Ворота из профнастила своими руками чертежи схемы: Ворота из профнастила. Чертежи и схемы. Пошаговые фото своими руками

Преимущества профнастила

Все чаще используются ограждения, в которых в роли обивки выступает профильный лист. Это связано с большим набором достоинств, и наличием всего нескольких недостатков.

Достоинства:

• Поверхность материала покрыта защитной пленкой, которая защищает его от коррозийного разрушения. Помимо этого интенсивные солнечные лучи и перепады температур практически не влияют на прочность материала.
• Небольшой вес и легкость установки. При желании, установить калитку можно за один день, при условии, что будут заранее вкопаны опорные столбы. При монтаже нужно серьезно следить только за размерами заготовки.
• Разнообразие цветов и фактур.
• Износоустойчивость и продолжительный срок службы. Если поверхность обработана защитными материалами, материал прослужит более 60 лет.
• Невысокая цена.
• Возможность выбирать любую необходимую ширину и высоту листа.
• Простота эксплуатации.

Недостатки:

• Отсутствие звукоизоляции.
• Материал легко подвергается деформации.
• Появление на поверхности даже небольших повреждений нарушает целостность защитной поверхности, что ведет к появлению ржавчины.

Соотношение сильных и слабых сторон толкает многих на изготовление не только калитки, но и распашных ворот из профнастила.

Выбор профнастила: советы мастерам

При выборе материала, стоит отдать предпочтение оцинкованному профилированному листу. Это позволит избавиться от необходимости дополнительной обработки.

Также можно выбрать вариант с полимерной защитой окрашенной стороны. Это позволить защитить рисунок от выцветания и вымывания.

Маркировка лита:

• Н – несущий. Прочные листы с глубокими ребрами жесткости, чаще используется в качестве кровельного материала.
• С – стеновой. Играет роль защитного экрана, который устанавливается на дома или забор.
• НС – универсальны. Обладает сильными сторонами обоих вариантов.

Также после маркировки могут ставиться цифры. Они показывают высоту профиля. Для калитки не нужны сильно рифлёные поверхности, поэтому подойдут модели С и СН.

Конечно отсутствие ребер не будет благоприятно влиять на прочность конструкции, поэтому максимальный шаг не должен быть более 20 см.

Изготовление калитки из профнастила своими руками

Перед тем, как сделать калитку из профнастила, нужно обеспечить ей надежную опору. Для этого идеально подойдут уже имеющиеся опоры забора, но если вся конструкция возводится с нуля, придется и их устанавливать самостоятельно.

Первое что нужно сделать, это выкопать яму глубиной 1,5 метров. На ее дно насыпается подушка из песка и гравия. Опорная свая должна быть изготовлена из стальной трубы диаметром минимум в 10 см. Она устанавливается вертикально в лунку, которая после этого заливается бетоном. Продолжать работы стоит только через 7 дней.

Этапы изготовления распашной калитки

Из прочных балок нужно сварить надежную раму, которая при помощи креплений и петель будет фиксироваться к опоре. Перед тем, как начать это делать, нужно решить, будет ли периметр калитки окружен дополнительной силовой конструкцией.

После того, как каркас был полностью сварен, нужно приварит петли и установить ее на положенное место. Если дверь свободно открывается, снимаем ее и начинаем обшивать профнастилом.

Калитка с элементами профнастила будет надежно висеть даже на двух крепежах. Ручку и замок следует прикручивать к внешней трубе, иначе он не будет хорошо закреплен на тонкой обшивке.

Все горизонтальные элементы нужно проверить при помощи уровня, а вертикальные, маятника. Если все линии прямые и перпендикулярные относительно друг друга, проблем при эксплуатации возникнуть не должно.

Если профнастил будет привариваться к раме, нужно обеспечить защиту внешней стороны листа от летящих искр. Это можно сделать при помощи обыкновенного картона.

В интернете существует множество вариантов и фото калиток из профнастила. Они отличаются сложностью установки, размерами и дизайном. При желании можно сделать раздвижную калитку, которая будет создавать впечатление современного дома.

Заключение

Один из важнейших плюсов калитки из профнастила, это цена. Материал намного дешевле, чем дерево или массивные металлические листы. К тому же можно забыть о регулярном уходе за поверхностью, достаточно лишь при необходимости мыть его обычной водой.

Разнообразие формы и цвета позволяет подбирать удачные и необычные сочетания. Любой желающий может без специальной подготовки самостоятельно установить такой забор.

Фото калитки из профнастила

Также рекомендуем просмотреть:

материалы, схема установки, рекомендации — Первый по профнастилу

Если вами был возведен забор вокруг собственного загородного участка из профнастила, то не стоит думать о том, из какого материала делать въездные ворота и калитку. Выбираем профилированные листы того же цвета и тех же размеров, что и выбранные для забора.

Структура ворот из профнастила.

Хотя с цветом можно и пофантазировать. Единственный вопрос, который в данном случае должен волновать хозяина загородного дома: приобрести ли готовые ворота или изготовить их самостоятельно. Это серьезный вопрос.

Но здесь, как и всегда при строительстве дома или дачи, выбирается тот вариант, который является более экономичным. И ворота из профнастила своими руками относятся именно к экономичной категории.

Многим может показаться, что сделать такую конструкцию самостоятельно достаточно сложно. Но специалисты уверяют, что не очень. Здесь важно правильно подойти к выбору материалов для каркаса ворот, вертикальных стоек и дополнительных материалов, к которым относятся саморезы, петли, ручки.

Также читайте: Особенности создания мебели своими руками.

Конструкция ворот и калитки из профнастила

Ворота обычно состоят из двух створок, которые можно установить таким образом, чтобы они открывались или наружу, или внутрь. Каркас каждой створки изготавливают из металлических профилей, где для периметра используется уголок с размерами 50х50 мм, это оптимальный размер, который обеспечивает хорошую жесткость всей конструкции. Внутренние элементы каркаса створок ворот можно сделать из профилей меньшего размера.

Как определить размер створок? Все зависит от того, какой вид транспорта будет въезжать на загородный участок. Если это легковой автомобиль, то для него четыре метра будет в самый раз. Для грузового автомобиля придется увеличивать воротный проем до пяти-шести метров. Отсюда и размеры створок, которые варьируются от двух до трех метров.

Важно! Перед тем как начать изготавливать ворота, нужен чертеж или схема, где в точности будут определены все длины составных деталей и узлов с обязательным учетом сечения используемых профилей.

Схема каркаса для ворот из профнастила.

После чего производится нарезка профилей, которые соединяются между собой сваркой в точности по чертежу.

Весь этот процесс производится на ровной плоскости. Здесь важно точно выставить элементы каркаса, создавая прямоугольную конструкцию. Это один из самых важных критериев правильной сборки створок ворот.

Как этого достичь? Во-первых, необходима ровная плоскость, негорючая, на которой будут производиться сварочные работы. Во-вторых, для создания прямого угла нужно подготовить специальное приспособление, которое будет состоять из двух взаимно перпендикулярных деревянных брусков.

Это приспособление необходимо прикрепить к плоскости, на которой будет производиться сварка. Именно в нем надо будет стыковать элементы каркаса створок ворот, прихватывать их сваркой, после чего обваривать капитально в другом месте. Если каркас собран и сварен правильно, то длины диагоналей прямоугольников створок будут одинаковыми. Поэтому в процессе изготовления ворот нужно постоянно контролировать эти размерные показатели.

Обратите внимание на один очень важный момент. Это вертикальная прочность, ведь створки должны нести нагрузку не только от собственного веса, но и от веса прикрепленного к каркасу профнастила. Приплюсуйте сюда саморезы, вес их небольшой, но все же.

Поэтому в конструкцию створок добавляют горизонтальные элементы, которые и создадут ту необходимую жесткость. Иногда, если створки ворот достаточно большие, соединяют противоположные углы по диагонали. Это намного увеличивает вертикальную жесткость всей конструкции.

Калитка из профнастила изготавливается по той же технологии, правда, здесь используются профили меньшего размера. Так же составляется схема, по которой соединяются элементы с помощью электрической сварки. Калитка, если так можно выразиться, уменьшенная модель створки ворот. К готовому каркасу ворот и калитки привариваются петли.

Это очень важная деталь, которая будет отвечать за качество эксплуатации всего сооружения. То есть легкость открывания и закрывания створок, а также их безопасность, зависят именно от петель.

Схема и этапы установки ворот и калитки из профнастила

Первым делом определяется место, где будут установлены вертикальные стойки. Их три: две для ворот, одна для калитки. Опорные столбы устанавливаются в одном ряду со стойками забора. Выкапываются три ямы диаметром двадцать сантиметров и глубиной до одного метра. Для этого лучше всего использовать садовый бур. Проще и быстрее.

В отрытые ямы засыпается щебень или гравий толщиной десять-пятнадцать сантиметров, который трамбуется. Это так называемая опорная подушка. Теперь необходимо сделать замес бетонного раствора.

Виды ворот: распашные, откатные: рельсовые, секционные.

