Komponenttien tunnistaminen - Efektirakentelu

Tässä artikkelissa tutustutaan efektirakentelussa ja muissa matalilla jännitteillä toimivissa laitteissa käytettyihin elektroniikan komponentteihin. Käymme läpi miltä eri komponentit näyttävät, miten näiden merkintöjä tulkitaan ja luetaan ja mihin osat asennetaan. Teknisten ominaisuuksien käsittely jää tämän artikkelin ulkopuolelle.

Elektroniikan komponentit jaetaan kahteen ryhmään, passiiviset ja aktiiviset. Nimeäminen perustuu ko. osan toimintaan, tässä tyydymme toteamaan asian olevan kuten on. Passiivisiin kuuluvat vastukset ja kondensaattorit, aktiivisiin diodit, transistorit ja muut puolijohteet. Näiden lisäksi rakentelussa käytetään elektromekaanisia jne. osia, kuten kytkimiä ja liittimiä.

Vastukset, trimmerit ja potentiometrit

Vastuksen symboli kytkentäkaavioissa. Laatikko on eurooppalaisen, sahalaita amerikkalaisen käytännön mukainen. P1 ja P2 ovat trimmerin ja potentiometrin symbolit.

Efekteissä käytettyjä vastuksia: Ylhäällä 1k 0,25W hiilikalvovastus,
keskellä 1k 0,6W metallikalvovastus ja alla 1M hiilimassavastus

Käytämme efekteissä eri tyyppisiä vastuksia riippuen laitteen toimintaperiaatteesta sekä tyylisekoista. Pienempitehoiset vastukset merkitään miltei aina värirenkain. Riippuen vastuksen tyypistä, koko ilmaistaan joko kolmella tai neljällä renkaalla. Neljäs tai viides, hieman muista erillään oleva rengas merkitsee vastuksen tarkkuuden eli toleranssin prosenteissa.

Kaksi (tai kolme) ensimmäistä rengasta ilmaisee vastuksen arvon ensimmäiset arvot ja viimeinen nollien määrän. Esim. punainen - violetti - ruskea kääntyy numeroiksi 2 - 7 - 1 = 27 ja yksi nolla, eli 270ohm. Metallikalvovastuksissa numeroille on varattu kolme desimaalia, vastaavan kokoinen metallikalvovastus on merkitty punainen - violetti - musta - musta = 2 - 7 - 0 ja 0kpl nollia eli 270ohm.

Vastuksen arvojen kertoimet ovat kilo (k) x 1000 ja mega (M) x 1000000

Koska värirenkaiden lukeminen ja muistaminen on välistä hankalaa, voit käyttää netistä löytyviä värirengastulkkeja (googleta resistor color code) tai käytä yleismittaria. Useimmissa mittareissa tulee valita mitattava vastusalue, joten valitse tämä sen mukaan minkä kokoista vastusta etsit osakasasta. Suosittelemme värirenkaiden opettelua pienessä määrin: On helpompi löytää kaikki kakkosella alkavat osat isosta pinosta, kun ensin karsii kaikki punaisella raidalla merkityt osat syrjään.

Tämän kuvan alt-attribuutti on tyhjä; Tiedoston nimi on elektroniikankompo-potentiometrit-750x284.jpg

Säädettävä vastuksia: Vasemmalla trimmeri, Lineaarinen 1kohm 16mm potentiometri, Logaritminen 1Mohm 24mm potentiometri. Oikealla 16mm piirilevylle asennettava potentiometri.

Eräs vastuksen erikoissovellus on säädettävä vastus. Näitä ovat mm. trimmerit, joita säädetään kerran) tai potentiometrit, jotka ovat tarkoitettu jatkuvaan säätämiseen. Esimerkkinä voimakkuussäädin. Säätövastuksessa on kolme kytkentäjalkaa. Laitimmaiset ovat vastusradan päät ja näiden välissä on nimellisarvoa vastaava vastusrata. Keskimmäinen jalka on kytketty kontaktipintaan joka liikkuu vastusrataa pitkin. Tämän resistanssi vaihtuu potentiometrin asennosta riippuen.

