1 | w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o

MANUAL DE UTILIZARE

SET EDUCATIV ELECTRONICA DIGITAL Cod produs: 192297

Notificri legale 2011 Franzis Verlag GmbH, 85540 Haar bei Mnchen, Germania www.elo-web.de www.germanelectronics.ro Autor: Burkhard Kainka ISBN 978-3-645-10073-1

Produs pentru compania Conrad Electronic SE, Klaus-Conrad-Str. 1, 92240, Hirschau, Germania.

Toate drepturile rezervate, inclusiv reproducerea fotomecanic i stocarea pe medii electronice. Reproducerea prin orice mijloace, de exemplu prin fotocopiere, microfilmare, sau prin introducerea n sisteme electronice de procesare a datelor, necesit n prealabil aprobarea scris a editorului. Retiprirea, chiar i parial, este interzis. Majoritatea denumirilor de produse hardware, software i logo-uri menionate n acest manual sunt de obicei mrci nregistrate i trebuie privite ca atare. Editorul a preluat denumirile de produse de la productor. Toate circuitele i programele din acest manual au fost concepute i testate cu mare grij. Cu toate acestea nu pot fi excluse erorile n manual i software. Editorul i autorul sunt responsabili pentru intenii criminale sau indolen i vor rspunde pentru acestea conform legii. Totodat editorul i autorul sunt responsabili de calitatea produsului i rspund direct de vtmri ale vieii, corpului sau sntii utilizatorilor, precum i n caz de accidente. Dreptul la despgubire n caz de accidente este limitat la daunele previzibile, ce rezult din contract, dac nu este vorba despre o responsabilitate forat ce rezult din legea privind calitatea produselor.

n scopul ocrotirii i mbuntirii calitii mediului nconjurtor, al protejrii sntii omului i al utilizrii resurselor naturale cu pruden i n mod raional, consumatorul este solicitat s predea produsul devenit inutilizabil la orice punct de colectare i reciclare din localitatea de domiciliu, conform reglementrilor legale n vigoare. Logo-ul reprezentnd o pubel cu roi barat cu dou linii n form de X indic faptul c produsul face obiectul unei colectri separate, la un centru de colectare i reciclare a produselor electronice i nu mpreun cu gunoiul menajer.

Acest produs este conform cu normele CE n vigoare, dac este folosit dup cum este descris n acest manual. Manualul de utilizare aparine produsului i trebuie s fie nmnat unei tere persoane creia i dai spre utilizare acest produs.

1. Introducere Electronica digital st la baza tehnicii moderne a computerelor. Digital nseamn c ntr-un circuit exist numai stri on/off (pornit/oprit), iar nu valori intermediare precum jumtate sau trei sferturi, care sunt cunoscute n electronica analogic. La prima vedere s-ar prea c numrul de opiuni n universul digital este limitat. Dar dac se folosesc simultan mai multe linii digitale se vor obine foarte multe stri diferite. Fiecare stare individual poart denumirea de bit. Un sistem cu 8 bii poate avea simultan 256 stri, iar un sistem cu 16 bii poate avea 65.636 (=2 la puterea 16) stri. Dac toate strile se schimb rapid, atunci poate fi prelucrat o cantitate uria de date i se pot realiza sisteme complexe, precum de ex. internetul.

Primele experimente n lumea electronicii digitale trebuie s nceap pe ct posibil cu componente simple. O component tipic de baz este aa-numitul gate, adic un circuit cu intrri i o ieire. Starea la intrri determin ceea ce se ntmpl la ieire. Un exemplu tipic este gate NAND. Gate-ul cvadruplu NAND 4011 inclus n setul educativ permite nenumrate variante de circuit. Cu ajutorul mai multor gate-uri NAND se pot construi circuite cu alte funcii. n fond i la urma urmei chiar i un computer este construit pornind de la aceste funcii de baz.

Folosind gate-uri se pot construi de ex. flip-flop sau componente tip memorie, care menin ultima stare preluat. Un flipflop mai complex este flip-flop-ul JK, care este construit intern tot din funcii gate. Setul educativ include un flip-flop dublu JK 4027. Ambele circuite integrate IC fac partea din familia CMOS 4000 i pot funciona cu o tensiune de funcionare cuprins ntre 3 V i 15 V. De aceea ele sunt perfect adecvate pentru experimente simple i pentru funcionare cu o baterie de 9 V. n continuare cteva cuvinte despre componente. Experimentele sunt realizate pe placa tip breadboard. Fiecare experiment vine nsoit de o schem de conexiuni i o fotografie a circuitului. Circuitele prezentate n fotografii sunt numai propuneri; dvs. putei planta componentele n mod diferit. Firele de conexiune ale componentelor individuale au fost parial scurtate pentru a fi mai simplu de fotografiat. Dvs. ns vei folosi firele de conexiune fr s le scurtai pentru ca acestea s poat fi reutilizate i n alte experimente.

1.1 Placa experimental breadboard Toate experimentele se realizeaz pe o plac electronic tip breadboard. Placa are 270 de contacte cu un rastru de 2,54 mm; ea garanteaz conexiunile sigure ale componentelor.