Для этого вам потребуется одна порция цемента марки М400, две порции песка, четыре порции щебня. Все это смешивается с добавлением воды. Здесь нет необходимости применять бетономешалку, потому что объем достаточно небольшой и сделать его самостоятельно не проблема.

Теперь выставляются в ямы опорные стойки строго по вертикали и заливаются бетонным раствором. Специалисты рекомендуют для более прочного обеспечения устойчивости стоек предварительно приварить к их нижним концам три-четыре горизонтальные планки. Здесь можно использовать металлический уголок, арматуру или трубу небольшого диаметра.

Стойки установлены и залиты, теперь необходимо дать время, чтобы бетон схватился и хорошо просох. Какой срок дается для высыхания бетона? Многое будет зависеть от погоды и температуры окружающего воздуха. Но не меньше двух-трех дней.

Следующий этап – это подгонка створок к стойкам. Для этого створка ворот устанавливается на подставки, это может быть обычный кирпич, деревянные бруски.

Выставляется створка строго в плоскостях, а на стойке отмечается место установки нижней части петли, которую приваривают к столбу.

Петель должно быть минимум две на каждую створку. Петли приварены, можно навешивать створку. Все то же самое проделываем со второй створкой и калиткой. Для более жесткой конструкции две крайние стойки приваривают к стойкам забора. Но и это еще не все.

Схема забора из металопрофиля

Конструкция ворот по своей площади достаточно большая, поэтому ветровые нагрузки, которые воздействуют на створки, будут пагубно влиять на нее. И если ворота предназначены только для въезда легкового транспорта, то можно опорные стойки ворот соединить между собой горизонтальной планкой из металлического профиля по верхним краям.

Это сильно увеличит жесткость конструкции, повысив ее безопасность. Следующий этап – покраска всех деталей ворот и калитки. Понятно и без слов, что цвет должен в точности совпадать с цветом элементов забора, то есть стоек и поперечных лаг.

И последний этап – это установка профнастила. Его подрезают под размеры створок по высоте, укладывают внахлест друг на друга на одну волну. Крепление листов можно сделать двумя способами. Первый – при помощи саморезов. Второй – при помощи болтового соединения.

Если используются саморезы, то выбирайте их для металла. Подбирать болты необходимо по длине, который определяется высотой волны профлиста и толщиной металлического профиля на створках. Для крепления предварительно проделываются отверстия в профилях и на профнастиле.

Заключение

Все, ворота и калитка, изготовленные из профнастила своими руками, готовы. Многим может показаться, что эта технология уж очень проста. В принципе ничего сложного нет, но есть несколько замечаний, которые вы должны принять во внимание.

1. Забор и ворота должны находиться в одной плоскости.
2. Точно определитесь, в какую сторону будут открываться створки. От этого будет зависеть удобство эксплуатации ворот.
3. Установите на ворота и на калитку удобные ручки и надежный замок.
4. Цвет забора и цвет ворот нужно точно сориентировать согласно ландшафтному дизайну загородного участка.

Узнаем как изготовить откатные ворота из профнастила своими руками (чертежи)

Сейчас в строительных магазинах можно найти множество материалов, используемых для производства заборов и ворот. Чаще всего это кованое железо, дерево и металл. Но постепенно лидерскую позицию начинает занимать такой материал, как профнастил, который предпочитают все больше владельцев участков. Этот материал представляет собой оцинкованную сталь в листовом исполнении с полимерным покрытием.

Что так привлекает строителей и хозяев загородных домов в профнастиле? Во-первых, это очень легкий материал, хорошо проявляющий себя при эксплуатации. Во-вторых, он легок в монтаже. Попробуем подтвердить это на практике, научившись делать откатные ворота из профнастила своими руками (фото схемы вы можете увидеть в статье). Также мы разберемся в разновидностях его и попробуем отыскать самый лучший вариант.

Разновидности ворот из профнастила. Особенности их конструкции, достоинства и недостатки

Рассмотрим положительные стороны ограждений из данного материала:

• Профилированные листы позволяют сэкономить денежные средства, так как их цена существенно отличается от кованых изделий или дерева.
• Легкость монтажа и изготовления готовых частей.
• Высокий срок эксплуатации.
• Ворота могут быть различного исполнения и управляться разными способами благодаря функциональности профнастила.
• Из-за того что профнастил производится различных цветов, можно выбрать такую расцветку, которая будет полностью удовлетворять эстетическим требованиям заказчика и гармонировать с любыми элементами экстерьера на участке.

Виды ворот из этого материала по способу открывания

• Откатные.
• Распашные.
• Раздвижные.
• Для гаражей.
• Поворотно-подъемные.

Наиболее часто встречающиеся типы — это откатные ворота и ворота распашного вида. Ниже мы разберем оба варианта. Также научимся изготовлять откатные ворота из профнастила своими руками.

Ворота распашного вида из профнастила

Это исполнение является классическим, и многие привыкли видеть именно этот вариант на участках. Конструкция выполняется в виде двух стоек, на которых и располагаются оформленные профнастилом створки ворот.

Вследствие того что на стойках применяются подшипниковые петли, достигается плавность открытия. Дверь или калитка обычно располагается в соседней секции забора, однако бывают случаи, когда калитка вмонтирована в одну из секций ворот.

Открытие достигается путем воздействия вручную или же автоматически, с помощью автоматического электропривода. Чаще всего привод используется для въездов на промышленные объекты и другие территории не бытового предназначения, однако в последнее время все чаще автоматика, управляющая воротами, находит применение в строительстве частных домов. Стоит отметить, что благодаря использованию в изготовлении ворот профнастила можно сэкономить на покупке привода, ведь ворота получаются легче аналогичных моделей из других материалов, привод подойдет и небольшой мощности.

Распашные ворота вызывают большой интерес благодаря доступности материалов и легкости работ. Однако в случаях отсутствия места для раскрытия секций этот вариант придется отмести и разобраться, как сделать откатные ворота из профнастила своими руками.

Ворота из профнастила откатные

Такие ворота считаются более удобными в эксплуатации благодаря их функциональным характеристикам. Все дело в том, что при открытии они отъезжают в сторону, соответственно, не занимая полезное пространство впереди. Если территория не способствует применению распашных ворот вследствие отсутствия свободного места, такой тип ограждения будет просто незаменим.

Конструкционно можно добиться очень широкого проема для движения транспорта, ведь в длину такие ворота достигают и десяти метров. Используя откатные ворота зимой, можно не тратить кучу времени на тщательную чистку снега, ведь сугробы не будут препятствовать открытию створки, как это случается при открытии распашных. Также благодаря конструкции, исключающей направляющие в проеме, можно не волноваться за проезд машин любой высоты. Стоит отметить, что применение откатных ворот без автоматики очень неудобно вследствие больших габаритов створки, поэтому если вы задумались, как сделать откатные ворота из профнастила своими руками, стоит обдумать момент покупки привода.

Выделим основные недостатки, которые присутствуют у откатных ворот такого плана:

• Конструкция таких видов ворот предполагает применение крепкого фундамента, который увеличивает материальные затраты.
• Также обязательно применение специальных комплектующих, предназначенных для организации правильной работы ворот.
• Ну и, наконец, монтаж таких видов ворот более сложен и, как следствие, дороже.

На что обратить внимание при приобретении профлиста?

В первую очередь надо ознакомиться с маркировкой и типом покрытия. Этот материал может быть различен по толщине, форме и высоте ячеек. То, насколько жесткими будут будущие ворота, зависит от величины выступа на профилированном листе.

Приведем некоторые обозначения, применяемые в названии этого материала, которые помогут разобраться в том, как сделать откатные ворота из профнастила:

• С – подходящий для ограждений профнастил, малой толщины и высоты профиля.
• НС – материал универсального типа. Подходит как для заборов и ворот, так и для кровли.
• Н – мощный профнастил, подходящий для строительства ангаров и больших помещений. В качестве материала для ворот не применяется.
• Цифры в обозначении означают высоту профиля.

Стоит отметить, что для возведения ограждений и изготовления ворот применяют такие профилированные листы, как С8 и С10, с высотой ребер жесткости 8 и 10 мм соответственно. Толщина материала марки С8 равна 0,4 мм, а весят они примерно 5 килограмм за квадратный метр. Вес квадрата листа марки С10 больше – около 7 килограмм вследствие его большей толщины.

Профнастил для ворот не только оцинкован, он также покрыт полимерным составом, предотвращающим материал от механических повреждений. Как говорилось выше, вариантов расцветки большое количество, поэтому, взглянув на образцы в магазине, можно понять, как нужный вариант выглядит вживую, и определиться, впишется ли он в экстерьер.

Откатные ворота из профнастила своими руками

Как уже отмечалось, установка этих ворот потребует больших усилий. Однако все окажется вам по плечу, если вы поймете особенности конструкции и разберетесь в способе, с помощью которого делаются откатные ворота из профнастила своими руками. Фото и видеоролики этого процесса, несомненно, сделают его еще проще.