Tämän kuvan alt-attribuutti on tyhjä; Tiedoston nimi on osat_levylla_vastukset.jpg

Vastusten painatuksia piirilevyllä. Ylinnä pystyyn asennettava (toinen jalka taitetaan kotelon suuntaisesti) juotospaikka. Merkintätavat vaihtelee joko osanumeroilla R1,R2... tai osalle on merkitty tietty arvo. Tässä tapauksessa 10kohm

Piirilevyllä vastuksille on painatettu aina osan symboli tai ulkonäöltään ja -muodoltaan osaa vastaava kuvio. Tämän lisäksi levylle on painatettu joko osan tunnus tai arvo. Vastuksten tunnus on R (resistor). Vastukset voidaan asentaa levylle kummin päin tahansa. Vastukset kannattaa kuitenkin asentaa aina samaan lukusuuntaan, jolloin laitteen korjaaminen ja virheiden etsintä on mukavampaa.

Kondensaattorit

Kondensaattorin symbolit. C1 = keraaminen tai muovikondensaattori, jolla ei ole napaisuutta. C2 elektrolyyttikondensaattori (valkoinen laatikko plusnapa). C3 Bipolarielektrolyytti.

Erilaisia kondensaattoreita: Vasemmalta. 10pF keraaminen kondensaattori, 4kpl 100nF (0,1uF) muovikalvokondensaattoreita. 220nF aksiaalinen, eli vaakaan asennettava muovikalvokondensaattori, tantaalikondensaattori (plusnapa oikealla), bipolaari (NP) elektrolyyttikondensaattori. Oikealla kolme erikokoista eletrolyyttikondensaattoria.

Kondensaattoreissa kapasintanssin yksikkö on suuri, joten arvot kerrotaan aina kertoimilla. Näitä ovat piko (p), nano (n) ja mikro (µ / u). Koska käytännössä mikro on suurin järkevin yksikkö, kertoimet menevät tämän mukaisesti. 1uF = 1000nF = 1000000pF.

Efekteissä käytetään useimmin kolmea eri kondensaattorityyppiä. Pienikapasitanssiset kondensaattorit ovat keraamisia (10pF - 1nF) tai muovikondensaattoreita (1nF - 1uF). Suurempiin kapasitansseihin käytetään elektrolyyttikondensaattoreita (1uF ->).

Keraamisilla kondensaattoreilla arvo merkitään numeroin. Kaksi ensimmäistä lukua merkitsevät kapasitanssin ensimmäiset kaksi lukua. Kolmas numero ilmoittaa nollien määrän. 101 = 100pF, 102 = 1nF. Arvot alle sadan ovat ilman kerrointa, 10 = 10pF.

Muovikalvokondensaattoreissa arvo kerrotaan joko nanoissa tai mikroissa. Yksikköä ei aina ilmoiteta, 100nF voi olla merkitty 0.1, .1 tai u1. Yksikkökertoimen merkkiä u voidaan myös käyttää pilkkuna, esim 2u2 =2,2uF. Joissain kondensaattoreissa on merkitty kapasitanssi, toleranssi ja jännitekesto samaan: .1K63 on 100nF, 10% tarkkuudella (K) oleva 63V kondensaattori. J-merkinnällä toleranssi on 5%.

Elektrolyyttikondensaattoreissa kapasitanssin selvittäminen on suoraviivaisinta, kapasitanssiarvo on miltei aina painatettu uF:nä osan kylkeen. Tantaalikondensaattoreissa vaihtelevat kaikki edellämainitut merkitsemiskäytännöt.

Kondensaattorien painatuksia piirilevyllä. Vasemmalla keraamisten ja muovikondensaattorien juotospaikkoja, keskellä pystyyn asennettavien elektrolyyttikondensaattorien ja oikealla vaakaan asennettavien elektrolyytti kondensaattorien merkinnät. Navoista merkitään tai/ja plus tai miinuksen raita. Vaakaelkoissa merkitään pluspäädyn kotelon ura.

