный ток автоматического выключателя, два металла меняют форму неравномерно.Полоса изгибается или деформируется вверх, и контакты размыкаются, чтобы остановить прохождение тока. Автоматический выключатель можно сбросить после срабатывания.

Ручной сброс типа

Когда автоматический выключатель размыкается из-за перегрузки по току, автоматический выключатель требует сброса. Для этого вставьте небольшой стержень (канцелярскую скрепку), чтобы переустановить биметаллическую пластину, как показано.

Тип с автоматическим сбросом — механический

Автоматические выключатели с автоматическим сбросом называются «циклическими» выключателями.Этот тип автоматического выключателя используется для защиты сильноточных цепей, таких как дверные замки с электроприводом, электрические стеклоподъемники, кондиционер и т. Д. Автоматический выключатель с автоматическим возвратом в исходное положение содержит биметаллическую полосу. Биметаллическая полоса будет перегреваться и открываться от избыточного тока в условиях перегрузки по току и автоматически сбрасывается, когда температура биметаллической ленты остывает.

Устройство и работа с автосбросом

Циклический автоматический выключатель содержит металлическую полосу, состоящую из двух разных металлов, соединенных вместе, называемую биметаллической полосой.Когда тепло от чрезмерного тока превышает номинальный ток автоматического выключателя, два металла меняют форму неравномерно. Полоса изгибается вверх, и набор контактов размыкается, чтобы остановить прохождение тока. При отсутствии тока биметаллическая полоса охлаждается и возвращается к своей нормальной форме, замыкая контакты и возобновляя прохождение тока. Автоматические выключатели с автоматическим возвратом в исходное положение считаются «циклическими», потому что они циклически размыкаются и замыкаются, пока ток не вернется к нормальному уровню.

Твердотельный тип с автоматическим сбросом — PTC

Полимерное устройство с положительным температурным коэффициентом (PTC) известно как самовосстанавливающийся предохранитель.

Полимерный PTC — это специальный тип автоматического выключателя, называемый термистором (или терморезистором). Термистор PTC увеличивает сопротивление при повышении температуры. PTC, которые сделаны из проводящего полимера, представляют собой твердотельные устройства, что означает, что они не имеют движущихся частей. PTC обычно используются для защиты электрических цепей стеклоподъемников и дверных замков.

Конструкция и эксплуатация полимеров PTC

В нормальном состоянии материал полимерного ПТК имеет форму плотного кристалла с множеством частиц углерода, упакованных вместе.Углеродные частицы обеспечивают проводящие пути для прохождения тока. Это сопротивление низкое. Когда материал нагревается от чрезмерного тока, полимер расширяется, разрывая углеродные цепи. В этом расширенном «отключенном» состоянии есть несколько путей для тока. Когда ток превышает порог срабатывания, устройство остается в состоянии «разомкнутой цепи» до тех пор, пока в цепи остается поданное напряжение. Он сбрасывается только при снятии напряжения и остывании полимера. PTC используются для защиты электрических цепей стеклоподъемников и дверных замков.

УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ

Управляющие устройства используются для «включения» или «выключения» протекания тока в электрической цепи. Устройства управления включают в себя различные переключатели, реле и соленоиды. Электронные устройства управления включают конденсаторы, диоды и переключающие транзисторы. Коммутационные транзисторы действуют как переключатель или реле с электронным управлением. Преимущество транзистора — это скорость открытия и закрытия цепи.

Управляющие устройства необходимы для запуска, остановки или перенаправления тока в электрической цепи.Устройство управления или переключатель позволяет включать или выключать электричество в цепи. Выключатель — это просто соединение в цепи, которое можно разомкнуть или замкнуть. Большинству переключателей требуется физическое движение для работы, в то время как реле и соленоиды работают с электромагнетизмом.

Переключатели

• однополюсный односторонний (SPST)
• , однополюсный, двусторонний (SPDT)
• Многополюсный многопозиционный переключатель (MPMT или групповой переключатель)
• Мгновенный контакт
• Меркурий
• Температура (биметалл)
• Время задержки
• Мигалка
• РЕЛЕ
• СОЛЕНОИДЫ

Переключатель — это наиболее распространенное устройство управления цепями.Переключатели обычно имеют два или более набора контактов. Размыкание этих контактов называется «разрывом» или «размыканием» цепи, замыкание контактов называется «замыканием» или «завершением» цепи.

Выключатели

описываются количеством полюсов и ходов, которые они имеют. «Полюса» относятся к количеству клемм входной цепи, а «Броски» относятся к количеству клемм выходной цепи. Переключатели называются SPST (однополюсные, одноходовые), SPDT (однополюсные, двухпозиционные) или MPMT (многополюсные, многоходовые).

Однополюсный одинарный бросок (SPST)

Самый простой тип переключателя — переключатель «шарнирная защелка» или «лезвие ножа». Он либо «завершает» (включает), либо «размыкает» (выключает) цепь в одной цепи. Этот переключатель имеет один входной полюс и один выходной ход.

Однополюсный, двусторонний (SPDT)

Однополюсный входной двухпозиционный выходной переключатель имеет один провод, идущий к нему, и два выходных провода. Переключатель света фар является хорошим примером однополюсного двухпозиционного переключателя.Переключатель диммера фары посылает ток либо в дальний, либо в ближний свет цепи фары.

Многополюсная многоточечная (MPMT)

Многополюсный вход, Многополюсные выходные переключатели, также известные как «групповые» переключатели, имеют подвижные контакты, подключенные параллельно. Эти переключатели перемещаются вместе для подачи тока на разные наборы выходных контактов. Выключатель зажигания — хороший пример многополюсного многопозиционного переключателя. Каждый переключатель посылает ток из разных источников в разные выходные цепи одновременно в зависимости от положения.Пунктирная линия между переключателями указывает, что они движутся вместе; один не будет двигаться без движения другого.

Мгновенный контакт

Переключатель мгновенного действия имеет подпружиненный контакт, который не позволяет ему замкнуть цепь, за исключением случаев, когда на кнопку прикладывается давление. Это «нормально открытый» тип (показан ниже). Выключатель звукового сигнала — хороший пример выключателя с мгновенным контактом. Нажмите кнопку звукового сигнала и раздастся звуковой сигнал; отпустите кнопку, и звуковой сигнал прекратится.

Вариантом этого типа является нормально закрытый (не показан), который работает наоборот, как описано выше. Пружина удерживает контакты в замкнутом состоянии, кроме случаев, когда кнопка нажата. Другими словами, цепь находится в состоянии «ВКЛ» до тех пор, пока не будет нажата кнопка для разрыва цепи.

Меркурий

Ртутный выключатель представляет собой герметичную капсулу, частично заполненную ртутью. На одном конце капсулы расположены два электрических контакта. Когда переключатель вращается (перемещается из истинной вертикали), ртуть течет к противоположному концу капсулы с контактами, замыкая цепь.Ртутные переключатели часто используются для обнаружения движения, например, тот, который используется в моторном отсеке на светофоре. Другие применения включают отключение подачи топлива при опрокидывании и некоторые приложения для датчиков подушки безопасности. Ртуть — опасные отходы, с которыми следует обращаться осторожно.

Температурный биметаллический

Термочувствительный переключатель, также известный как «биметаллический» переключатель, обычно содержит биметаллический элемент, который изгибается при нагревании, замыкая контакт, замыкая цепь, или размыкая контакт, размыкая цепь.В реле температуры охлаждающей жидкости двигателя, когда охлаждающая жидкость достигает предельной температуры, биметаллический элемент изгибается, вызывая замыкание контактов в переключателе. Это замыкает цепь и загорается предупреждающий индикатор на панели приборов.