Подготовка. Покупка комплектующих и составление чертежа

Приведем список необходимых частей. Без них невозможно сделать откатные ворота из профнастила своими руками на дачу:

• Направляющая балка. Длину стоит подобрать из следующего расчета: ширина проема х 1,6. Толщина будет зависеть от того, сколько весят ворота.
• Роликовые каретки в количестве двух штук.
• Два улавливателя, для верхней и нижней части ворот.
• Плата, предназначенная для стабилизации ворот при открытии.
• Ролик накатной, предназначенный для снижения шума работы.

Если планируется сделать откатные ворота из профнастила своими руками без привода, то нижеперечисленные материалы приобретать не нужно:

• редуктор;
• рейка зубчатая;
• прибор управления;
• монтажное приспособление;
• фотоэлементы и сигнальная лампа.

Уже отмечалась необходимость тщательного планирования, перед тем как начать делать откатные ворота из профнастила своими руками. Чертежи должны включать следующую информацию:

• Длина панели ворот.
• Ширина противовеса.
• Высота ворот.
• Длина всех перемычек.

Подготовка фундамента и столбов опоры

Для начала нужно поместить в землю столбы, которые будут удерживать нашу конструкцию. Рассмотрим, из чего делают столбы:

• швеллер;
• труба стальная;
• брус дубовый;
• кирпич или бетон с применением закладных.

Монтаж опорного столба

Копается углубление ниже уровня промерзания грунтовых вод, с помощью строительного уровня выставляется столб или труба. Затем все необходимо залить раствором и дождаться его высыхания.

Что касается фундамента под сдвижной тип ворот, то здесь понадобятся швеллер шириной до 200 мм и 14-миллиметровые арматурные прутки. Сначала делается «банкетка». Прутки нарезаются нужной длины и привариваются к швеллеру. После этого нужно выкопать углубление следующей формы: в местах расположения колонн около полутора метров, а между колоннами – до полуметра. Дно углубления должно быть снабжено песчаной подушкой. В конце необходимо расположить «банкетку» в яму и выровнять ее. После заливки фундамент необходимо оставить на неделю высыхать.

Каркас ворот

Для его изготовления будут нужны трубы 60 х 30 мм и 40 х 20 мм. По чертежу необходимо нарезать трубы нужной длины, в этом поможет болгарка. После этого их необходимо очистить, обезжирить и покрасить. Для того чтобы откатные ворота из профнастила, своими руками на даче установленные, смотрелись лучше всего, перед покраской рекомендуется покрыть трубы грунтом. Первым делом сваривается воедино наружный каркас, а затем приваривается внутренний. Так как на внутренний каркас будет закрепляться профнастил, необходимо продумать расстояние между перемычками.

Обшивка ворот профнастилом

Этот этап является завершающим, для того чтобы сделать самодельные откатные ворота из профнастила своими руками. Требуется выполнение следующих действий:

• Для начала необходимо установить раму на затвердевший фундамент.
• На швеллер банкетки необходимо прикрепить ролики. Расположить их рекомендуется как можно дальше друг от друга, но с учетом того, что концевой ролик не должен доставать до заглушки при закрытии.
• Далее на ролики необходимо поставить ворота и выставить их по уровню.
• Если все ровно, следует обварить платформы тележек.
• Затем прихватывается концевик и уловители.
• Необходимо проверить, чтобы ролик совпадал с нижним уловителем и вертикальность установленного каркаса.
• В конце остается лишь обшить каркас профлистом. Лучше всего стараться использовать крепеж равномерно. Стоит отметить, что профнастил лучше всего крепить саморезами или с помощью заклепок. Заклепки будут выглядеть более эстетично, однако если вы захотите снять лист, к примеру, для замены, то это будет очень сложно. Крепить необходимо только в углублениях профиля, причем промежуток между крепежными элементами не рекомендуется делать слишком большим. Все потому, что при сильных порывах ветра лист может сорвать. Оптимальный вариант – на квадратный метр листа 6 саморезов.

Заключение

На этом все. Мы разобрались в вопросе о том, как сделать откатные ворота из профнастила, теперь остается пользоваться и считать сэкономленные деньги. В конце хотелось бы отметить, что, выбирая ворота себе на участок, следует рассмотреть все варианты. Информация, указанная выше, поможет решить, какой тип ворот вам больше подходит, а также какие материалы для монтажа предпочтительней использовать.

Если габариты вашего участка позволяют разместить на нем распашные ворота, то этой возможностью не стоит пренебрегать. Ведь и фундамент, и комплектующие обойдутся гораздо дешевле. Если же возможно лишь применение откатного типа ворот, то стоит помнить, что для него лучше предусмотреть автоматику. А во всем остальном вам поможет эта статья.

Итак, мы выяснили, как изготовить откатные ворота из профнастила на дачу.

Как использовать макетную плату

Введение

Макетные платы — одна из самых важных частей при изучении построения схем. В этом руководстве вы узнаете немного о том, что такое макетные платы, почему они называются макетными платами и как их использовать. Когда вы закончите, вы должны иметь общее представление о том, как работают макеты, и уметь построить базовую схему на макетной плате.

Ищете Breaboard, который подходит именно вам?

Мы вас прикрыли!

Макетная плата — Классическая

Ваше первое знакомство с электротехникой — макетная плата. Кто знал, что это принесет столько разочарований? Это ваш…

Макетная плата — гигант

** Описание **: Это один гигантский макет без пайки! Он имеет 7 силовых шин, 40 колонн и 63 ряда — всего 322…

Рекомендуемая литература

Вот несколько руководств и концепций, которые вы, возможно, захотите изучить, прежде чем изучать макетные платы:

Основные сведения о разъеме

Разъемы — главный источник путаницы для людей, только начинающих заниматься электроникой.Количество различных вариантов, терминов и названий соединителей может сделать выбор одного или найти тот, который вам нужен, непростым. Эта статья поможет вам окунуться в мир разъемов.

Что такое схема?

Каждый электрический проект начинается со схемы. Не знаю, что такое схема? Мы здесь, чтобы помочь.

Как читать схему

Обзор обозначений схем компонентов, а также советы и рекомендации для лучшего чтения схем.Щелкните здесь и станьте схематически грамотным уже сегодня!

Как пользоваться мультиметром

Изучите основы использования мультиметра для измерения целостности цепи, напряжения, сопротивления и тока.

История

Если бы вы хотели построить схему до 1960-х годов, скорее всего, вы бы использовали метод, называемый намоткой проводов. Обмотка проводов — это процесс, при котором провода оборачиваются вокруг проводящих штырей, прикрепленных к перфорированной плате (a.к.а. макетная плата). Как видите, процесс может стать довольно сложным очень быстро. Хотя этот метод все еще используется сегодня, есть кое-что, что значительно упрощает создание прототипов — макеты!

Схема подключения проводов (изображение любезно предоставлено пользователем Wikipedia Wikinaut)

Что в имени?

Когда вы представляете себе макетную плату, вы можете представить себе большой кусок дерева и большую буханку свежеиспеченного хлеба. Вы тоже не так уж далеко.

Хлеб на макете

Так почему мы называем этот электронный «конструктор схем» макетом? Много лет назад, когда электроника была большой и громоздкой, люди хватали макет своей мамы, несколько гвоздей или канцелярских кнопок и начинали подключать провода к плате, чтобы получить платформу для построения своих схем.

С тех пор электронные компоненты стали намного меньше, и мы придумали более совершенные способы соединения цепей, порадовав мам во всем мире возвращением своих макетов. Однако мы застряли в запутанном названии. Технически это все еще макеты, но речь пойдет о современных «беспаечных» макетах.

Зачем нужны макеты?

Макетная плата для электроники (в отличие от типа, на котором делаются сэндвичи) на самом деле относится к беспаечной макетной плате .Это отличные устройства для создания временных схем и прототипов, и они не требуют пайки.

Прототипирование — это процесс тестирования идеи путем создания предварительной модели, из которой разрабатываются или копируются другие формы, и это одно из наиболее распространенных применений макетов. Если вы не уверены, как схема будет реагировать при заданном наборе параметров, лучше всего создать прототип и протестировать его.

Для новичков в электронике и схемах лучше всего начать с макетов.В этом настоящая красота макетов — они могут содержать как самые простые схемы, так и очень сложные схемы. Как вы увидите позже в этом руководстве, если ваша схема превосходит текущую макетную плату, можно присоединить другие схемы для размещения схем любого размера и сложности.

Еще одно распространенное применение макетных плат — это тестирование новых деталей, таких как интегральные схемы (ИС). Когда вы пытаетесь понять, как работает деталь, и постоянно меняете проводку, вам не нужно каждый раз паять соединения.

Как уже упоминалось, вы не всегда хотите, чтобы построенная вами цепь была постоянной. При попытке воспроизвести проблему клиента группа технической поддержки SparkFun часто использует макеты для построения, тестирования и анализа схемы. Они могут соединить части, которые есть у клиента, и, как только они установят схему и выяснят проблему, они могут разобрать все и отложить в сторону, чтобы в следующий раз им нужно было устранить неполадки.

