Раздели

LED и диоди

Образователен комплект · макетна платка, на която за един час се сглобяват първите електронни схеми - без запояване

Макетна платка и шепа елементи: LED, диод, транзистор, кондензатор. За един час класът сглобява светеща верига, после проверява какво прави резисторът, защо диодът пропуска тока само в едната посока и как транзисторът включва.

LED и диоди
Част AСписък по инструкцията на производителя

Какво има в комплекта?

1Макетна платка1 бр.83×55
2Щипки за батерията2 бр.6,3
3Резистор 1,8 kΩ1 бр.
4Резистор 6,8 kΩ2 бр.
5Резистор 18 kΩ2 бр.
6Резистор 130 Ω2 бр.
7Транзистор BC 548 (или BC 547)2 бр.
8Електролитен кондензатор 22 µF2 бр.
9Електролитен кондензатор 1000 µF1 бр.
10Червен светодиод (LED)2 бр.ø5
11Зелен светодиод (LED)1 бр.ø5
12Диод1 бр.
13Тример 1 kΩ1 бр.
14Монтажен проводник, червен1 бр.500
15Монтажен проводник, черен1 бр.500
Инструменти: инструмент за оголване на проводник · клещи резачки. Номерата са същите като в схемите.
Един комплект стига за двойка ученици. Ако групите са повече от бройките, дайте им ЕДИН опит на група и после ги разменете - всяка група показва своя.
BСхемите са на производителя · заглавията и въпросите са наши

Как стига токът до платката?

три начина за свързване към батерията
три начина за свързване към батерията
Батерията се свързва с два проводника - увити, с щипки или с крокодили.
Тук се въвежда единственото правило, което после не се повтаря на всеки слайд: първо схемата, накрая батерията. Така грешка в свързването не изгаря нищо.
BСхемите са на производителя · заглавията и въпросите са наши

Колко проводника и по колко дълги?

дължини на проводниците и колко от тях
дължини на проводниците и колко от тях
Отрежете ги наведнъж по чертежа: 3×100 mm, 2×25, 2×30, 35, 40, 45, 50 mm.
Ако рязането на проводниците се остави „за когато потрябва", всеки опит започва с чакане. Отрязани наведнъж, стигат за целия комплект опити.
CСхемите са на производителя · заглавията и въпросите са наши

Първата светеща верига

LED + резистор 130 Ω
LED + резистор 130 Ω
Буквите и цифрите са напечатани по ръба на платката. Проводник от „+" към 6a · катод на светодиода в 2b, анод в 6b · резистор 130 Ω в 2c и 2f · проводник от 2g към „-". Накрая батерията.
Какво очаквате да се случи, щом свържем батерията?
Не бързайте към обяснението какво прави резисторът. Този опит е еталонът, с който следващите два се СРАВНЯВАТ.
CСхемите са на производителя · заглавията и въпросите са наши

Сменяме само резистора. Какво ще се промени?

същата верига, но резистор 1,8 kΩ
същата верига, но резистор 1,8 kΩ
Същата верига, но с резистор 1,8 kΩ на мястото на 130 Ω.
Въпросът в оригинала е точно този: „Сега светодиодът свети: ____ Защо? Защото резисторът: ____". Оставете класа да го формулира, преди да покажете отговора. Големината на съпротивлението е причината, а не светодиодът.
CСхемите са на производителя · заглавията и въпросите са наши

Обръщаме светодиода. Ще свети ли?

светодиодът е изваден и сложен наобратно
светодиодът е изваден и сложен наобратно
Извадете светодиода, разменете крачетата и го върнете на същото място.
Тук отговорът „защо" още НЕ се дава: инструкцията нарочно го отлага за опитите с диода. Оставете въпроса отворен до следващия раздел - така диодът идва като отговор, а не като нова тема.
DСхемите са на производителя · заглавията и въпросите са наши

Слагаме диод във веригата

диодът е в права посока
диодът е в права посока
Като първата верига, но с диод: анод в 7g, катод в 3g. Резисторът 130 Ω е в 7c и 7f.
Ще пропусне ли диодът тока в тази посока?
Диодът се разпознава по пръстена: пръстенът е откъм катода.
DСхемите са на производителя · заглавията и въпросите са наши

Обръщаме диода. Какво ще стане?