Задержка по времени

Выключатель с выдержкой времени содержит биметаллическую полосу, контакты и нагревательный элемент. Переключатель задержки времени нормально замкнут. Когда ток течет через переключатель, ток течет через нагревательный элемент, вызывая его нагрев, в результате чего биметаллическая полоса изгибается и размыкает контакты.Поскольку ток продолжает течь через нагревательный элемент, биметаллическая полоса остается горячей, сохраняя контакты переключателя открытыми. Время задержки перед размыканием контактов определяется характеристиками биметаллической ленты и количеством тепла, выделяемого нагревательным элементом. Когда питание выключателя отключается, нагревательный элемент охлаждается, и биметаллическая полоса возвращается в исходное положение, а контакты замыкаются. Обычное применение переключателя с задержкой времени — это обогреватель заднего стекла.

Мигалка

Проблесковый маячок работает в основном так же, как выключатель с выдержкой времени; кроме случаев, когда контакты размыкаются, ток перестает течь через нагревательный элемент. Это вызывает охлаждение нагревательного элемента и биметаллической ленты. Биметаллическая полоса возвращается в исходное положение, замыкая контакты, позволяя току снова течь через контакты и нагревательный элемент. Этот цикл повторяется снова и снова, пока не отключится питание мигающего устройства. Обычно этот тип переключателя используется для включения сигналов поворота или четырехпозиционного указателя поворота (аварийных фонарей).

Реле

Реле — это просто переключатель дистанционного управления, который использует небольшой ток для управления большим током. Типичное реле имеет как цепь управления, так и цепь питания. Конструкция реле содержит железный сердечник, электромагнитную катушку и якорь (набор подвижных контактов). Существует два типа реле: нормально разомкнутые (показаны ниже) и нормально замкнутые (НЕ показаны). Нормально разомкнутые (Н.О.) реле имеют контакты, которые «разомкнуты» до тех пор, пока реле не будет под напряжением, в то время как нормально замкнутые (N.C.) реле имеет контакты, которые «замкнуты» до тех пор, пока реле не сработает.

Работа реле

Ток протекает через управляющую катушку, которая намотана на железный сердечник. Железный сердечник усиливает магнитное поле. Магнитное поле притягивает верхний контактный рычаг и тянет его вниз, замыкая контакты и позволяя мощности от источника питания поступать на нагрузку. Когда катушка не находится под напряжением, контакты разомкнуты, и питание на нагрузку не поступает.Однако, когда переключатель схемы управления замкнут, ток течет к реле и питает катушку. Возникающее магнитное поле тянет якорь вниз, замыкая контакты и позволяя подавать питание на нагрузку. Многие реле используются для управления большим током в одной цепи и низким током в другой цепи. Примером может служить компьютер, который управляет реле, а реле управляет цепью более высокого тока.

Соленоиды — тянущие типа

Соленоид — это электромагнитный переключатель, который преобразует ток в механическое движение.Когда ток течет через обмотку, создается магнитное поле. Магнитное поле притянет подвижный железный сердечник к центру обмотки. Этот тип соленоида называется соленоидом «тянущего» типа, поскольку магнитное поле втягивает подвижный железный сердечник в катушку. Обычно тянущие соленоиды используются в пусковой системе. Соленоид стартера соединяет стартер с маховиком.

Операция вытяжного типа

Когда ток течет через обмотку, создается магнитное поле.Эти магнитные силовые линии должны быть как можно меньше. Если рядом с катушкой, по которой течет ток, поместить железный сердечник, магнитное поле будет растягиваться, как резинка, вытягивая и втягивая железный стержень в центр катушки.

Работа типа Push / Pull

В соленоиде двухтактного типа в качестве сердечника используется постоянный магнит. Поскольку «одинаковые» магнитные заряды отталкиваются, а «непохожие» магнитные заряды притягиваются, при изменении направления тока, протекающего через катушку, сердечник либо «втягивается», либо «выталкивается наружу».«Обычно этот тип соленоида используется в электрических дверных замках.

ЗАГРУЗИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

Любое устройство, такое как лампа, звуковой сигнал, электродвигатель стеклоочистителя или обогреватель заднего стекла, потребляющее электричество, называется нагрузкой. В электрической цепи все нагрузки считаются сопротивлением. Нагрузки расходуют напряжение и контролируют величину тока, протекающего в цепи. Нагрузки с высоким сопротивлением вызывают протекание меньшего тока, в то время как нагрузки с более низким сопротивлением позволяют протекать большим токам.

Фары

Фонари бывают разной мощности, чтобы излучать больше или меньше света. Когда лампы соединяются последовательно, они разделяют доступное напряжение в системе, и излучаемый свет уменьшается. Когда лампочки расположены параллельно, каждая лампочка имеет одинаковое количество напряжения, поэтому свет будет ярче.

Двигатели

Двигатели используются в различных системах транспортного средства, включая сиденья с электроприводом, дворники, систему охлаждения, системы отопления и кондиционирования воздуха.Двигатели могут работать на одной скорости, например, сиденья с электроприводом, или на нескольких скоростях, например, двигатель вентилятора системы отопления и кондиционирования воздуха. Когда двигатели работают на одной скорости, на них обычно подается системное напряжение. Однако, когда двигатели работают с разной скоростью, входное напряжение может быть в разных точках якоря, чтобы уменьшить, чтобы увеличить скорость двигателя, аналогично тому, как спроектирован двигатель стеклоочистителя, или они могут делить напряжение с резистором, который находится в серия с двигателем, как двигатель вентилятора для системы отопления и кондиционирования воздуха.

Нагревательные элементы

Нагревательные элементы можно найти в наружных зеркалах, заднем стекле и сиденьях. На нагревательные элементы обычно подается напряжение системы в течение определенного времени для нагрева компонента по запросу.

ЧТО ТАКОЕ ЗАКОН ОМА?

Понимание взаимосвязи между напряжением, током и сопротивлением в электрических цепях важно для быстрой и точной диагностики и ремонта электрических проблем.Закон Ома гласит: ток в цепи всегда будет пропорционален приложенному напряжению и обратно пропорционален величине имеющегося сопротивления. Это означает, что если напряжение повышается, ток будет расти, и наоборот. Кроме того, когда сопротивление увеличивается, ток падает, и наоборот. Закон Ома можно найти хорошее применение при поиске и устранении неисправностей в электросети. Но вычисление точных значений напряжения, тока и сопротивления не всегда практично … да и действительно необходимо. Однако вы должны быть в состоянии предсказать, что должно происходить в цепи, в отличие от того, что происходит в аварийном транспортном средстве.

На напряжение источника

не влияют ни ток, ни сопротивление. Он либо слишком низкий, либо нормальный, либо слишком высокий. Если он слишком низкий, ток будет низким. Если это нормально, ток будет высоким при низком сопротивлении или ток будет низким при высоком сопротивлении. Если напряжение слишком высокое, ток будет большим.

На ток влияет напряжение или сопротивление. Если напряжение высокое или сопротивление низкое, ток будет высоким. Если напряжение низкое или сопротивление велико, ток будет низким.Ток увеличивается, когда сопротивление падает.