Схема на беспаечной макетной плате

Анатомия макета

Основные характеристики макетной платы

Лучший способ объяснить, как работает макетная плата, — это разобрать ее и посмотреть, что внутри.Используя меньшую макетную плату, легче увидеть, как они работают.

Клеммные колодки

Вот макет с удаленной липкой подложки. Внизу макета можно увидеть множество горизонтальных рядов металлических полос.

На верхушках металлических рядов есть маленькие зажимы, которые прячутся под пластмассовыми отверстиями.Каждая металлическая полоса и гнездо имеют стандартный шаг 0,1 дюйма (2,54 мм). Эти зажимы позволяют вставить провод или ножку компонента в открытые отверстия на макете, которые затем удерживают его на месте.

Единственная полоска проводящего металла удалена с макета выше.

После вставки этот компонент будет электрически подключен ко всему, что находится в этом ряду. Это связано с тем, что металлические ряды являются проводящими и позволяют току течь из любой точки этой полосы.

Обратите внимание, что на этой полосе всего пять зажимов. Это характерно практически для всех макетов. Таким образом, вы можете подключить не более пяти компонентов к одной конкретной секции макетной платы. В ряду десять отверстий, так почему же можно соединить только пять компонентов? Вы также заметите, что каждый горизонтальный ряд отделен оврагом или трещиной в середине макета. Этот овраг изолирует обе стороны данного ряда друг от друга, и они не связаны электрически.Мы обсудим цель этого чуть позже, а пока просто знайте, что каждая сторона данной строки отключена от другой, оставляя вам по пять мест для компонентов с каждой стороны.

Рельсы питания

Теперь, когда мы увидели, как выполняются соединения на макетной плате, давайте посмотрим на более крупную и более типичную макетную плату.Помимо горизонтальных рядов, на макетных платах обычно есть так называемые шины питания, которые проходят вертикально по бокам.

Эти шины питания представляют собой металлические полосы, которые идентичны тем, которые проходят горизонтально, за исключением того, что обычно * все они соединены. При построении схемы вам, как правило, требуется питание во многих разных местах. Шины питания обеспечивают легкий доступ к источнику питания в любом месте вашей цепи.Обычно они обозначаются знаком «+» и «-» и имеют красную и синюю или черную полосу для обозначения положительной и отрицательной стороны.

Важно помнить, что шины питания с обеих сторон не подключены, поэтому, если вам нужен один и тот же источник питания с обеих сторон, вам нужно будет соединить две стороны с помощью перемычек. Имейте в виду, что маркировка здесь только для справки. Не существует правила, которое гласит, что вы должны подключать питание к шине «+» и заземлять к рельсе «-», хотя держать все в порядке — это хорошая практика.

Поддержка DIP

Ранее мы упоминали овраг, который изолирует две стороны макета. Этот овраг служит очень важной цели. Многие интегральные схемы, часто называемые ИС или просто микросхемами, изготавливаются специально для размещения на макетных платах. Чтобы свести к минимуму пространство, которое они занимают на макетной плате, они выпускаются в так называемом Dual In-Line Package, или DIP.

У этих DIP-чипов (кто-нибудь сальса?) Ножки выступают с обеих сторон и идеально подходят для этого оврага. Поскольку каждая ножка на ИС уникальна, мы не хотим, чтобы обе стороны были связаны друг с другом. Вот здесь и пригодится разделение посередине платы. Таким образом, мы можем подключать компоненты к каждой стороне ИС, не мешая функциональности ножки на противоположной стороне.

Строки и столбцы

Возможно, вы заметили, что на многих макетах в различных строках и столбцах нанесено номеров и букв . Они не служат никакой другой цели, кроме как помочь вам при построении схемы. Цепи могут быстро усложняться, и все, что нужно, — это одна неправильно установленная ножка компонента, чтобы вся цепь вышла из строя или вообще перестала работать. Если вам известен номер строки соединения, которое вы пытаетесь установить, гораздо проще подключить провод к этому номеру, а не смотреть на него.

Они также полезны при использовании буклетов с инструкциями, например, из набора SparkFun Inventor’s Kit. Во многих книгах и руководствах есть принципиальные схемы, которым вы можете следовать при построении схемы. Просто помните, что схема, которую вы строите, не обязательно должна находиться в том же месте на макете, что и схема в книге. Фактически, это даже не обязательно должно быть похоже. Пока все электрические соединения выполнены, вы можете построить свою схему как хотите!

Стойки для переплета

Некоторые макеты поставляются на платформе, к которой прикреплены стойки для привязки.Эти стойки позволяют подключать к макетной плате всевозможные источники питания. Мы рассмотрим это подробнее в следующем разделе.

Прочие функции

При создании схемы вы не ограничены одним макетом. Для некоторых схем потребуется намного больше места.У многих макетов есть маленькие выступы и прорези по бокам, а у некоторых они даже есть сверху и снизу. Это позволяет вам соединять несколько макетов вместе, чтобы сформировать идеальную поверхность для прототипирования.

Четыре мини-макета SparkFun, соединенные вместе.

Некоторые макеты также имеют клейкую основу, которая позволяет приклеивать их к разным поверхностям. Они могут пригодиться, если вы хотите прикрепить макетную плату к внутренней части корпуса или другого проектного корпуса.

Обеспечение питания макетной платы

Когда дело доходит до питания макетной платы, существует множество вариантов.

Заимствования из других источников энергии

Если вы работаете с платой для разработки, такой как Arduino, вы можете просто получить питание от женских разъемов Arduino. Arduino имеет несколько контактов питания и заземления, которые можно подключить к шинам питания или другим рядам на макетной плате.

Подключение вывода заземления (GND) от Arduino к ряду на мини-макетной плате.Теперь любая нога или провод, подключенные к этому ряду, также будут подключены к заземлению.

Arduino обычно получает питание от порта USB на компьютере или от внешнего источника питания, такого как аккумуляторная батарея или настенная бородавка.

Стойки для переплета

Как упоминалось в предыдущем разделе, на некоторых макетных платах есть клеммы, которые позволяют подключать внешние источники питания.

Первым шагом к использованию клеммных зажимов является их соединение с макетной платой с помощью перемычек.Хотя казалось бы, что столбы подключены к макетной плате, но это не так. Если бы они были таковыми, вы были бы ограничены тем, где вы могли и не могли бы обеспечить власть. Как мы видели, макетные платы должны быть полностью настраиваемыми, поэтому было бы разумно, чтобы столбики привязки не отличались друг от друга.

При этом нам нужно подключить провода к стойкам, чтобы подключить их к макетной плате. Для этого откручивайте стойку до тех пор, пока не будет видно проходящее через нее отверстие. Проденьте оголенный конец перемычки через отверстие и закрутите стойку, пока она не будет надежно соединена.

Обычно вам нужно только подключить провод питания и заземления от штырей к макетной плате. Если вам нужен альтернативный источник питания, вы можете использовать третий столб.

Теперь ваши посты подключены к макету, но по-прежнему нет питания. Вы можете использовать множество различных методов для подключения питания к стойкам и, таким образом, к макетной плате.

Настольные блоки питания

Во многих лабораториях электроники есть настольные блоки питания, которые позволяют подавать в схему широкий диапазон напряжения и тока.Используя банановый соединитель, вы можете подавать питание от источника питания на клеммы.

В качестве альтернативы вы можете использовать зажимы типа «крокодил», крючки для микросхем или любые другие кабели с банановым соединением, чтобы подключить вашу макетную плату к ряду различных источников питания.

Другой метод использования зажимных штырей — припаять цилиндрический разъем к некоторым проводам, а затем подключить их к зажимным штырям. Это более сложный метод, требующий некоторых промежуточных навыков пайки.

Цилиндрический разъем припаян к двум проводам, которые имеют те же отверстия на клеммах, что и провода, идущие к макетной плате. Если на вашей макетной плате нет клеммных колодок, вы можете просто подключить провода от цилиндрического разъема непосредственно к шинам питания.

Блок питания для макетных плат

Еще один способ питания вашей макетной платы — использовать один из множества доступных источников питания макетных плат. SparkFun имеет ряд комплектов и плат, которые вы можете использовать для подключения питания непосредственно к вашей макетной плате.Некоторые позволяют вставлять бородавку прямо в макетную плату. Другие позволяют получать питание напрямую от компьютера через USB-соединение. И почти все они имеют возможность регулировать напряжение, предоставляя вам полный диапазон обычных напряжений, необходимых при построении цепей.

Создание вашей первой макетной схемы

Теперь, когда мы знакомы с внутренним устройством макета и тем, как обеспечить им питание, что нам с ними делать? Мы начнем с простой схемы.

Что вам понадобится

Вот список деталей, которым необходимо следовать вместе с этой схемой. Если у вас есть другие электронные детали, не стесняйтесь использовать их и изменить схему. Помните, что часто существует несколько способов построить любую заданную схему. У некоторых даже есть десятки различных способов их создания.