2 | w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o

Fig. 1: Placa experimental

Placa are 230 de contacte n centru, care sunt legate la cinci contacte prin intermediul unor benzi verticale. n plus, pe margine exist 40 de contacte pentru alimentare, compuse din dou benzi orizontale cu 20 de contacte. n acest fel placa experimental dispune de dou ine de alimentare independente. Figura 2 prezint toate conexiunile interne. irurile de contacte mai scurte se afl n centru, iar liniile de alimentare lungi la margine.

Fig. 2: iruri interne de contacte

Instalarea componentelor necesit aplicarea forei. ns firele de conexiune se pot ndoi uor. Ceea ce este important este ca firele s fie introduse de sus. n acest sens folosii o penset sau un clete mic. Apucai firul deasupra plcii experimentale i apsai-l n jos n poziie vertical. n acest fel putei instala i firele de conexiune sensibile, precum capetele cositorite ale clemei bateriei.

Pentru experimente avei nevoie de fire scurte i fire mai lungi, care pot fi tiate la dimensiunea potrivit. Pentru dezizolarea capetelor firelor folosii un cuit ascuit.

1.2 Bateria Figura de mai jos prezint componentele aa cum arat ele n realitate i drept simboluri, aa cum sunt ele reprezentate n schemele de conexiuni. n loc de baterie se poate folosi de ex. un bloc de alimentare de la reea.

Fig. 3: Bateria, varianta real i simbol

Nu folosii baterii alcaline sau acumulatoare, ci numai baterii simple zinc-carbon. Bateriile alcaline au o durat de via mai mare, dar au un dezavantaj major: n caz de eroare (de ex. scurtcircuit) ele livreaz (la fel ca i acumulatoarele) un curent cu valoare mare, de peste 5 A, ceea ce poate duce la supranclzirea firelor subiri sau a bateriilor. Curentul de scurtcircuit al unei baterii zinc-crbune este de obicei mai mic de 1 A. De aceea acesta poate distruge componentele sensibile, dar fr a exista pericolul unui incendiu.

Clema bateriei inclus n colet posed un cablu de conexiune cu li, ce poate fi ndoit. Capetele cablului sunt dezizolate i cositorite. Astfel ele sunt suficient de rigide pentru a putea fi introduse n contactele plcii experimentale. Dar n urma folosirii ndelungate ele i pot pierde forma. De aceea recomandm s lsai permanent legate conexiunile bateriei i s decuplai numai clema de pe baterie.

1.3 Diode luminoase Setul include patru diode luminoase roii (leduri). La toate ledurile trebuie s inei cont de polaritatea corect. Conexiunea minus se numete catod i este firul de conexiune mai scurt. Conexiunea plus este anodul. n interiorul ledului exist un suport de forma unei cupe pentru cristalul led, care se afl la nivelul catodului. Conexiunea anod este legat la un contact din partea superioar a cristalului cu ajutorul unui fir foarte subire. Atenie: spre deosebire de becurile incandescente, ledurile nu au voie s fie niciodat conectate direct la o baterie. ntotdeauna este nevoie de o rezisten n serie.

Fig. 4: Dioda luminoas

3 | w w w . g e r m a n e l e c t r o n i c s . r o

1.4 Rezistene Rezistenele din setul educativ sunt rezistene cu strat de carbon cu tolerane de 5%. Materialul rezistenelor este aplicat pe o tij de ceramic i este acoperit cu un strat de protecie. Inscripionarea este de forma inelelor colorate. Pe lng valoarea rezistenei este indicat i clasa de precizie.

Fig. 5: O rezisten

Rezistenele cu o toleran de 5% se gsesc n valorile irului E24, iar fiecare decad include 24 de valori cu distane similare fa de valoarea imediat nvecinat.

Tabel 1: Valorile de rezisten conform irului standard E24

Codul de culoare se citete pornind de la inel, ce se afl n apropierea marginii rezistenei. Primele dou inele indic 2 cifre, iar cel de-al treilea inel un multiplicator al valorii de rezisten n Ohmi. Un al patrulea inel indic tolerana.

Tabel 2: Codul de culoare pentru rezistene

Culoare Inel 1 Cifra 1 Inel 2 Cifra 2 Inel 3 Multiplicator Inel 4 Tolerana

Negru 0 1

Maro 1 1 10 1%

Rou 2 2 100 2%

Portocaliu 3 3 1000

Galben 4 4 10000

Verde 5 5 100000 0,5%

Albastru 6 6 1000000

Violet 7 7 10000000

Gri 8 8

Alb 9 9

Auriu 0,1 5%

Argintiu 0,01 10%

O rezisten cu inelele colorate n galben, violet, maro i auriu are valoarea de 470 de Ohmi la o toleran de 5%. Setul include rezistene cu urmtoarele valori: 1 k Maro, negru, rou 10 k Maro, negru, portocaliu 100 k Maro, negru, galben 2,2 M Rou, rou, verde

1.5 Condensatori Un condensator este compus din dou suprafee metalice i un strat izolator. Dac se aplic o tensiune electric ntre plcile condensatorului se formeaz un cmp electric, care stocheaz energie. Capacitatea unui condensator se msoar n Farazi (F). Materialul izolator (dielectric) mrete capacitatea comparativ cu stratul izolator de aer. Condensatorii ceramici folosesc un material special, care obine valori mari pentru capacitate la di