На сопротивление не влияют ни напряжение, ни ток. Он либо слишком низкий, хорошо, либо слишком высокий. Если сопротивление слишком низкое, ток будет высоким при любом напряжении. Если сопротивление слишком велико, ток будет низким, если напряжение в норме. Мера сопротивления — насколько сложно протолкнуть поток электрического заряда.

Хорошее сопротивление: для правильной работы некоторым цепям требуется «ограничение» протекания тока. В этом случае используются «резисторы».Резисторы имеют разные номиналы в зависимости от того, насколько ток должен быть ограничен.

Плохое сопротивление: в большинстве случаев слишком большое сопротивление снижает ток и может привести к неправильной работе системы. Обычно причиной является грязь или коррозия на электрических разъемах или заземляющих соединениях.

Как разработать новое электронное оборудование (обновлено в 2021 году)

Это пошаговое руководство научит вас процессу разработки нового электронного продукта.Он написан для предпринимателей, стартапов и небольших компаний, создающих свой первый аппаратный продукт.

Опубликовано 1 января 2021 г. Джон Тил

Для понимания этой статьи вам не потребуются какие-либо предварительные знания в области проектирования электроники. Хотя это будет легче понять, если у вас уже есть технический опыт в области компьютеров, инженерии или другой области науки.

Но я не буду вам лгать. Запуск нового физического продукта — долгий и трудный путь.Несмотря на то, что оборудование известно своей сложностью, для отдельных лиц и небольших групп проще, чем когда-либо, разрабатывать новые удивительные электронные устройства.

Однако, если вы ищете простой и быстрый способ заработать деньги, я предлагаю вам прекратить читать прямо сейчас, потому что вывести новый продукт на рынок — дело непростое и быстрое.

Хотя я представляю каждый шаг линейно, разработка продукта никогда не бывает плавным линейным прогрессом, и иногда вы будете делать два шага назад для каждого шага вперед.Но не расстраивайтесь, когда это происходит, потому что это всего лишь часть процесса.

Часть 1 — Предварительные работы

Прежде чем мы перейдем к непосредственным этапам разработки продукта, я считаю, что важно быстро охватить некоторые предварительные работы, которые необходимо выполнить до начала полной разработки продукта.

К сожалению, слишком много людей пропускают эти важные первые шаги, поскольку большинство предпринимателей хотят сразу приступить к разработке своего продукта.Пропускайте эти начальные шаги на свой страх и риск.

Исследование рынка, патенты и проверка продукции

Вам необходимо сначала изучить конкуренцию и подтвердить, что для вашего продукта существует рынок.

Когда предприниматели проводят исследования конкуренции, распространено заблуждение, что находить любую конкуренцию — это плохо. Фактически, большинство предпринимателей паникуют и думают, что это конец их проекта, когда они находят конкурирующее решение.

На самом деле наличие некоторой конкуренции — это действительно хорошо, потому что это доказывает, что для вашей идеи продукта есть рынок.

После того, как вы определили, что для вашего продукта существует рынок, следующим шагом будет проверка того, действительно ли люди будут покупать ваш продукт.

Например, один из способов подтвердить вашу идею нового продукта — это сделать рекламный буклет, который можно будет передать потенциальным клиентам или розничным торговцам, продающим аналогичные продукты. Запросите их отзывы о вашем техническом продукте.

Вы также можете настроить страницу онлайн-продаж, чтобы проверить свою идею. Краудфандинг — еще одна отличная форма проверки. Ключ в том, что вы должны поделиться идеей о своем продукте с множеством непредвзятых людей, которые дадут вам честный отзыв.

Но как насчет патента? Разве он вам не нужен, прежде чем вы сможете безопасно рассказывать другим о своем продукте?

Излишняя скрытность — вероятно, самая частая ошибка начинающих предпринимателей. На самом деле я никогда не видел, чтобы аппаратный стартап терпел неудачу из-за того, что его идея была украдена.

Этого просто не бывает. Вместо этого предприниматели обычно терпят поражение, потому что им не удается продать свой продукт.

Однако я понимаю озабоченность по поводу конфиденциальности и почему большинство людей хотят начать с патента.Но патенты действительно дороги и требуют много времени, чтобы получить их. Они просто не лучшее использование вашего ограниченного времени или денег, когда вы только начинаете.

Вместо этого я рекомендую то, что называется предварительной заявкой на патент (PPA) в Соединенных Штатах. В других регионах, вероятно, есть что-то подобное.

Всего за пару сотен долларов PPA обеспечит защиту вашего продукта в течение одного года. И на этом этапе вам не нужно нанимать дорогостоящего патентного поверенного.

Упростите свой продукт

Я потратил годы на разработку собственного потребительского продукта и намного дольше помогал другим предпринимателям в разработке их продуктов.Один из самых важных уроков, который я усвоил, заключается в том, что вам нужно максимально упростить устройство.

Вы должны принять упрощение, чтобы иметь реальный шанс вывести свой продукт на рынок своевременно и не обанкротиться.

Сложность продукта может стать смертельной ловушкой для начинающих предпринимателей и стартапов!

Большинство предпринимателей и даже инженеров не понимают всех последствий использования различных функций продукта. Добавление того, что кажется незначительной функцией, часто может значительно увеличить ваши затраты на разработку и время, необходимое для выхода на рынок.

Например, такая простая вещь, как положение кнопки, может привести к потере тысяч долларов, если возникнет потребность в более дорогих формах для литья под давлением.

Другой пример — от предпринимателя, который недавно попросил меня высказать свое мнение о его концепции продукта.

Он очень технически настроен и потратил много времени на подробное описание своего продукта. Но он не понимал всех будущих последствий этих функций.

Я быстро объяснил ему, почему одна особенность его продукта резко увеличит все его расходы, включая: разработку, прототипирование, электрические сертификаты и затраты на пресс-формы.

Я предложил несколько альтернативных решений, и он начал гораздо лучше. Эти изменения упростили вывод его продукта на рынок примерно в 3 раза. В целом, он легко сэкономил не менее 50 000 долларов на одной этой сдаче!

Загвоздка в том, что без понимания всего процесса разработки и производства трудно предвидеть будущие последствия каждого решения о продукте.

Если вы передаете разработку продукта на аутсорсинг, имейте в виду, что обращение к вашим основным разработчикам с просьбой помочь упростить ваш продукт может создать конфликт интересов.Это потому, что чем сложнее ваш продукт, тем больше денег им платят.

Вместо этого поработайте с независимыми экспертами, которые помогут вам упростить ваш продукт и лучше понять долгосрочные последствия ваших ранних решений о продукте.

Proof-of-Concept (POC) прототипы

На этом этапе вы доказали, что для вашего продукта есть рынок, и вы максимально упростили концепцию продукта.

Теперь вы должны ответить на вопрос, действительно ли ваша концепция решает предполагаемую проблему так, как ожидалось.

Это цель прототипа Proof-of-Concept (POC), который представляет собой ранний прототип, созданный с использованием готовых компонентов.

Прототип POC не имеет специальной конструкции электроники и обычно основан на наборах средств разработки, таких как Arduino или Raspberry Pi.

Я уже подчеркивал важность неправильного начала полной разработки, но прототип POC отличается, потому что его создание обычно не очень дорогое.

К сожалению, прототип POC редко может быть выпущен на рынок.Стоимость производства будет слишком высокой, физические размеры будут слишком большими, а внешний вид будет далек от идеала.