Этот список желаний предполагает, что у вас нет каких-либо деталей / инструментов, и в нем много и т. Д. Например, вам нужен только один светодиод для этого проекта, но в указанном пакете есть 20 светодиодов.То же самое и с соединительным проводом. Вам не нужно столько (или все эти цвета), но если вы продолжите играть со схемами, это может пригодиться. Если вы не хотите, чтобы большее количество было, проверьте нижнюю часть страниц продукта в разделе «Сопутствующие товары», и вы сможете найти меньшее количество. Кроме того, на макетной плате нет разъемов, если вы умеете паять и имеете инструменты, припаяйте разъемы на себя. В противном случае заголовки без пайки также были включены в список желаний.

Создайте схему

Предупреждение! При использовании модуля питания макетной платы убедитесь, что контакты GND с шиной « — » и VCC вставлены в шину « + ». Это поможет снизить вероятность применения обратной полярности к вашей цепи.

Вот небольшая схема на макете. Красная плата, которую вы видите, — это блок питания макетной платы с разъемами, припаянными к печатной плате. Блок питания на макетной плате регулирует напряжение от настенной бородавки 9 В до 5 В или 3.3В на шины питания.

Схема выглядит следующим образом:

• Существует провод, соединяющий шину питания VCC с положительной анодной ветвью светодиода.

• Отрицательная катодная ножка светодиода подключена к 330 Ом; резистор.

• Затем резистор подключается к кнопке.

• Когда кнопка нажата, она подключает цепь к земле, замыкая цепь и включая светодиод.

Принципиальная схема

Мы расскажем, как читать схему в другом руководстве. Однако это очень важная часть схем строительства, поэтому здесь мы рассмотрим ее вкратце.

— это универсальные пиктограммы, которые позволяют людям во всем мире разбираться в электронике и создавать ее. Каждый электронный компонент имеет уникальный схематический символ. Затем эти символы собираются в схемы с использованием различных программ. Вы также можете нарисовать их вручную.Если вы хотите глубже погрузиться в мир электроники и схемотехники, научитесь читать схемы — это очень важный шаг в этом деле.

Вот схема для вышеуказанной схемы. Питание (при условии, что переключатель повернут в сторону 5 В) отображается стрелкой вверху. Затем он переходит к светодиоду (треугольник и линия со стрелками, выходящими из него). Затем светодиод подключается к резистору (волнистая линия). Это связано с кнопкой (символ в виде защелки).Последней кнопка подключается к земле (горизонтальная линия внизу).

Это может показаться забавным способом нарисовать схему, но это фундаментальный процесс, который существует уже несколько десятилетий. Схемы позволяют людям разных национальностей и языков создавать схемы, разработанные кем угодно, и совместно работать над ними. Как уже упоминалось, вы можете построить схему разными способами, но, как показывает эта схема, необходимо выполнить определенные соединения. Отклонение от этой схемы даст вам совершенно другую схему.

Практика ведет к совершенству

Последнее, что вам нужно знать, это то, что есть масса ресурсов и программ, которые вы можете использовать для построения схем, не используя фактически свою макетную плату. Одна из самых распространенных программ, используемых SparkFun, — это Fritzing. Fritzing — это бесплатная программа, которая позволяет создавать собственные схемы на виртуальном макете. Он также предоставляет схематические изображения для всех контуров, которые вы строите. Здесь мы видим те же схемы, что и выше, построенные с использованием Fritzing.

Обратите внимание, что зеленые линии указывают, к каким строкам и столбцам подключен каждый компонент.

Есть много других программ, таких как Fritzing. Некоторые из них бесплатны, а некоторые платные. Некоторые даже позволят вам построить схему и проверить ее работоспособность с помощью моделирования. Изучите Интернет и найдите инструменты, которые лучше всего подходят для вас.

Покупка макета

Отличный способ начать использовать макетные платы — это приобрести их в комплекте.Набор Sparkfun Inventor’s Kit включает в себя все необходимое для выполнения 16 различных схем.

Макетные платы

Мы также перечислили несколько основных автономных макетов разных размеров для ваших проектов.

Макетная плата — Классическая

Ваше первое знакомство с электротехникой — макетная плата.Кто знал, что это принесет столько разочарований? Это ваш…

STEMTera (черный)

STEMTera — это инновация в истории макетов. Это первая макетная плата с Arduino-совместимым комплектом оборудования, построенного…

Провода перемычки

Ищете способы простого подключения к платам и микросхемам на макетной плате? Проверьте следующие перемычки.

Крючок IC с косичкой

Это качественные тестовые крючки для ИС с соединительным проводом «папа». Вместо одного крючка у них есть два крючка с заглушкой…

Провода для тестирования крюка IC

Это различные кабели с выводами для подключения к мультиметрам, источникам питания, осциллографам, генераторам функций и т. Д.5 пар…

Паяемые макеты и прототипы

Когда вы закончите создание прототипа на макетной плате, вы можете припаять схему к печатной плате для более безопасного соединения.

Ресурсы и дальнейшее развитие

Надеюсь, теперь вы лучше понимаете, что такое макетная плата и как она работает.Теперь начинается самое интересное. Мы почти не коснулись построения схем на макетных платах. Вот еще несколько руководств, которые вы можете изучить, чтобы узнать больше о компонентах и ​​о том, как интегрировать их в свои макетные схемы.

Эти ссылки могут быть интересны преподавателям.

Или, если вы освоили свои навыки построения схем и хотите перейти на следующий уровень, ознакомьтесь с этими руководствами.

ДЕЙСТВИТЕЛЬНО ХОРОШИЙ ДИЗАЙН AS3340 VCO !!

Это ГУН Digisound-80.Ответ на мои молитвы DIY VCO. Легко собрать, легко настроить и все дополнительные функции, такие как синхронизация, частотная модуляция и ШИМ. А теперь еще есть выход Sinewave.

Этот ГУН не только прост в сборке, но и легко настраивается. Прежде чем я нашел это, я использовал схему VCO из таблицы данных для AS3340, используя дизайн полосовой доски с веб-сайта LookMumNoComputer. Мне никогда не удавалось настроить этот VCO на широкий диапазон октав, и я не мог заставить его играть действительно глубокие тона.Я думаю, что то обстоятельство, что он не учел отслеживание ВЧ, как-то связано с этим. Однако этот «новый» дизайн все изменил! После просмотра всевозможных схем ГУН я решил выбрать дизайн Digisound 80 и позже добавил преобразователь треугольника в синусоидальный сигнал в виде отдельного отпечатка. Но мы концентрируемся на основном ГУН, а преобразователь из трех сигналов в синусоидальный обсуждается в конце этой статьи. Могу сказать вам, что эти VCO (я их уже построил пять) звучат оооочень лучше, чем Datasheet VCO.Конечно, это те же формы сигналов, но диапазон намного больше (от 0,1 Гц до 50 кГц!), И настроить этот VCO очень просто! И дизайн Digisound ничем не отличается от дизайна Datasheet. За исключением дополнительного триммера, параметров Hard Sync и нескольких изменений номинала резистора, но это имеет большое значение в мире. Поскольку я впервые создавал синтезаторы и занимался модульными синтезаторами всего 6 месяцев (на момент написания этой статьи), этот VCO стал для меня настоящим открытием. Вы даже можете использовать этот VCO как LFO, низкочастотный осциллятор, потому что он понижается до 0.1 Гц. Если вы ищете хороший VCO для AS3340, я думаю, что это он. Это, безусловно, идеально подходит для моего проекта DIY синтезатора.

Вот новая версия схемы со всеми задействованными буферными каскадами операционного усилителя. Все выходы буферизованы, как и вход ШИМ. (ШИМ = широтно-импульсная модуляция для прямоугольной волны) Таким образом, здесь используется всего 4 буферных каскада, все они размещены в одной ИС, TL074. Вы также можете использовать TL084. (Внизу этой статьи есть ссылка на исходный текст и схему.) Я не включил в эту схему какие-либо разъединяющие крышки, потому что я их не использую. Если у вас обычный линейный двойной источник питания, в разъединении не должно быть необходимости, но я включил их в схему монтажной платы.

(Последняя редакция: 14 февраля 2020 г. Добавлена ​​нумерация операционных усилителей и дополнительный текст. 23 марта 2020 г. выделены соединения черными точками и добавлено замечание о R4. 18 октября 2020 г. Изменено положение резистора ширины импульса R18 20 -Дек.-2020: исправлена ​​ошибка рисования в переключателе входного разъема PWM.)

Макет стрипборда, который я сделал из этой схемы (далее в статье), проверен, и размещение буферных ступеней соответствует нумерации на схематическом чертеже. Для управления Octaves я рекомендую вам использовать потенциометр 100K с центральным фиксатором. Вы знаете те, которые они используют для управления балансом на усилителях, с небольшим щелчком, который вы можете почувствовать, когда достигнете центральной точки. Это очень полезно для легкой повторной настройки VCO после использования ручки управления октавами. Для регулировки частоты используйте обычный потенциометр 100K, а не с центральным фиксатором, потому что вам нужна точность вокруг центральных настроек.