Piirilevyllä ja osalistoissa kondensaattoreiden tunnus on C. Piirilevyn painatuksessa kondensaattorit ovat painatettu muotonsa mukaan, elektrolyyteissä on merkitty napaisuus eli polariteetti. Keraamiset ja muovikondensaattorit voidaan asentaa kummin päin tahansa. Elektrolyyttikondensaattoreissa on merkitty joko plus-napa tai miinuksen raita. Vaakaan asennettavissa kondensaattoreissa on plus-päädyn ura merkitty levylle. Jotkut elektrolyyttikondensaattorit ovat bipolaareja ja näillä ei ole määrättyä asennussuuntaa. Bipolaarikondensaattorit on merkitty levylle joko jättämällä merkinnät pois tai NP tai BP -tunnuksin.

Diodit ja LED:t

Diodin piirrosymboli. P1 tavalliden diodi, keskellä led. D2 on Zener-diodi.

Diodeita: Vasemmalla 1N4148 pii-diodi, BAT42 Schottky-diodi, 1N34 Germaniumdiodi, 1N4007 piidiodi, UF5804 Ultra Fast piidiodi. Kaikissa katodi ylhäällä.
Oikealla kaksi lediä, 3mm ja 5mm. Katodi (-) vasemmalla.

Diodit johtavat sähköä vain yhteen suuntaan, joten näiden asennuksessa on noudatettava oikeaa polariteettia, napaisuutta. Diodeissa on merkitty miinusnapa (katodi) renkaalla. Eräs diodin muoto on led, joka valon tuottamisen lisäksi toimii kuten perus-diodit. Ledin napaisuuden tunnistaa joko kytkentäjalkojen pituudesta (lyhyt K), kotelon viisteestä (viiste K) tai sisäisten elementtien muodoista (isompi kolmio K).

Osan merkintä on suoraviivainen - osan tyyppimerkintä on painatettu komponentin kylkeen. Joissain tapauksissa etuliite saatetaan jättää pois (1N4007 => 4007).

Diodien merkintätapoja piirilevyn painatuksissa. Vasemmalla pystyyn asennus, anodi ja katodi -merkinnöin.

Diodin merkintä levyllä on kuten vastuksilla poikkeuksena napaisuuden raita joka on painatettuna myös osaan. Diodien luettelomerkintä on D, ledeillä Led. Pystyasennuksessa merkitään napaisuus A, K. Ledeissä painatuksessa on useimmiten merkitty kotelon viistetty sivu.

HUOM: Puolijohteet, eteenkin germaniumdiodit ja -transistorit kestävät todella huonosti lämpöä.

Transistorit, FET:t, MOSFET:t 

Transistorin piirrosmerkkejä. T1 ja T2 ovat kaksi erilaista tapaa piirtää transistori. T3 on JFET ja T4 MOSFET -transistorin symboli.

Transistoreja: Vasemmalla 2N3904 TO92 koteloitu pii-transistori, metallikannuun pakattu BC108 pii-transistori, AC127 Germaniumtransistori, BD139 tehotrasisitori, BD243C Tehotransistori.

Transistoreilla on kullakin kytkentäjalalla oma funktio joten osan asentaminen oikein päin on tärkeää. Riippuen tyypistä jalkajärjestys voi vaihdella, mutta rakennussarjoissa osan jalkajärjestys vastaa levyn painatusta.

Transistoreissa merkintä on selkeä, tyyppimerkintä on painatettu kotelon kylkeen. Joissain tapauksissa merkinnän ensimmäiset merkit saatetaan jättää pois, esim. C945 = 2SC945. (2S on merkintänä alkujaan japanilaisissa transistoreissa.)

Erilaisia transistoreiden painatusmerkkejä levyllä. Oikealla alhaalla tehotransistorin merkintä. Valkoinen viiva merkitsee sitä puolta osasta johon mahdollinen jäädtytyslevy kiinnitetään. Tämä on yleensä paljas metallipuoli.

Transistorin luettelomerkintä piirilevyllä on T (tai joissain tapauksissa Q). Transistoreiden asennus piirilevylle tapahtuu noudattamalla kotelon ulkomuodon ja piirilevyn painatuksen suuntaa. Joissain tapauksissa samaa kytkentälevyä saatetaan käyttää eri tyyppisellä osalla (esim. pii-transistori korvataan germanium-transistorilla) jolloin rakentajan tulee selvittää oikea asennussuunta erikseen. Huom. Jotkut IC-piirit, kuten 78Lnn-sarjan regulaattorit ovat koteloitu samoin kuin transistorit, asennus levylle tapahtuu samoin ehdoin.