Часть 2 — Стратегии разработки продукта

У предпринимателей и стартапов есть пять вариантов разработки нового аппаратного продукта. Однако во многих случаях лучшая общая стратегия — это комбинация этих пяти стратегий развития.

Если у вас нет технических знаний, чтобы правильно управлять разработкой продукта и оценивать качество выполняемой работы, то наличие технического консультанта является обязательным, независимо от того, какой из этих стратегий разработки вы придерживаетесь.

Этот технический советник может помочь вам принять ключевые технические решения и обеспечить надзор за вашими основными разработчиками. Даже если вы опытный инженер, очень полезно иметь консультанта, который понимает весь процесс от идеи до рынка.

1) Самостоятельная разработка продукта

Сама по себе эта стратегия редко бывает жизнеспособной. Очень немногие люди обладают всеми навыками, необходимыми для самостоятельной разработки готового к выходу на рынок электронного продукта.

Даже если вы инженер, являетесь ли вы экспертом в области проектирования электроники, программирования, 3D-моделирования, литья под давлением и производства? Возможно нет.Кроме того, большинство этих специальностей состоит из множества под-специальностей.

При этом, если у вас есть необходимые навыки, чем дальше вы продвинетесь в разработке продукта, тем больше денег вы сэкономите.

Например, около 6 лет назад я вывел на рынок собственное оборудование. Изделие было более сложным механически, чем электрически. По образованию я инженер-электронщик, а не инженер-механик, поэтому сначала нанял пару внештатных инженеров-механиков.

Однако я быстро разочаровался в том, насколько медленно все продвигалось. В конце концов, я думал о своем продукте почти каждый час бодрствования. Я был одержим идеей, чтобы мой продукт был разработан и выпущен на рынок как можно быстрее. Звучит знакомо?

Но нанятые мной инженеры жонглировали этим множеством других проектов и не уделяли моему проекту должного внимания.

Итак, я решил изучить все необходимое для проектирования механики самостоятельно. Никто не был более мотивирован, чем я, разработать свой продукт и выпустить его на рынок.В конце концов, я смог закончить механический дизайн намного быстрее (и за гораздо меньшие деньги).

Мораль этой истории — развивать столько, сколько позволяют ваши навыки, но не заходите слишком далеко. Если ваши субэкспертные навыки заставляют вас разрабатывать неоптимальный продукт, то это большая ошибка.

Кроме того, любые новые навыки, которые вы должны изучить, потребуют времени, что в конечном итоге может увеличить время выхода на рынок. Всегда привлекайте экспертов, чтобы восполнить пробелы в вашем опыте, но обязательно принимайте участие во всех ключевых решениях.

2) Пригласить технических соучредителей

Если вы не являетесь техническим основателем, вам определенно будет разумно привлечь технического соучредителя. Один из основателей вашей команды стартапа должен, по крайней мере, достаточно разбираться в разработке продукта, чтобы управлять процессом.

Если вы планируете в конечном итоге искать стороннее финансирование от профессиональных инвесторов, вам определенно понадобится команда основателей. Профессиональные стартап-инвесторы знают, что команда основателей имеет гораздо больше шансов на успех, чем основатель-одиночка.

Идеальная команда соучредителей для большинства стартапов в области аппаратного обеспечения — это инженер по аппаратному обеспечению, программист и маркетолог.

Привлечение соучредителей может показаться идеальным решением ваших проблем, но есть и серьезные недостатки. Во-первых, найти соучредителей сложно и, скорее всего, потребуется очень много времени. Это драгоценное время, которое не тратится на разработку продукта.

Поиск соучредителей — это не то, что вам нужно спешить, и вам нужно время, чтобы найти подходящего партнера.

Они не только должны дополнять ваши навыки, но и действительно должны нравиться вам лично. По сути, вы собираетесь быть женатым на них как минимум несколько лет, поэтому убедитесь, что у вас хорошие отношения.

Основным недостатком привлечения соучредителей является то, что они уменьшают ваш капитал в компании. Все учредители компании действительно должны иметь равный капитал в компании. Так что, если вы собираетесь работать в одиночку прямо сейчас, будьте готовы отдать любому соучредителю половину своей компании.

3) Внештатные инженеры

Один из лучших способов восполнить пробелы в технических возможностях вашей команды — привлечь внешних инженеров.

Просто имейте в виду, что для большинства продуктов потребуется несколько инженеров разных специальностей, поэтому вам придется управлять разными инженерами самостоятельно. В конце концов, кто-то из команды основателей должен будет выступить в роли менеджера проекта.

Рис. 1. Для разработки нового электронного продукта обычно требуется команда инженеров.

Убедитесь, что вы нашли инженера-электрика, у которого есть опыт проектирования электронного оборудования, необходимого для вашего продукта. Электротехника — огромная область исследований, и многим инженерам не хватает опыта в проектировании схем.

Что касается 3D-дизайнера, убедитесь, что вы нашли кого-то, кто имеет опыт работы с технологией литья под давлением, иначе вы, скорее всего, получите продукт, который можно прототипировать, но не производить массово.

4) Аутсорсинг для фирмы-разработчика

Самые известные фирмы по дизайну продуктов, такие как Frog, IDEO, Fuse Project и т. Д., Могут создавать фантастические дизайны продуктов, но они безумно дороги.

Стартапам следует любой ценой избегать крупных дизайнерских фирм. Лучшие дизайнерские фирмы могут взимать более 500 тысяч долларов за полную разработку вашего нового продукта.

Не делайте этого, даже если вы можете позволить себе нанять дорогую фирму по разработке продуктов!

Однако есть много небольших, менее известных дизайнерских фирм, с которыми я работал, которые могут разработать ваш продукт по гораздо более разумной цене. Стоимость для этих небольших фирм обычно приближается к стоимости найма фрилансеров, но с более строгим контролем и более качественными процедурами.

И последнее замечание по поводу работы с дизайнерскими фирмами. Вы должны отказаться от ложного убеждения, что вы можете попросить кого-то другого заниматься разработкой, пока вы просто ждете в сторонке.

Те, кто идут по этому пути, почти всегда обжигаются и теряют много денег и времени. Вам абсолютно необходимо участвовать в разработке и понимать, по крайней мере, основы процесса разработки, а также различные компромиссы при проектировании.

5) Партнер с производителем

Одно из направлений — установление партнерских отношений с зарубежным производителем, который уже производит продукты, похожие на ваш продукт.

Крупные производители будут иметь собственные отделы проектирования и разработки для работы над собственными продуктами.Если вы найдете производителя, который уже производит что-то похожее на ваш собственный продукт, он может сделать все за вас — разработку, проектирование, прототипирование, изготовление пресс-форм и производство.

Эта стратегия может снизить ваши первоначальные затраты на разработку. Однако производители будут амортизировать эти затраты, что означает добавление дополнительных затрат на продукт для первых производственных циклов. По сути, это работает как беспроцентная ссуда, позволяя постепенно возвращать производителю затраты на разработку.

Звучит здорово и просто, так в чем же загвоздка? Главный риск, который следует учитывать в этой стратегии, заключается в том, что вы объединяете все, что связано с вашим продуктом, в одну компанию.

Им наверняка понадобится эксклюзивное производственное соглашение, по крайней мере, до тех пор, пока их затраты не будут окуплены. Это означает, что вы не можете перейти на более дешевый вариант производства при увеличении объемов производства.

Также имейте в виду, что многие производители могут хотеть частично или полностью интеллектуальных прав на ваш продукт.

