Pracownia Elektroniczna

Materiały pomocnicze

Pracownia elektroniczna jest uzupełnieniem wykładu z Podstaw Elektroniki.

1. Cel ćwiczeń

Praktyczne zapoznanie się w budową, montażem i działaniem wybranych elementów i układów elektronicznych.

2. Czas trwania

Łącznie 45 godz. w semestrze.

3. Podstawowe zasady BHP pracowni elektronicznej

·      Wszystkie badane układy elektroniczne należy montować przy odłączonym zasilaniu. Zasilanie można włączyć jedynie po sprawdzeniu układu przez prowadzącego.

·      Napięcie zmienne 220V z sieci zasilającej jest niebezpieczne dla zdrowia i życia. Należy zachować szczególną ostrożność.

·      Temperatura rozgrzanego grotu lutownicy wynosząca 270..330C może spowodować dotkliwe poparzenia. Lutownicę po użyciu należy odłożyć do jej stojaka.

·      Po zakończeniu zajęć wszystkie przyrządy należy odłączyć od zasilania.

4. Zasady odbywania i zaliczania zajęć

·      Ćwiczenia w pracowni podzielone są na bloki o różnej długości Czas przeznaczony na każdy eksperyment jest podany na początku konspektu ćwiczenia.

·      Badane układy montowane są samodzielnie, przez odbywających ćwiczenia, na zestawach ćwiczeniowych lub płytkach prototypowych.

·      Odbywający ćwiczenia notuje wszystkie pomiary w przygotowanym do tego celu zeszycie (skoroszycie). Wyniki pomiarów, na koniec zajęć potwierdzane są podpisem prowadzącego

·      Prowadzący może odmówić podpisania wyników, jeżeli przedstawione są w niestarannej postaci.

·      Każde ćwiczenie może być poprzedzone krótkim sprawdzianem wejściowym.

·      W trakcie przeprowadzania ćwiczenia prowadzący może zażądać ustnej, ocenianej, odpowiedzi

·      Każde ćwiczenie kończy się formalnym sprawozdaniem, które musi być dostarczone przed rozpoczęciem następnego ćwiczenia

·      Nie dostarczenie sprawozdania, z poprzedniego ćwiczenia, uniemożliwia rozpoczęcie kolejnego.

·      Opóźnienie w dostarczeniu sprawozdania powoduje obniżenie jego oceny.

·      Na zaliczenie pracowni elektronicznej składają się:

·      obecność na zajęciach,

·      zaliczenie wszystkich sprawdzianów wejściowych,

·      zaliczenie odpowiedzi ustnych w czasie zajęć,

·      pozytywna ocena wszystkich sprawozdań,

·      pozytywna ocena kolokwium zaliczającego

·      Nieobecność na zajęciach pociąga za sobą konieczność odrobienia ćwiczenia w uzgodnionym z prowadzącym terminie lub w trakcie ostatnich zajęć w semestrze.

5. Przygotowywanie Formalnego Sprawozdania-Wskazówki

5.1. Czym jest formalne sprawozdanie?

Częścią działalności akademickiej jest tworzenie publikacji, pisanie raportów i sprawozdań z prac badawczych. Sprawozdanie z pracy, w studenckim laboratorium, jest również formą publikacji i jako takie będzie oceniane. Publikacje naukowe posiadają ściśle określoną strukturę, która ułatwia czytelnikowi prześledzenie i zrozumienie toku opisywanego procesu badawczego.

5.2. Język sprawozdania

Pisanie sprawozdania nie jest tym samym, co pisanie eseju literackiego. Język publikacji może u wielu czytelników budzić sprzeciw jako będący pełen technokratycznego żargonu. Niemniej jednak społeczność akademicka i praktyków stosuje właśnie taką formę komunikowania rezultatów prac. Im wcześniej student zdobędzie umiejętność pisania sprawozdań tym lepiej. Na nieszczęście dla wielu studentów pierwszą pisemną próbą publikacji jest praca magisterska.

W publikacjach należy unikać pisania w pierwszej osobie: "...zmierzyłem napięcie na rezystorze..". Poprawnym sformułowaniem jest: "... zmierzono napięcie na rezystorze..". Należy pamiętać o tym, że głównym celem piszącego sprawozdanie winno być jasne wytłumaczenie czytającemu, co piszący miał na myśli

5.3. Struktura sprawozdania

Sprawozdanie (raport techniczny) winno posiadać następujące części składowe:

5.3.1. Streszczenie

Należy w kilku zdaniach przedstawić eksperyment i jego rezultaty. Nie należy w tym miejscu być zbyt szczegółowym.

5.3.2. Wprowadzenie

Wprowadzenie, jak sama nazwa wskazuje ma na celu zaznajomienie czytającego z eksperymentem. W tym miejscu można bardziej szczegółowo wypunktować główne elementy pracy.