Я вставил резистор 47 кОм для R21, который является понижающим резистором для выхода прямоугольной волны. Изначально это был резистор 10 кОм в схеме Digisound-80, потому что использовалась микросхема CEM3340, и она тоже будет работать нормально. (Используйте 10K, если вы используете чип CEM). В таблице данных для AS3340 указано, что он должен быть 51K, но на практике это не имеет значения, поэтому я использую 47K. В качестве токоограничивающего резистора (R23) я поставил 1К. Это необходимо, потому что мы подключим его к минусу 15 вольт.В схеме указано использовать 910 Ом, но я всегда играю осторожно и использую резистор 1 кОм. Используйте конденсатор из полистирола или полиэстера или серебряной слюды хорошего качества для C7 (1 нФ) . Это конденсатор, определяющий частоту, и он должен быть стабильным при изменении температуры. Поэтому не используйте керамический конденсатор для C7. При пайке конденсатора из полистирола не допускайте его сильного нагрева! Конденсаторы этих типов могут изменить свое значение, если они станут слишком горячими при пайке, а когда они остынут, значение останется измененным.Но не волнуйтесь, при обычной пайке с ними все будет хорошо, и у меня у меня никогда не было проблем с ними. Некоторые конденсаторы из полистирола имеют с одной стороны черную полосу. Это указывает на ножку, которая соединена с внешним слоем алюминия, из которого состоит конденсатор. Этот штырь должен быть заземлен, чтобы он защищал от шума. Если на нем нет полосы, просто вставьте ее как хотите. Все будет нормально.

При работе с двойным напряжением 12 В вам также может потребоваться изменить C7 с 1 нФ на 0,5 нФ или 500 пФ. В противном случае вы можете получить от этого VCO только очень низкие частоты. Этого нет в техническом описании, но он был установлен на основе отзывов многих читателей, создававших этот VCO для Eurorack.Опять же, это изменение также не всегда необходимо, но я оставляю его на ваше усмотрение. Многие люди отметили, что им нужно было внести это изменение, чтобы заставить его работать на 12 В. Вместо 500 пФ, который может быть трудно найти, вы также можете использовать конденсатор 470 пФ, если он не керамический.

У меня также была обратная связь, в которой упоминалось изменение R7 с 300K до 150K. Это резистор, включенный последовательно с дворником потенциометра управления Octaves. Это увеличит диапазон потенциометра октав. Опять же, я оставлю это на ваше усмотрение, нужно ли вам это изменение или нет.

Наконец, измените R18, резистор, подключенный к потенциометру ШИМ, на 18 кОм, 20 кОм или 21 кОм (какое бы значение вы ни использовали), чтобы в полной мере использовать диапазон потенциометра широтно-импульсной модуляции. Вы даже можете установить подстроечный резистор на 33 кОм, и набор таков, что напряжение на потенциометре ШИМ составляет ровно + 10 В, но нет необходимости заходить так далеко. Резистор хорош, пока его значение составляет около 20 кОм, плюс-минус 2 кОм.

Итак, чтобы суммировать изменения, которые необходимо внести для работы +/- 12 В:

— Поменять R23 на 680 Ом.

— Измените синхронизирующий конденсатор C7 с 1 нФ на 500 пФ (0,5 нФ). 470pF тоже подойдет. (Не всегда необходимо, см. Текст.)

— Замените резистор R4 на резистор 270K или 300K, чтобы облегчить настройку (опять же, только при необходимости. Возможно, вам придется поэкспериментировать, чтобы найти правильное значение, которое работает для вас).

— Измените R18 на 18K, 20K или 21K.

— При необходимости измените R7 (резистор, последовательно соединенный с вайпером потенциометра управления октавами) с 300 кОм на 150 кОм, чтобы получить больший диапазон от регулятора октав.Используйте свое собственное суждение, нужно ли вам это изменение или нет.

Дополнительные подсказки и подсказки:

Потметр для высокочастотного отслеживания или линейности может быть обычным подстроечным резистором, а не многооборотным. Влияние минимально. Но вы должны использовать многооборотные подстроечные резисторы для A и B на макете, иначе настройка будет очень сложной. Я использовал металлопленочные резисторы с допуском 1% в тех местах, где это важно, и этого достаточно. Фактически, я использовал дешевые 1% резисторы из Китая, и они не 1%, а скорее 3%, но этого все еще достаточно.Но все входные резисторы на 100 кОм должны быть измерены и согласованы, чтобы все они имели одинаковое значение сопротивления. Это упрощает подключение различных источников CV к этим входам, они сразу же будут настроены. Я был удивлен, что два потенциометра 100K, которые я использовал в панели для октав и для точной настройки, дают точно тот диапазон, который указан в исходном описании, хотя управление октавами не является линейным, по крайней мере, у меня не было, но, возможно, это связано с я использовал потенциометры с центральным фиксатором.Октавы — это плюс и минус 5 октав, а Fine — плюс и минус половина октавы. Я не привык к тому, что на самом деле все работает так, как изначально описано в проектах DIY. Обычно это либо немного не так, либо далеко, но дизайн Digisound 80 действительно хорош и точен.

Если я могу дать вам один важный совет, и это касается всех проектов на этом веб-сайте: измерьте каждый компонент, прежде чем паять его на место. Это может сэкономить вам огромное количество работы по устранению неисправностей.

О широтно-импульсной модуляции:
Широтно-импульсная модуляция теперь также актуальна.До 18 октября 2020 года у меня был подключен ШИМ, как показано на исходных схемах в файле PDF, ссылка на который приведена ниже (последовательно с очистителем потенциометра ШИМ), но это не сработало идеально. Когда вы достигли отметки 100%, на горшке оставалось значительное количество броска. Однако в комментариях ниже я получил предложение переместить R18 с дворника потенциометра ШИМ на контакт 1, соединение +15 В с потенциометром, и это помогло.

Я сам должен был это понять, это так очевидно.Резистор R18 на 47 кОм образует делитель напряжения с потенциометром 100 кОм, который снимает 5 В с источника питания + 15 В и оставляет потенциометр с + 10 В на контакте 1. Затем он делится пополам с помощью делителя напряжения, состоящего из R19 и R20 (оба по 47 кОм). для питания микросхемы от 0 до +5 В, что как раз и нужно для правильной широтно-импульсной модуляции.

Эта проблема с шириной импульса действительно беспокоила меня, потому что это была единственная вещь, которая не работала правильно в этом дизайне, но теперь она тоже решена.

Результаты, которые я получаю, следующие: Когда потенциометр PWM полностью повернут против часовой стрелки, я получаю 0% ширины импульса, что означает отсутствие сигнала, только ровная линия.Затем, когда я поворачиваю его по часовой стрелке, появляется импульс и проходит через проценты, чтобы остановиться на 99% ширине импульса, когда потенциометр полностью повернут по часовой стрелке. Так что до упора по часовой стрелке остается очень тонкий импульс. Это абсолютно идеально. Конечно, ваши результаты могут немного отличаться из-за допусков резисторов, но я получил те же результаты со всеми четырьмя моими ГУН.

Итак, если вы используете этот ГУН с источником питания Eurorack +/- 12 В, вам понадобится резистор R18, который должен быть около 20 кОм. (Думаю, 21K или 18K подойдут.Схема и макеты были обновлены с учетом нового положения R18.)

Температурная компенсация:

Вот макет. Я не вставлял входные гнезда для входов синхронизации или выходные гнезда для форм волны и CV-OUT. Это уже спагетти, и будет еще хуже. Я полагаю, вы знаете, как подключать розетки. Все потенциометры — вид спереди, вал обращен к вам. Недавно я добавил разделительные конденсаторы 100 нФ непосредственно между микросхемой и электролитические конденсаторы 22 мкФ на шинах питания, потому что это появилось на Facebook. Они не включены в схематический чертеж, но они есть в исходной схеме в PDF-файле, ссылка на который приведена ниже.(Вы можете использовать любое значение для электролитических крышек от 10 мкФ до 100 мкФ, если они составляют 25 В или более.) На схеме обозначен дополнительный вход CV. Это только на тот случай, если вы хотите постоянно подключить что-то, например, секвенсор, к VCO и не хотите жертвовать для этого существующим входом CV. (Если он вам не нужен, нет необходимости включать его.)

Я снова хочу повторить то, что я сказал ранее: измерьте значение каждого компонента перед тем, как припаять его. Я всегда делаю это сам, потому что резисторы и особенно конденсаторы иногда может выходить за рамки спецификации, и всегда лучше быть уверенным.

Вот схема подключения:

(Последняя редакция: 18 октября 2020 г .: Изменено положение R18 с дворника потенциометра ШИМ на напряжение между + 15 В и выводом 1 потенциометра ШИМ. Я также изменил цвет конденсаторов, чтобы они соответствовали другим макеты, и я сделал проводные мосты, которые соединяются с землей, зеленым цветом для ясности.)

А вот крупный план отпечатка. Не забудьте разрезать медную полоску под резистором 1M над подстроечным резистором A. (Позиция A-31) Разрез трудно увидеть на схеме, но он, конечно, есть, иначе резистор не будет работать.