Часть 3 — Разработка электроники

Разработка электроники для вашего продукта может быть разбита на семь этапов: предварительный производственный проект, принципиальная схема, макет печатной платы, окончательная спецификация, прототип, испытание и программа и, наконец, сертификация.

Для очень общего введения в электронику см. Эту статью, в которой основное внимание уделяется различным типам электронных компонентов. Затем ознакомьтесь с основными электронными схемами здесь.

Ниже приведены шаги для разработки нового электронного продукта:

Шаг 1 — Создание предварительного производственного проекта

При разработке нового электронного оборудования вы должны сначала начать с предварительного производственного проекта . Это не следует путать с прототипом Proof-of-Concept (POC).

Прототип POC обычно создается с использованием комплекта разработчика, такого как Arduino. Иногда они могут быть полезны, чтобы доказать, что ваша концепция продукта решает желаемую проблему.Но прототип POC — это далеко не серийный образец. Редко вы можете выйти на рынок со встроенной в ваш продукт Arduino.

Предварительный производственный проект фокусируется на производственных компонентах вашего продукта, стоимости, норме прибыли, характеристиках, характеристиках, возможности разработки и возможности производства.

Вы можете использовать предварительный производственный план для оценки всех затрат, которые потребуются вашему продукту. Важно точно знать затраты на разработку, прототип, программирование, сертификацию, масштабирование и производство продукта.

Предварительный производственный дизайн ответит на следующие уместные вопросы. Возможна ли разработка моего продукта? Могу ли я позволить себе разработку этого продукта? Сколько времени у меня уйдет на разработку продукта? Могу ли я массово производить продукт? Могу ли я продать это с прибылью?

Многие предприниматели совершают ошибку, пропуская этап предварительного проектирования производства, и вместо этого сразу переходят к разработке принципиальной принципиальной схемы.

Поступая так, вы, возможно, в конечном итоге обнаружите, что потратили все эти усилия и с трудом заработанные деньги на продукт, который невозможно разработать, изготовить или, что самое главное, продать с прибылью.

Шаг 1A — Блок-схема системы

При создании предварительного производственного проекта вы должны начать с определения блок-схемы системного уровня. Эта диаграмма определяет каждую электронную функцию и то, как все функциональные компоненты связаны между собой.

Рисунок 2. Блок-схема определяет каждую функцию и возможность подключения на системном уровне.

Для большинства продуктов требуется микроконтроллер или микропроцессор с различными компонентами (дисплеями, датчиками, памятью и т. Д.) взаимодействие с микроконтроллером через различные последовательные порты.

Создавая блок-схему системы, вы можете легко определить тип и количество требуемых последовательных портов. Это важный первый шаг для выбора правильного микроконтроллера для вашего продукта.

Этап 1B — Выбор производственных компонентов

Затем вы должны выбрать различные производственные компоненты: микрочипы, датчики, дисплеи и разъемы на основе желаемых функций и целевой розничной цены вашего продукта.Это позволит вам затем создать предварительную ведомость материалов (BOM).

Рис. 3: Выбор производственных компонентов является важным первым шагом разработки.

В США самыми популярными поставщиками электронных компонентов являются Newark, Digikey, Arrow, Mouser и Future. Вы можете приобрести большинство электронных компонентов единицами (для прототипирования и первоначального тестирования) или тысячами (для мелкосерийного производства).

Когда вы достигнете более высоких объемов производства, вы сэкономите деньги, купив некоторые компоненты напрямую у производителя.

Шаг 1С — Оценка производственных затрат

Теперь вы должны оценить производственную себестоимость (или себестоимость проданных товаров — COGS) для вашего продукта. Очень важно как можно скорее узнать, сколько будет стоить производство вашего продукта.

Вам необходимо знать себестоимость единицы продукции вашего продукта, чтобы определить лучшую продажную цену, стоимость товарно-материальных запасов и, что наиболее важно, вашу прибыль.

Рис. 4. Очень важно оценить производственные затраты как можно раньше.

Выбранные вами производственные компоненты, конечно же, будут иметь большое влияние на стоимость производства.

Но чтобы получить точную смету производственных затрат, вы также должны включить стоимость сборки печатной платы, окончательной сборки продукта, тестирования продукта, розничной упаковки, процента брака, возврата, логистики, пошлин и складирования.

ПРИМЕЧАНИЕ: Обязательно загрузите бесплатное руководство в формате PDF 15 шагов для разработки нового электронного оборудования .

Для получения дополнительной помощи в оценке стоимости производства обязательно прочтите этот блог и ознакомьтесь с этим (платным) курсом.

Шаг 2 — Разработайте принципиальную электрическую схему

Пришло время разработать принципиальную принципиальную схему на основе блок-схемы системы, созданной на шаге 1.

Рисунок 5: Пример принципиальной принципиальной схемы.

На принципиальной схеме показано, как каждый компонент, от микрочипов до резисторов, соединяется вместе. В то время как блок-схема системы в основном ориентирована на функциональность продукта более высокого уровня, схематическая диаграмма — это все мелкие детали.

Такая простая вещь, как неправильно пронумерованный вывод компонента в схеме, может привести к полному отсутствию функциональности.

В большинстве случаев вам понадобится отдельная подсхема для каждого блока вашей системной блок-схемы. Затем эти различные подсхемы будут соединены вместе, чтобы сформировать полную принципиальную схему.

Специальное программное обеспечение для проектирования электроники используется для создания принципиальной схемы и помогает убедиться, что в ней нет ошибок. Я рекомендую использовать пакет под названием DipTrace, который является доступным, мощным и простым в использовании.

Другие популярные пакеты программного обеспечения для печатных плат включают Altium Designer и Eagle. Но имейте в виду, что они довольно дороги и лучше всего подходят для тех, кто разрабатывает несколько продуктов.

Если вам нужен бесплатный инструмент для проектирования печатных плат с открытым исходным кодом, обязательно загляните в KiCad.

Шаг 3 — Разработка печатной платы (PCB)

Как только схема будет готова, вы приступите к разработке печатной платы (PCB). Печатная плата — это физическая плата, которая удерживает и соединяет все электронные компоненты.

Разработка структурной схемы системы и принципиальной схемы носила в основном концептуальный характер. Однако конструкция печатной платы — это вполне реальный мир.

Рис. 6. Принципиальная электрическая схема должна быть преобразована в макет печатной платы.

Печатная плата разработана в том же программном обеспечении, что и принципиальная схема. Программное обеспечение будет иметь различные инструменты проверки, чтобы убедиться, что компоновка печатной платы соответствует правилам проектирования для используемого процесса печатной платы, и что печатная плата соответствует схеме.

В целом, чем меньше размер продукта и чем плотнее компоненты упакованы вместе, тем больше времени потребуется на создание разводки печатной платы. Если ваш продукт направляет большие объемы энергии или предлагает возможность беспроводного подключения, то компоновка печатной платы становится еще более важной и требует много времени.

Рисунок 7 — Пример компоновки печатной платы (PCB)

Для большинства конструкций печатных плат наиболее важными частями являются разводка питания, высокоскоростные сигналы (тактовые генераторы, линии адреса / данных и т. Д.)) и любые беспроводные схемы.

Чтобы узнать больше о проектировании печатных плат, обязательно просмотрите это бесплатное руководство и ознакомьтесь с этим углубленным платным курсом, который научит вас каждому этапу проектирования печатной платы.