същата верига, диодът е обърнат
същата верига, диодът е обърнат
Извадете диода и го сложете обратно, наобратно. Нищо друго не пипайте.
Ето и отговора на висящия въпрос от раздел C: светодиодът също е диод. Затова и той има посока на пропускане и посока на запушване. Термините: права (пропускателна) и обратна (запушваща) посока.
EСхемите са на производителя · заглавията и въпросите са наши

Оптична повиквателна система

два светодиода и два бутона T1 и T2
два светодиода и два бутона T1 и T2
Две еднакви клонки: резистор R към „-", светодиод, и по един бутон към „+". Всеки бутон пали своя светодиод.
Как ще познаем КОЙ е натиснал бутона?
Тук елементите вече не са упражнение, а уред: чакалня, в която светва номерът на кабинета. Питайте класа къде другаде светлината замества звука (шумна работилница, болница нощем).
EСхемите са на производителя · заглавията и въпросите са наши

Слагаме мостче между двете клонки

мостче между двата бутона
мостче между двата бутона
Проводник 25 mm между 6b и 13b. Сега натиснете бутон 1, после бутон 2.
Кой светодиод ще светне сега, ако натиснем само единия бутон?
Мостчето е първата „грешка", която е нарочна: показва, че на платката редът е свързан вътрешно. Оттук се обяснява как е устроена макетната платка.
EСхемите са на производителя · заглавията и въпросите са наши

Уред, който показва кой е плюсът

схемата
схемата
двата извода
двата извода
Два светодиода, свързани в противоположни посоки. Допрете двата извода до батерия.
По какво ще познаем накъде е плюсът?
Това е първият истински измервателен уред в комплекта. Полярността не се вижда с око, а уредът я прави видима - точно затова съществуват уредите.
EСхемите са на производителя · заглавията и въпросите са наши

Проводник ли е това нещо?

два свободни извода - между тях се слага предметът
два свободни извода - между тях се слага предметът
Светодиод и резистор 130 Ω, но веригата е прекъсната: двата свободни края се допират до предмета.
Тук се сглобява таблица на дъската: провежда / не провежда. Металите провеждат; дървото и пластмасата не. ⚠ Графитът в молива провежда - най-полезният „неочакван" случай.
FСхемите са на производителя · заглавията и въпросите са наши

Транзистор с несвързана база

базата не е свързана
базата не е свързана
Транзистор: база 4c, колектор 7d, емитер 8b. Резистор 130 Ω между 7e и 7h, светодиод в 4i/7i.
Веригата на светодиода е цяла. Ще свети ли?
Веригата на светодиода е ЦЯЛА и въпреки това не свети. Това е поантата: нещо трето решава дали токът да тече.
FСхемите са на производителя · заглавията и въпросите са наши

Пускаме мъничък ток през базата

резистор 6,8 kΩ към базата
резистор 6,8 kΩ към базата
Добавете резистор 6,8 kΩ между 4d и 4h - базата вече получава около 0,7 V.
Какво ще се промени, щом свържем базата през резистора?
Това е определението на транзистора, показано, а не казано: малък ток управлява голям. Оттук нататък всичко в раздела е приложение на същото.
FСхемите са на производителя · заглавията и въпросите са наши

Аларма: кога се задейства?

жица между 4b и 8b - щом се скъса, светва
жица между 4b и 8b - щом се скъса, светва
Същата верига, но с тънка жица между 4b и 8b, която държи базата към „-".
Обърнете внимание, че алармата се задейства при ПРЕКЪСВАНЕ, не при затваряне. Така работят и охранителните контури: скъсаният кабел е тревога, а не повреда, която никой не забелязва.
FСхемите са на производителя · заглавията и въпросите са наши

Проводник ли е водата?

два проводника, потопени във вода
два проводника, потопени във вода
Двата свободни края се потапят във вода на около 10 mm един от друг (или се допират до езика).
Слабото светене е причината за следващия опит: токът е там, но е малък. Затова трябва усилване - и точно това прави транзисторът.
FСхемите са на производителя · заглавията и въпросите са наши

Кога цветето има нужда от поливане?

сензорът с транзистор - за саксия
сензорът с транзистор - за саксия
Двата проводника се забиват дълбоко в пръстта на саксията.
Тук измерването става РЕШЕНИЕ: уредът не показва число, а казва „полей". Добър момент за разговор какво още може да се измерва така (пране, зърно, дъжд по прозорец).
FСхемите са на производителя · заглавията и въпросите са наши

Бутон, който се натиска с пръст, без да мърда

два транзистора един след друг
два транзистора един след друг
Два транзистора, свързани един след друг (схема на Дарлингтон). Допрете двата свободни края с пръст.
През пръста тече нищожен ток. Как стига да запали светодиод?
Сензорните бутони по уредите работят точно така - няма подвижна част, която да се изтърка. Оттук: къде другаде липсата на движещи се части е предимство.
GСхемите са на производителя · заглавията и въпросите са наши

Цветомузика: звукът пали светлина

два светодиода и високоговорител
два светодиода и високоговорител
Транзисторът усилва сигнала от високоговорителя и пали светодиодите.
Какво още ни трябва, освен комплекта?
⚠ Проверете наличността на високоговорител ПРЕДИ часа. Без него разделът не се показва - а обещание, което не се изпълнява пред клас, струва скъпо.
GСхемите са на производителя · заглавията и въпросите са наши

Схема, която помни

двата транзистора се управляват кръстосано
двата транзистора се управляват кръстосано
Два транзистора, свързани кръстосано: всеки държи другия затворен.
Кой светодиод ще свети - и колко дълго?
Това е бистабилен мултивибратор (флип-флоп) - основна клетка в изчислителната техника. Компютърът пази числата в хиляди такива схеми.
GСхемите са на производителя · заглавията и въпросите са наши

Как да го накараме да забрави?