IC-piirit

Puolijohteita. Vasemmalla 8-PIN kanta, LM358 kaksikko-OP-AMP, metallikannuun pakattu uA748, CD4048 CMOS-bufferi, 16-PIN kanta.

IC-piireihin on pakattu useampi transistori, vastus ym. samaan pakettiin. Kullakin piirillä on oma toimintansa, jotkut toimivat vahvistimena toiset voivat toimia vaikkapa viiveenä äänelle.

Yleisin kotelotyyppi on ns. DIL (dual-in-line) paketti, jossa kotelon kahdella sivulla on kolmesta useampaan kytkentäjalkaa. Kotelossa numerointi alkaa aina viistetystä päästä vastapäivään, joskus ykkösnasta on merkitty erikseen. Poikkeuksena ovat vanhemmat metalli-kannut, jossa merkintä on järjestykseltään viimeisessä pinnnissä.

Koska IC-piireissä on usein 8-16 kytkentäjalkaa, näiden mukana toimitetaan erikseen oma kanta, johon osa painetaan kiinni. Tämä helpottaa viallisen osan vaihtamista myöhemmin. IC-kannassa on merkitty ykkösnastan pääty samoin kuin varsinaisessa piirissä.

IC-piirien merkitätapoja piirilevyllä

IC-piirit ovat painatettu piirilevylle ulkoreunojen muodon mukaisesti. Luettelomerkintänä on IC.

Muut piirilevyn osat

Edellämainittujen osien lisäksi eri kytkennöissä saatetaan käyttää keloja, optoerottimia, tasasuuntaussiltoja jne. Näiden osien luettelomerkinnät vastaavat usein osan englannin kielistä nimeä ja asennussuuntaa vastaavat silkkipainatuksen merkinnät vs. kotelon merkinnät / viisteet.

Mekaaniset osat - kytkimet, jakit

Tämän kuvan alt-attribuutti on tyhjä; Tiedoston nimi on elektroniikankompo-kytkimet-750x363.jpg

Kytkimiä. Vasemmalla SPDP vipukytkin, DPDT vipukytkin, 3PDT jalkakytkin ja verkkovirralle tarkoitettu DPST vipukytkin

Kytkimiä on eri tyyppisiä. Peruskytkimeksi voisi kutsua tavallista on-off -tyypin kytkintä (lyhenne SPST). Tässä ominaisuuksia on tasan yksi, virta kylkee tai sitten ei. Koska asentoja on kaksi, on luontevaa toteutaa vaihtokytkin, on-on (lyhenne SPDT). Tällaisessa kytkimessä on kolme kytkentänastaa. Keskimäisestä nastasta kytketään sähkö jompaan kumpaan laitaan.

Näitä vaihtokytkimiä voidaan asentaa mekaanisesti useampi rinnakkain. Vaihtoja on yleensä kahdesta neljään. (DPDT, 3PDT, 4PDT). Jalkakytkimissä on usein kolme vaihtoa. Kytkimessä on yhteensä yhdeksän kytkentänastaa. Asennuksessa tuleekin olla tarkkana, ettei johdotus tapahdu väärässä asennossa, kytkin 90 asetetta kääntyneenä.

Terminologia. Kirjainlyhenteissä kerrotaan sekä napojen määrä ja vaihtojen määrä. S=single, D=doube. SPDT=Single Pole, Double Throw, yksi kytkin, kahdella asennolla. 3PDT=kolme kytkintä, kahdella asennolla.

6,3mm jakkeja. Vasemmalla muovirunkoinen monojakki.
Takaa kuvattuna: monojakki, monojakki kytkimellä ja stereojakki.

Myös jakkeja on eri tyyppisiä. Efekteissä käytetään pääsääntöisesti joko mono- tai stereo-jakkeja. Monojakissa on kaksi kytkentänastaa, toinen plugin päähän kytkeytyvä signaali (tip). Stereojakissa kontakteja on kolme.

Vastaa