Шаг 4 — Создание окончательной ведомости материалов (BOM)

Хотя вы уже должны были создать предварительную спецификацию как часть предварительного производственного проекта, сейчас время для полной производственной спецификации.

Основное различие между ними — многочисленные недорогие компоненты, такие как резисторы и конденсаторы.Эти компоненты обычно стоят всего пару пенни, поэтому я не перечисляю их отдельно в предварительной спецификации.

Но для фактического изготовления печатной платы вам нужна полная спецификация со всеми перечисленными компонентами. Эта спецификация обычно создается автоматически программным обеспечением для проектирования схем. В спецификации перечислены номера деталей, количество и все спецификации компонентов.

Шаг 5 — Заказ прототипов печатных плат

Создание электронных прототипов — это двухэтапный процесс. На первом этапе производятся чистые печатные платы.Ваше программное обеспечение для проектирования схем позволит вам вывести макет печатной платы в формате Gerber с одним файлом для каждого слоя печатной платы.

Эти файлы Gerber можно отправить в магазин прототипов для небольших тиражей. Те же файлы могут быть предоставлены более крупному производителю для крупносерийного производства.

Рисунок 8: Пример полностью собранной печатной платы (PCB).

На втором этапе все электронные компоненты припаяны к плате. Из вашего программного обеспечения для проектирования вы сможете вывести файл, который показывает точные координаты каждого компонента, размещенного на плате.Это позволяет сборочному цеху полностью автоматизировать пайку каждого компонента на вашей печатной плате.

Самый дешевый вариант — изготовление прототипов печатных плат в Китае. Хотя обычно лучше всего делать прототипы ближе к дому, чтобы сократить задержки при доставке, для многих предпринимателей важнее минимизировать затраты.

Для производства ваших прототипов плат в Китае я настоятельно рекомендую PCBWay, Bittele Electronics, Seeed Studio или Gold Phoenix PCB. Все они предлагают фантастические цены при количестве от 5 до 8000 плат.

В США я рекомендую Sunstone Circuits, Screaming Circuits и San Francisco Circuits, которые я широко использовал для создания прототипов своих собственных разработок.

Обычно сборка плат занимает 1-2 недели, если только вы не платите за срочное обслуживание, которое я редко рекомендую.

Шаг 6. Оценка, программирование, отладка и повтор

Пришло время оценить прототип электроники. Имейте в виду, что ваш первый прототип редко будет работать идеально.

Скорее всего, вы пройдете несколько итераций, прежде чем закончите дизайн.Это когда вы будете определять, отлаживать и исправлять любые проблемы с вашим прототипом.

Рис. 9. Для подготовки большинства проектов к выпуску на рынок требуется несколько итераций прототипа.

Это этап может быть трудным для прогнозирования как с точки зрения затрат, так и времени. Любые обнаруженные вами ошибки, конечно же, являются неожиданными, поэтому требуется время, чтобы выяснить источник ошибки и способы ее исправления.

Оценка и тестирование обычно выполняются параллельно с программированием микроконтроллера. Но прежде чем приступить к программированию, вам нужно хотя бы провести базовое тестирование, чтобы убедиться, что на плате нет серьезных проблем.

Рис. 10. Для работы большинства новых электронных продуктов требуется программирование микропрограмм.

Почти все современные электронные продукты включают микрочип, называемый микроконтроллерным блоком (MCU), который действует как «мозг» для продукта. Микроконтроллер очень похож на микропроцессор в компьютере или смартфоне.

Микропроцессор отлично справляется с быстрым перемещением больших объемов данных, в то время как микроконтроллер отлично справляется с интерфейсом и управлением устройствами, такими как переключатели, датчики, дисплеи, двигатели и т. Д.Микроконтроллер — это в значительной степени упрощенный микропроцессор.

Микроконтроллер необходимо запрограммировать для выполнения желаемых функций. Микроконтроллеры почти всегда программируются на широко используемом компьютерном языке, называемом «C». Программа, называемая микропрограммой, хранится в постоянной, но перепрограммируемой памяти, обычно внутренней в микросхеме микроконтроллера.

Часть 4 — Разработка корпуса

Теперь мы рассмотрим разработку и прототипирование любых нестандартных пластиковых деталей.Для большинства продуктов это включает, по крайней мере, корпус, который скрепляет все вместе.

Для разработки пластиковых или металлических деталей нестандартной формы потребуется специалист по 3D-моделированию, а еще лучше — промышленный дизайнер.

Рис. 11. Разработка нестандартного корпуса необходима для большинства новых продуктов.

Если внешний вид и эргономика имеют решающее значение для вашего продукта, вам следует нанять промышленного дизайнера. Например, промышленные дизайнеры — это инженеры, которые заставляют портативные устройства, такие как iPhone, выглядеть круто и элегантно.

Если внешний вид не имеет решающего значения для вашего продукта, вы, вероятно, можете обойтись наймом специалиста по 3D-моделированию, который обычно значительно дешевле промышленного дизайнера.

Шаг 1 — Создание 3D-модели

Первым шагом в разработке внешнего вида вашего продукта является создание компьютерной 3D-модели. Два больших пакета программного обеспечения, используемых для создания 3D-моделей, — это Solidworks и PTC Creo (ранее называвшиеся Pro / Engineer).

Однако Autodesk теперь предлагает облачный инструмент трехмерного моделирования, который полностью бесплатен для студентов, любителей и стартапов.Он называется Fusion 360. Если вы хотите выполнять собственное 3D-моделирование и не привязаны ни к Solidworks, ни к PTC Creo, тогда определенно рассмотрите Fusion 360.

Вот вводный курс по 3D-моделированию с помощью Fusion 360.

Рис. 12. Создание 3D-модели — важный первый шаг в разработке продукта.

После того, как дизайнер промышленного или трехмерного моделирования завершит трехмерную модель, вы можете превратить ее в физические прототипы. 3D-модель также может использоваться в маркетинговых целях, особенно до того, как у вас появятся функциональные прототипы.

Если вы планируете использовать свою 3D-модель в маркетинговых целях, вам нужно создать фотореалистичную версию модели. И в Solidworks, и в PTC Creo доступны фотореалистичные модули.

Вы также можете создать фотореалистичную трехмерную анимацию вашего продукта. Имейте в виду, что вам может потребоваться нанять отдельного дизайнера, который специализируется на анимации и создании реалистичных 3D-моделей.

Самый большой риск, когда дело доходит до разработки 3D-модели для вашего корпуса, заключается в том, что вы получаете конструкцию, которую можно прототипировать, но не производить в больших объемах.

В конечном итоге ваш корпус будет изготовлен методом, называемым литьем под высоким давлением (более подробную информацию см. В шаге 4 ниже).

Разработка детали для производства с использованием литья под давлением может быть довольно сложной задачей, требующей соблюдения многих правил. С другой стороны, с помощью 3D-печати можно прототипировать практически все.

Поэтому убедитесь, что наняли только того, кто полностью понимает все сложности и требования к конструкции для литья под давлением.

Шаг 2 — Закажите прототипы корпуса (или купите 3D-принтер)

Пластиковые прототипы создаются с использованием аддитивного процесса (наиболее распространенный) или субтрактивного процесса.Аддитивный процесс, такой как 3D-печать, создает прототип, складывая тонкие слои пластика для создания конечного продукта.

Аддитивные процессы являются наиболее распространенными из-за их способности создавать практически все, что вы можете себе представить.