докосване с проводник превключва
докосване с проводник превключва
Докоснете с проводника и гледайте кой светодиод свети сега.
Тук е разликата между „свети, докато натискам" и „помни, докато не го превключа". Второто е памет. Изключването на захранването изтрива състоянието - точно както при неспасена работа на компютъра.
HСхемите са на производителя · заглавията и въпросите са наши

Какво е кондензаторът?

кондензатор 1000 µF във веригата
кондензатор 1000 µF във веригата
Кондензаторът се свързва по полярност: „+" в 5h, „-" в 5d.
Какво прави кондензаторът, докато е свързан към батерията?
Сравнението, което работи: кондензаторът е кофа за заряд. Пълни се бързо и се разрежда бързо; батерията е чешма, която тече бавно и дълго.
HСхемите са на производителя · заглавията и въпросите са наши

Светва без батерия

зареденият кондензатор захранва светодиода
зареденият кондензатор захранва светодиода
След зареждане откачете проводника от „-" на батерията и го сложете в 5h.
Откъде идва токът, щом батерията е откачена?
По този принцип работят фотосветкавицата и предупредителните лампи: бавно събиране, мигновено изразходване.
HСхемите са на производителя · заглавията и въпросите са наши

Как да свети по-дълго?

резистор по пътя на разреждането
резистор по пътя на разреждането
Заредете кондензатора, после го разредете ПРЕЗ резистора.
Съпротивление плюс кондензатор дава ВРЕМЕ. Оттам са стълбищните осветления и закъснителните схеми - следващият раздел.
IСхемите са на производителя · заглавията и въпросите са наши

Светлина, която изгасва сама

кондензатор 1000 µF, транзистор и светодиод
кондензатор 1000 µF, транзистор и светодиод
Кондензаторът се зарежда през резистора и държи транзистора отворен, докато се изпразни.
От какво зависи колко дълго ще свети?
Тук има готова таблица за дъската: съпротивление → секунди. Числата зависят от батерията, затова се МЕРЯТ, не се преписват.
IСхемите са на производителя · заглавията и въпросите са наши

Две светлини, които се редуват

двата светодиода се редуват
двата светодиода се редуват
Два транзистора и два кондензатора: докато единият се зарежда, другият държи своя светодиод изгасен.
Къде сте виждали точно такова редуване?
Това е астабилен мултивибратор: няма устойчиво състояние, затова се превключва сам. Сравнете с флип-флопа от раздел G, който Е устойчив - едната схема помни, другата не спира да се променя.
За учителяОрганизация · какво учи комплектът

Как върви работата

1. Комплектът е за двойка. 53 бр. на склад значи цял клас по двойки; ако не стигат, всяка група прави ЕДИН опит и после го показва на другите.

2. Разделите са отделни часове. Не се минават наведнъж: LED и резистор · диод · полезни схеми · транзистор · звук и памет · кондензатор · време.

3. Всеки опит е ВЪПРОС. В оригиналната инструкция отговорът е празно място. Първо класът предполага, после включва батерията, накрая натискаме бутона.

4. Батерия и високоговорител се докупват. Батерия 4,5 V за всяка платка; за „цветната органа" трябва и миниатюрен високоговорител.

⚠ Внимание: Батерията не е в комплекта - трябва плоска батерия 4,5 V. Работи се с ниско напрежение (безопасно), но никога с контакт от мрежата. Кондензаторът се включва по полярност: обърнат може да се повреди. Дребни части - не за деца под 3 години

Какво учи комплектът

Резисторът ограничава тока - същият светодиод свети по-слабо при по-голямо съпротивление.

Диодът и светодиодът пропускат тока само в едната посока. Оттам идват и „права" (пропускателна) и „обратна" (запушваща) посока.

Транзисторът е ключ и усилвател: малък ток през базата пуска голям ток през колектора. Оттук се стига до алармата, сензора за влага и сензорния бутон.

Кондензаторът съхранява заряд и го връща - оттам са светкавицата, закъснението и мигащата светлина.

Схемите и комплектът са на производителя. Българските заглавия, указания и въпросите към класа са наши.