Помните, что некоторые стрипборды продаются с 56 отверстиями вместо 55 по горизонтали. Планировка 55 лунок:

Ведомость материалов.

Обратите внимание, что в нижней части этой статьи есть дополнительная печать преобразователя треугольника в синусоидальную волну, которую вы можете добавить к ГУН, чтобы получить синусоидальный выходной сигнал!

АЛЬТЕРНАТИВНАЯ МОДУЛЯЦИЯ ИМПУЛЬСНОЙ ШИРИНЫ:

У меня был запрос на альтернативное решение для входов широтно-импульсной модуляции.Этот человек хотел иметь возможность подключать ширину импульса к LFO и при этом иметь возможность управлять шириной импульса на панели. Поэтому я разработал небольшой каскад микшера в качестве альтернативы стандартным входам PWM. Для этого требуется дополнительный операционный усилитель, но на плате для этого достаточно места:

Я сам еще не тестировал это, но у меня есть подтверждение, что он работает идеально. Убедитесь, что вы сделали дополнительные порезы, проволочные мосты и т. Д. Я бы заменил выходной резистор 100 кОм на 1 кОм или мостик на вашем месте.

Вот посмотрите на готовый стрипборд. Я припаял небольшое медное ушко, чтобы упростить установку отпечатка на конкретную панель, которую я сделал, но на отпечатке осталось достаточно места, чтобы просверлить несколько отверстий, чтобы установить его, как вам нравится. Убедитесь, что медные дорожки обрезаны, чтобы не было контакта с болтом, гайкой и т. Д. На этом рисунке вы также можете увидеть раздражающий маленький кружок в нижней части микросхемы AS3340. НЕ принимайте это за индикатор pin-1 и вставляйте микросхему не так, как я когда-то делал !! Я неправильно установил чип в сокет и включил его примерно на 20 секунд.Стало так жарко, что я почувствовал его запах, это вызвало у меня аллергию, и я сразу выключил его, думая, что чип будет затянут, но нет, он выжил! (Они называют это «, прожигающий в микросхеме », LOL. НЕ ПЫТАЙТЕСЬ!)

Синхронизация нескольких VCO:
Недавно я добавил еще два выхода. Один из них параллелен выходному гнезду прямоугольной формы и используется для подключения ГУН к отрицательной жесткой синхронизации одного из других ГУН, поэтому я могу оставить выход прямоугольной волны свободным для нормального использования.Другой выход параллелен выходу треугольной волны и используется для подключения взломанного тюнера Joyo к VCO, а также для того, чтобы выход Triangle оставался свободным для нормального использования. Этих результатов нет ни на одном из изображений или ни в одном из макетов, но вы можете легко добавить их, если считаете, что они вам нужны. Я считаю их очень полезными. Если вы хотите синхронизировать два VCO, просто выведите прямоугольную волну из основного VCO на вход Negative Hard Sync второго VCO. Возможно, было бы даже лучше поместить его на выход Sawtooth вместо выхода Squarewave, но я оставлю это на ваше усмотрение.

Doepfer A-190-3V MIDI to CV:
Doepfer A-190-3 — это единственный модуль, который я купил, потому что не доверял Я сам создал один из них, и я хотел, чтобы интерфейс между клавиатурой и синтезатором был абсолютно надежным и надежным, и он определенно стоил 130 евро, которые я заплатил за него. Вы можете подключить к ней любую клавиатуру, имеющую 5-контактный MIDI-выход, и она будет выдавать управляющее напряжение 1 В / октаву.Он добавляет к синтезатору функцию портаменто (или скольжения) и, помимо обычного выхода CV, имеет 3 дополнительных выхода для колес модуляции и изменения высоты звука на клавиатуре, которые вы можете подключить, например, к CV-2, чтобы получить изменение высоты звука. Он также имеет выход скорости и опцию обучения на CV-4. Он назначит CV4 любому колесу модуляции или ручке, которой вы касаетесь на клавиатуре. А еще у него есть USB-вход, так что я могу подключить синтезатор к компьютеру. Естественно, он также производит сигнал затвора для генератора огибающей.Напряжение всех выходов можно установить перемычками на плате. У меня есть A-190-3 V , версия Vintage, что означает, что панель черная с белыми буквами, чтобы соответствовать другим панелям в моем синтезаторе. Это всего на 5 евро больше, чем у обычного серебряного экземпляра. Я просто сделал панель высотой 20 см и вырезал в ней отверстие размером с евророк. Сначала я сделал его из картона, чтобы я мог легко регулировать размер отверстия, а когда он был готов, я перенес его на алюминиевую панель и установил там Doepfer.Затем я сделал специальный переходной кабель для перехода от системы питания Eurorack к той, которую я изобрел для своего собственного синтезатора. (См. Статью о источниках питания).

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ОКТАВЫ:
С ГУН номер четыре я заменил потенциометр октавы на переключатель октавы в качестве эксперимента. Я использовал 10-ступенчатый поворотный переключатель и измерил кучу резисторов 10 кОм, так что у меня было 10 с таким же сопротивлением с точностью до 10 Ом. Все они были 9К99. Я припаял резисторы, как показано на рисунке ниже:

Вот изображение переключателя в панели:

Выходные волны:
И, наконец, посмотрите на волны, которые испускает этот осциллятор. Все хорошие чистые волны, как и следовало ожидать от чипа AS3340, но проблема звона в нисходящем наклоне прямоугольной волны, о которой я упоминал в статье 2 этой серии сборок, все еще присутствует даже в этой конструкции. Хотя заметно менее заметен.Этот звонок должен быть общим для этого чипа или чего-то в этом роде. В любом случае, это не слышно, так что проблем нет. Я думал, что стабилитрон над выходным резистором прямоугольной формы может помочь устранить эту проблему, но он не оказывает никакого влияния, но на рисунках ниже вы можете видеть, что есть только несколько всплесков и только на самых низких нотах. На рисунке ниже показан звонок на ноте C1. Всего 3 шипа! Они возникают только на нисходящем склоне прямоугольной волны и имеют частоту 28 кГц, что намного превышает возможности человеческого слуха.
Squarewave. Вы можете видеть, что звон не виден даже при уменьшении масштаба изображения осциллографа:

Вот волна пандуса:

Вы можете видеть, что все выходные напряжения составляют около +10 В, за исключением прямоугольной волны, равной +13.4 Вольт. Недавно я получил партию стабилитронов на 10 В из Китая, и я припаял их к прямоугольному выходу, и теперь все сигнальные выходы имеют одинаковый уровень 10 В (размах). Идеально! Вы могли задаться вопросом, почему резистор 2K (R22) включен последовательно с выходом прямоугольной формы. Ну, он нужен для того, чтобы стабилитрон работал. Стабилитроны всегда нуждаются в последовательном резисторе, чтобы они функционировали как регуляторы напряжения.

Если вы хотите, чтобы выходной сигнал составлял от -5 В до + 5 В для стандарта Eurorack, все, что вам нужно сделать, это установить электролитические конденсаторы 1 мкФ / 25 В на 3 выхода.Подключите положительный полюс к проводу с формой сигнала, а отрицательный полюс — к выходному разъему. Это уберет смещение + 5 В постоянного тока, что приведет к сигналу -5 / + 5 В. Электролитические конденсаторы должны быть рассчитаны на 25 В или выше. Вы можете использовать значения от 1 мкФ до 4,7 мкФ.

Я сделал небольшое демонстрационное видео, показывающее основные особенности этого VCO. Извините, это не очень хорошо, речь недостаточно громкая. Пусть вас не вводит в заблуждение изображение осциллографа, сигнал действительно составляет от 0 до + 10Vpp, но осциллограф измеряет выход VCA, и это -5 / + 5V.VCA также является причиной небольшого округления в пилообразных и треугольных волнах. Однако в звуке этого не слышно. VCA работает нормально. Кстати, это видео было снято до того, как я добавил опцию Sinewave, поэтому здесь это не показано:

— Запустите Приложение Universal Tuner. или тюнер по вашему выбору.
— Откройте потенциометр «Gain» на вашем VCA, чтобы получить постоянный звук.
— Теперь нажмите клавишу C5 на клавиатуре и поворачивайте Trimpot A до тех пор, пока нота C5 не будет настроена на вашем тюнере.
— Теперь нажмите клавишу C2 на клавиатуре и поворачивайте Trimpot B до тех пор, пока C2 не будет настроен.
— C5 теперь снова будет расстроен, поэтому нажмите кнопку C5 и перенастройте его с помощью Trimpot A .
— Теперь C2 снова будет расстроен, поэтому нажмите C2 и перенастройте его с помощью Trimpot B .
— Повторяйте эти шаги снова и снова, пока ГУН не будет настроен.
— Вы заметите, что вам нужно будет все меньше и меньше поворачивать потенциометры, чтобы достичь нот C. После нескольких циклов настройки они будут на своих соответствующих нотах C.
— Если вы обнаружите, что вам нужно больше и больше поворачивать триммеры, чтобы достичь нот C, переключите потенциометры и используйте A для C2 и B для C5

Мы настраиваем с выключенным регулятором Octave, чтобы предотвратить отклонения в сопротивлении от де- тюнинг нашего ГУН.Если дворник потенциометра находится точно посередине, на 1 В / окт. Будет 0 В. вход, так что это было бы то же самое, что и стеклоочиститель, отключенный переключателем, но не все потенциометры идеальны, и поэтому мы используем переключатель. Также потому, что небольшое движение этого потенциометра оказывает огромное влияние на частоту. Это менее важно при настройке Frequency Fine.