Рис. 13. Недорогие 3D-принтеры произвели революцию в создании прототипов новых продуктов.

Вычитающий процесс, такой как обработка с ЧПУ, вместо этого берет блок твердой пластмассы и вырезает конечный продукт.

Преимущество субтрактивных процессов заключается в том, что вы можете использовать пластиковую смолу, которая точно соответствует пластику конечного продукта, который вы будете использовать.Это важно для некоторых продуктов, но не для большинства.

В аддитивных процессах используется специальная смола для прототипирования, которая на ощупь может отличаться от производственного пластика. Смолы, используемые в аддитивных процессах, значительно улучшились, но они все еще не соответствуют производственным пластмассам, используемым при литье под давлением.

Я уже упоминал об этом, но это заслуживает того, чтобы остановиться еще раз. Имейте в виду, что процессы прототипирования (аддитивное и субтрактивное) полностью отличаются от технологии, используемой для производства (литье под давлением).Вы должны избегать создания прототипов (особенно при аддитивном прототипировании), которые невозможно изготовить.

Вначале вам не обязательно заставлять прототип следовать всем правилам литья под давлением, но вы должны помнить о них, чтобы ваш дизайн можно было легко перенести на литье под давлением.

Многие компании могут превратить вашу 3D-модель в физический прототип. Я лично рекомендую Proto Labs. Они предлагают как аддитивное, так и субтрактивное прототипирование, а также литье под давлением в небольших объемах.

Вы также можете подумать о покупке собственного 3D-принтера, особенно если вы думаете, что вам понадобится несколько итераций, чтобы получить правильный продукт. 3D-принтеры можно купить сейчас всего за несколько сотен долларов, что позволяет создавать столько версий прототипов, сколько пожелаете.

Настоящее преимущество собственного 3D-принтера заключается в том, что он позволяет практически сразу же итерировать прототип, что сокращает время вывода продукта на рынок.

Шаг 3 — Оценка прототипов корпуса

Пришло время оценить прототипы корпуса и при необходимости изменить 3D-модель.Почти всегда требуется несколько итераций прототипа, чтобы получить правильный дизайн корпуса.

Хотя компьютерные 3D-модели позволяют визуализировать корпус, ничто не сравнится с тем, чтобы держать в руке настоящий прототип. Почти наверняка вы захотите внести как функциональные, так и косметические изменения, когда у вас будет первый настоящий прототип.

Планируйте, что вам понадобится несколько версий прототипа, чтобы все было правильно.

Разработать пластик для вашего нового продукта не обязательно легко или дешево, особенно если эстетика имеет решающее значение для вашего продукта.Однако настоящие сложности и затраты возникают при переходе от стадии прототипа к полноценному производству.

Этап 4 — Переход на литье под давлением

Хотя электроника, вероятно, является самой сложной и дорогой частью вашего продукта в разработке, пластик будет самым дорогим в производстве. Наладить производство пластмассовых деталей методом литья под давлением очень дорого.

Большинство пластиковых изделий, продаваемых сегодня, производятся с использованием действительно старой технологии производства, называемой литьем под давлением.Для вас очень важно понимать этот процесс.

Вы начинаете со стальной формы, которая представляет собой два куска стали, удерживаемых вместе с помощью высокого давления. Форма имеет вырезанную полость по форме желаемого изделия. Затем в форму вводится горячий расплавленный пластик.

Рис. 14: Термопластавтомат. Изображение предоставлено Rutland Plastics.

Технология литья под давлением имеет одно большое преимущество — это дешевый способ изготовления миллионов одинаковых пластиковых деталей.В современной технологии литья под давлением используется гигантский винт, который заставляет пластик под высоким давлением помещать пластик в форму. Этот процесс был изобретен в 1946 году. По сравнению с 3D-печатью, литье под давлением — это нечто древнее!

Формы для литья под давлением чрезвычайно эффективны при изготовлении множества одинаковых изделий при действительно низкой стоимости единицы. Но сами формы ужасающе дорогие. Форма, предназначенная для изготовления миллионов изделий, может достигать 100 тысяч долларов! Такая высокая стоимость в основном объясняется тем, что пластик впрыскивается под таким высоким давлением, что чрезвычайно сложно для пресс-формы.

Чтобы выдерживать эти условия, пресс-формы изготавливаются из твердых металлов. Чем больше требуется инъекций, тем тверже требуется металл и выше стоимость.

Например, вы можете использовать алюминиевые формы для изготовления нескольких тысяч единиц. Алюминий мягкий, поэтому он очень быстро разлагается. Однако, поскольку он более мягкий, его также легче превратить в форму, поэтому стоимость ниже — всего 1-2 тысячи долларов за простую форму.

По мере увеличения предполагаемого объема формы увеличивается требуемая твердость металла и, следовательно, его стоимость.Время изготовления пресс-формы также увеличивается при использовании твердых металлов, таких как сталь. Изготовителю пресс-форм требуется гораздо больше времени, чтобы вырезать (так называемую механическую обработку) стальную форму, чем более мягкую алюминиевую.

Со временем вы сможете увеличить скорость производства, используя пресс-формы с несколькими гнездами. Они позволяют изготавливать несколько копий вашей детали с помощью одной инъекции пластика.

Но не бросайтесь в формы с несколькими гнездами, пока не внесете какие-либо изменения в свои первоначальные формы. Целесообразно запустить не менее нескольких тысяч единиц перед переходом на пресс-формы с несколькими гнездами.

Чтобы узнать больше о литье под давлением, посетите этот блог и посетите этот платный курс.

Часть 5. Сертификация продукта

Вся продаваемая электроника должна иметь различные типы сертификации. Требуемые сертификаты зависят от страны, в которой будет продаваться продукт. Мы предоставим сертификаты, необходимые в США, Канаде и Европейском союзе.

Хотя это все электрические сертификаты, в большинстве случаев они должны быть заполнены на готовом продукте, включая корпус, а не только на голой электронике.

Вам необходимо с самого первого дня разрабатывать свой продукт с учетом сертификации, но, как правило, фактическая сертификация проводится как можно позже при настройке производства.

Если вы сертифицируете слишком рано, любые изменения дизайна, скорее всего, потребуют от вас повторной сертификации, поэтому лучше подождать, пока продукт не будет завершен, и никаких изменений больше не ожидается.

Сертификация

— сложная тема, поэтому я предлагаю вам проконсультироваться со специалистом по сертификации, прежде чем углубляться в разработку продукта.Есть много уловок и советов, которые могут значительно снизить ваши затраты на сертификацию, если они будут реализованы с самого начала.

Рис. 15. Практически все электротехнические изделия требуют сертификации определенного уровня.

FCC (Федеральная комиссия по связи)

Сертификация FCC необходима для всей электронной продукции, продаваемой в США. Все электронные продукты излучают некоторое количество электромагнитного излучения (то есть радиоволн), поэтому FCC хочет убедиться, что продукты не мешают беспроводной связи.

Существует две категории сертификации FCC. Какой тип требуется для вашего продукта, зависит от того, поддерживает ли ваш продукт такие возможности беспроводной связи, как Bluetooth, WiFi, ZigBee или другие беспроводные протоколы.

FCC классифицирует продукты с функцией беспроводной связи как преднамеренные излучатели . Изделия, которые не излучают радиоволны намеренно, классифицируются как излучатели непреднамеренного использования . Преднамеренная сертификация радиаторов обойдется вам примерно в 10 раз дороже, чем непреднамеренная сертификация радиаторов.