Po wprowadzeniu piszący ma nieco więcej swobody w strukturyzowaniu publikacji i nazywaniu poszczególnych jej części W szczególności w pracy eksperymentalnej (elektronicznej) powinny znaleźć się sekcje "Opis eksperymentu", "Opis układów pomiarowych", itp. Należy dokładnie opisać każdy z przeprowadzonych eksperymentów. Przedyskutować czy wyniki pomiarów zgadzają się z teorią (teoria została oczywiście wcześniej opisana!), jeżeli nie to, dlaczego. Wszystkie tabele i rysunki muszą być dokładnie opisane, i muszą być powiązane z samą pracą: "..na rysunku 1 przedstawiony jest schemat przerzutnika JK-MS..". Ważnym i często pomijanym elementem pracy jest analiza błędów i niepewności pomiarowych. W eksperymentach elektronicznych wartość każdego elementu (np. rezystancja) jest ściśle określona i wpływa na ostateczny wynik pomiaru. Należy zastanowić się czy przy 10% tolerancji rezystora i 5% klasie miernika wyliczone napięcie o wartości 1.2345678V ma jakikolwiek fizyczny sens..

5.3.3. Wnioski

Każda przeprowadzona praca eksperymentalna doprowadza eksperymentatora do wniosków końcowych, które w tej części muszą być jasno przedstawione: "...Przeprowadzono pomiary wzmocnienia wzmacniacza operacyjnego uA741 z otwartą pętlą sprzężenia zwrotnego. Otrzymane wartości wzmocnienia, ok 100dB, zgadzają się z danymi katalogowymi.."

5.3.4. Literatura

Nieodzownym elementem każdej publikacji jest spis literatury. Powoływanie się na podręczniki i inne źródła informacji jest jak najbardziej pożądane (w końcu nikt nie jest encyklopedią wszechwiedzy..). Należy jednak podać źródła:..”Malvino [1] definiuje impedancję wejściową± jako.." a w spisie literatury:

1. Malvino, A.P, "Electronic Principles", Vth Edition, McGraw Hill, NY, 1994

6. Zestawy ćwiczeniowe

Badane układy elektroniczne montowane są na zestawach ćwiczeniowych (konsolkach): do układów analogowych lub cyfrowych.

Zestaw do układów analogowych składa się z przygotowanego pola montażowego wzmacniacza operacyjnego i układu tranzystorowego w układzie wspólnego emitera. Komponenty (rezystory i kondensatory) montowane są do zestawu za pomocą gotowych modułów Dodatkowe połączenia mogą być realizowane przewodami z wtykami w standardzie 2mm. Zestaw wyposażony jest w podwójny zasilacz dostarczający napięć +12V i -12V.

Zestaw do układów cyfrowych składa się z pola montażowego składającego się z czterech 16 nóżkowych precyzyjnych podstawek pod układy scalone. Połączenia realizowane są przewodami z wtykami w standardzie 2mm. Zestaw wyposażony jest w:

·      cztery przełączniki umożliwiające ustawianie stanów HI i LO,

·      cztery diody LED spełniające role wskaźników stanów logicznych,

·      generator przebiegu prostokątnego o częstotliwości 1kHz,

·      przycisk generujący pojedyncze zbocze oraz impuls o czasie trwania 1us,

·      zasilacz dostarczający napięcie +5V.

7. Płytka prototypowa

W razie konieczności dodatkowe układy mogą być montowane na płytkach prototypowych. Pojedyncza płytka prototypowa składa się szeregu rzędów otworów przeznaczonych na nóżki elementów elektronicznych. Pole montażowe składa się z trzech identycznych modułów. Moduł składa się z 4 sekcji. Na "górze" i "dole" płytki znajdują się linie przeznaczone na zasilanie. Wszystkie pola kontaktowe w linii (zblokowane po 5) są połączone razem. Środkowa część płytki przeznaczona jest do montażu układów scalonych. Każde wyprowadzenie układu scalonego dostępne jest na 5, połączonych razem, polach kontaktowych (w pionie). Do otworu kontaktowego, oprócz układu scalonego, można podłączać inne elementy pod warunkiem, że średnica wyprowadzenie nie przekracza 0.5mm. Grubsze wyprowadzenia, np. diod prostowniczych, nie mogą być bezpośrednio montowane do otworów. Połączenia poszczególnych elementów na płytce mogą być realizowane za pomocą specjalnie przeznaczonych do tego celu przewodów montażowych. Przewody montażowe, w kilku kolorach, po użyciu należy odkładać do przeznaczonego do tego celu pudełka.

8. Tematy ćwiczeń i harmonogram odbywania zajęć