Сначала рассмотрите возможность использования электронных модулей для любых беспроводных функций вашего продукта. Это позволяет вам обойтись только непреднамеренной сертификацией радиаторов, что сэкономит вам как минимум 10 тысяч долларов.

UL (Underwriters Laboratories) / CSA (Канадская ассоциация стандартов)

Сертификация

UL или CSA необходима для всех продаваемых в США или Канаде электрических продуктов, которые подключаются к розетке переменного тока.

Продукты, работающие только от батарей, которые не подключаются к розетке переменного тока, не требуют сертификации UL / CSA.Однако большинство крупных розничных продавцов и / или компаний по страхованию ответственности за качество продукции потребуют, чтобы ваш продукт был сертифицирован UL или CSA.

CE (соответствует европейскому стандарту)

Сертификация

CE требуется для большинства электронных продуктов, продаваемых в Европейском Союзе (ЕС). Он аналогичен сертификатам FCC и UL, необходимым в США.

RoHS

Сертификация

RoHS гарантирует, что продукт не содержит свинца. Сертификация RoHS требуется для электротехнической продукции, продаваемой в Европейском Союзе (ЕС) или в штате Калифорния.Поскольку экономика Калифорнии настолько велика, большинство товаров, продаваемых в США, сертифицированы RoHS.

Сертификаты литиевых батарей

(UL1642, IEC62133 и UN38.3)

Перезаряжаемые литий-ионные / полимерные батареи имеют серьезные проблемы с безопасностью. При коротком замыкании или перезарядке они могут даже загореться.

Вы помните, как Samsung Galaxy Note 7 отзывали дважды из-за этой проблемы? Или рассказы о загорающихся ховербордах?

Из соображений безопасности литиевые аккумуляторные батареи должны быть сертифицированы.Для большинства продуктов я рекомендую изначально использовать стандартные батареи, на которые уже есть эти сертификаты. Однако это ограничит ваш выбор, и большинство литиевых батарей не сертифицированы.

Это в первую очередь связано с тем, что большинство компаний, производящих оборудование, предпочитают иметь аккумулятор, специально разработанный для использования всего пространства, доступного в продукте. По этой причине большинство производителей аккумуляторов не заботятся о сертификации своих стандартных аккумуляторов.

Заключение

Эта статья дала вам базовый обзор процесса разработки нового электронного оборудования, независимо от вашего технического уровня.Этот процесс включает в себя выбор наилучшей стратегии развития, а также разработку электроники и корпуса для вашего продукта.

Вам есть чему поучиться, чтобы разработать новый продукт. Я стараюсь освещать все эти темы в блоге, подкасте и курсах Predictable Designs. Моя цель — помочь вам полностью понять, как развивать свой продукт более предсказуемым образом.

Наконец, не забудьте загрузить бесплатный PDF-файл : Окончательное руководство по разработке и продаже нового электронного оборудования .Вы также будете получать мой еженедельный информационный бюллетень, в котором я делюсь премиальным контентом, недоступным в моем блоге.

Другой контент, который вам может понравиться:

Электрическая цепь — Energy Education

Рисунок 1: Пример замкнутой цепи (щелкните, чтобы увеличить). ^[1]

Электрическая цепь представляет собой соединение компонентов, которые могут проводить электрический ток. В простых электрических цепях есть проводники (обычно провода), компонент, который подает питание (например, аккумулятор или розетка), и компонент, который поглощает энергию, называемый нагрузкой.Лампочка может быть примером нагрузки, и всегда должен быть обратный путь, чтобы электроны могли вернуться к источнику питания от нагрузки. Каждая цепь предназначена для подачи питания на одну или несколько нагрузок. Например, в бумбоксе питание идет на динамики. Точно так же мощность в лампе идет на лампочку. Схема позволяет заряду уходить с одной стороны источника питания и возвращаться с другой стороны источника питания.

Цепи могут быть последовательными, параллельными или их комбинацией, называемой последовательно-параллельной цепью. ^[2] Чтобы узнать больше об этих различных схемах, посетите: последовательная и параллельная схемы.

На рисунке 1 цепь замкнута (заряд может уходить из источника питания, проходить через лампочку и возвращаться к источнику питания), и лампочка действует как нагрузка. Обратите внимание, что показания вольтметра показывают 0 В, потому что падение напряжения на электрическом переключателе равно 0. ^[1]

Обрыв цепи

Рисунок 2: Пример разомкнутой цепи (щелкните, чтобы увеличить). ^[1]

В разомкнутой цепи (как на рисунке 2) имеется физический разрыв в пути проводимости, где ток падает до 0, а сопротивление становится бесконечным (слишком большим для измерения омметром). Однако напряжение можно измерить, потому что вольтметр подключается через открытую клемму. ^[3] Обратите внимание, что разомкнутая цепь не является настоящей цепью, потому что заряд с одной стороны источника питания не может уйти и вернуться на другую сторону источника питания.

На Рисунке 2 переключатель поднят, поэтому цепь размыкается, что означает, что ток не проходит полный путь и лампочка не работает.Вольтметр все еще может быть подключен и отображает показание 18 вольт из-за наличия двух последовательно соединенных 9-вольтных батарей. ^[1]

Неважно, где находится разрыв в электрической цепи, любое прерывание пути остановит электрический ток от перемещения по его пути. Это основа электрического переключателя, о котором говорилось выше.

Короткое замыкание

Рисунок 3. Пример короткого замыкания (щелкните, чтобы увеличить). ^[1] .

Короткое замыкание (показано на рисунке 3) — это непреднамеренное соединение с низким сопротивлением между двумя или более точками в цепи.Поскольку ток увеличивается по мере уменьшения сопротивления (заданного законом Ома), это приведет к протеканию большого количества тока через «короткое замыкание». Этот более высокий ток, если он больше, чем может безопасно выдержать калибр провода, может вызвать ожог пути тока из-за высоких температур и может вызвать пожар. Это приводит к тому, что замыкает цепь. ^[3] Защитные устройства, такие как предохранители и автоматические выключатели, используются в случае короткого замыкания для предотвращения опасности поражения электрическим током и связанных с ним повреждений.

На рисунке 3 присутствует короткое замыкание. Хотя часть тока все еще проходит через лампочку, путь, идущий в обход лампочки, обеспечивает самое низкое сопротивление для цепи. Это более низкое сопротивление соответствует значительно большему току. Это большое количество тока превышает номинальный ток провода, тем самым разрушая переключатель и сжигая часть пути тока. ^[1]

Пхет Симуляторы

Университет Колорадо любезно разрешил нам использовать следующую симуляцию Фета.Это моделирование исследует, как батареи работают в электрической цепи:

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

1. ↑ ^{1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5} Университет Колорадо (2011). Комплект для конструирования цепей (только DC), виртуальная лаборатория [онлайн]. Доступно http://phet.colorado.edu/en/simulation/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab
2. ↑ Р.T. Paynter, «Основные электрические компоненты и счетчики», в Introduction to Electricity , 1rst ed. Нью-Джерси: Прентис-Холл, 2011, гл. 4, сек. 4.3, с. 155-160.
3. ↑ ^{3,0 3,1} R.T. Пэйнтер, «Основные электрические компоненты и счетчики», в Введение в электричество , 1-е изд. Нью-Джерси: Прентис-Холл, 2011, гл. 4, сек. 4.4, с. 160-162.

.