Будьте точны с окончательной настройкой. Проверьте точные частоты нот C. Упомянутое мною приложение отображает заметку графически и показывает частоту.Вы можете настроить его как минимум на 1/10 герца, хотя, по моему опыту, вам не нужно ставить более одной цифры после запятой.

Дополнительная информация для настройки на +/- 12 Вольт и использования микросхемы V3340:
Как упоминалось ранее, если вы используете этот VCO на +/- 12 В и у вас возникли проблемы с его настройкой, измените R4 с 200K на 270K или 300K. Кто-то любезно сообщил, что у него возникли проблемы с настройкой этого VCO на 12 В, и сообщил об этом как о решении в комментариях ниже, поэтому я подумал, что включу его здесь.Вот почему комментарии так полезны. Если вы столкнетесь с подобными проблемами, сообщите об этом ниже, и мы найдем решение.
У меня также был комментарий в Facebook о том, что микросхема V3340 не поддерживает отслеживание при использовании в этой схеме. У меня нет подробностей по этому поводу, но просто чтобы вы знали. Рекомендуется использовать микросхему AS3340 или CEM3340.

Обычно, когда мы начинаем настройку, ноты находятся слишком далеко друг от друга, а не слишком близко друг к другу, и если вы повторите описанные выше шаги, продолжая переключаться между C2 и C5 и используя триммер A для высокой ноты и B для низкой ноты вы заметите, как упоминалось ранее, что ноты сближаются, и вам придется все меньше и меньше поворачивать подстроечные регуляторы, чтобы попасть в нужную ноту.В конце концов, вы окажетесь на месте, и VCO будет настроен как минимум на 4 октавы. Будьте осторожны, чтобы не промахнуться, но вы заметите это достаточно скоро, если вам придется поворачивать подстроечные регуляторы все больше и больше, чтобы попасть в нужную ноту C. В этом случае переключите подстроечный резистор и используйте подстроечный резистор A для низкой ноты и B для высокой ноты.
Вы, конечно, можете использовать даже более высокие октавы и другие ноты, например, настроить его между A2 и A7. Я оставляю это на ваше усмотрение. Я не использую C1 для настройки, потому что он настолько низкий, что у моего телефона с приложением проблемы с настройкой.

Вот очень интересная статья, которую мне прислал один из моих читателей. В нем рассматривается процесс настройки на 12 вольт с использованием четырех триммеров, которые нужно настраивать только один раз, вместо того, чтобы переключаться между двумя триммерами десять и более раз. Я не тестировал этот метод, но это очень интересный подход, поэтому вот ссылка на статью:

Диапазон частот: 0.1 Гц — 50 кГц
Наиболее точный диапазон частот: 5 Гц — 10 кГц
Амплитуда формы волны: от 0 В до + 10 В (пиковый)
Диапазон регулировки октавы: +/- 5 октав
Диапазон точной регулировки частоты: +/- 0,5 октавы
+ и — Жесткая синхронизация
Мягкая Sync
Linear Freq. Вход модуляции с контролем уровня.

Другие (нормальные) входы CV фактически являются Exponential Freq. Входы модуляции.

Синхронизация и вход FM:

Положительная жесткая синхронизация синхронизируется по нарастающему фронту прямоугольной волны, а отрицательная H.С. по заднему краю. Я получаю отличные результаты с отрицательной жесткой синхронизацией и мягкой синхронизацией. Все они работают нормально, и FM также дает отличные результаты. Я лично использую отрицательный вход Hard Sync для синхронизации двух или более VCO. Я ввожу прямоугольную или линейную волну от другого VCO в Neg H.S. а затем они оба реагируют на изменение высоты тона основного VCO. FM-вход тоже очень крутой в использовании. Я не могу описать, как это звучит, но если вы создадите два из них и введете один в другой, а затем поверните регулятор Octave на половину октавы на осцилляторе, подключенном к входам, вы получите отличные результаты.Вы также можете ввести управляющее напряжение из LFO, чтобы получить эффекты вибрато или тремело. Я демонстрирую это в видео.

Наконец, по запросу, вот список отдельных нот и соответствующих им напряжений на тот случай, если вы захотите настроить ГУН без клавиатуры, используя точный вольтметр. Игнорируйте столбец «Expo Output».Это не относится к этому VCO:

Вот изображение первого, второго и третьего VCO. Третий установлен вверху во втором корпусе синтезатора Бергмана-Берлина. Я также установил выход Sinewave в VCO-3, но это было уже после того, как был сделан этот снимок. 🙂

Вот изображение ГУН номер четыре с выходом синусоиды и двумя переключателями для треугольника и синусоиды со смещением + 5В постоянного тока или без него. (Без смещения = +/- 5Vpp, со смещением = 0-10Vpp):

ДОБАВЛЕНИЕ СИГНАЛЬНОГО ВЫХОДА К ГУН:

Я добавил опцию Синусоиды к сигналам ГУН, добавив дополнительный кусок полосы с преобразователем треугольника в синусоиду, конструкция которого я взял из схемы Томаса Генри. VCO Deluxe, который вы можете найти в разделе «Файлы» группы «Synth DIY for non-engineering Facebook Group».Это очень простой дизайн, поэтому понадобится всего лишь небольшой кусок картона. Я думаю, вы сами легко найдете лучший способ добавить его на свою конкретную панель VCO. Я не использовал оригинальную синусоидальную часть ГУН Digisound 80, потому что в ней используется микросхема CA3080 и продается много подделок этой микросхемы. В любом случае я протестировал этот дизайн и не смог заставить его работать.

Преобразователю Triangle-to Sinewave требуется треугольная входная волна +/- 5Vpp, и вы можете отвести ее прямо от контакта 12 микросхемы TL074 Quad OpAmp на главной монтажной плате VCO.Я нарисовал входной разъем на схеме, но если вы встраиваете преобразователь в панель VCO, просто припаяйте провод прямо от контакта 12 TL074 на VCO ко входу синусоидального преобразователя. У вас может быть два выхода для Sinewave: +/- 5Vpp и 0 / + 10Vpp, и вы можете использовать переключатель, как я (см. Рисунок выше), чтобы выбрать, какой тип вы хотите, или вы можете просто использовать два выходных разъема. Подойдет простой тумблер SPDT ON-ON. Припаяйте каждый из выходов к одному из верхних или нижних контактов переключателя, а затем выходной разъем к среднему контакту, убедившись, что выходы правильно заземлены, как и должно быть.Вы можете подключить источник питания прямо к монтажной плате VCO, чтобы все заземления были соединены вместе, как и должно быть.

Я изменил резистор обратной связи (Rf на схеме) с 10 кОм на 15 кОм, чтобы получить правильную амплитуду с другими формами сигналов ГУН. Это привело к тому, что на выходе +/- 5 В появилось отрицательное напряжение смещения постоянного тока, поэтому я включил конденсатор 1 мкФ последовательно с выходом синусоиды +/- 5 В, с отрицательным полюсом по направлению к источнику синусоиды.

Амплитуда на выходе двойного источника питания 12 В составляет +/- 4.2Vpp или от 0 до 9,4Vpp. Для двойного источника питания 15 В это значение составляет +/- 5 В (размах) или от 0 до 10 В (размах).

Вот схема преобразователя Tri-to-Sine, который я установил в свой VCO:

Преобразователь Triangle to Sinewave, встроенный в VCO. Это был мой экспериментальный стрипборд, поэтому вместо одного TL074 там два операционных усилителя TL072. Как вы можете видеть, тримпоты VCO все еще доступны:

Вот схематический рисунок:

ПРИМЕЧАНИЕ. Версия VCO-Deluxe с преобразователем из трех сигналов в синусоидальный сигнал и субгенератором на том же отпечатке, что и VCO, не прошла тестирование, и мне действительно удалось взорвать микросхему AS3340. Так что пока я не получу новые компоненты для этого проекта, он пока заморожен. На самом деле я сосредоточился на другом дизайне ГУН, без микросхемы 3340 (с опцией синусоиды).

Еще я добавил к VCO номер четыре:

Хорошо, на этом все. Надеюсь, это будет вам полезно. После поиска подходящей конструкции ГУН с использованием микросхемы AS3340 было большим облегчением увидеть, что этот ГУН работает так хорошо, а также его так легко построить и настроить. Мне жаль, что я не нашел такую ​​статью, когда я впервые собирался создать свой первый VCO, но теперь я написал один из моих собственных, и очень надеюсь, что он поможет всем тем из вас, кто создает свой собственный синтезатор, может быть, для впервые, как и я, ищите ГУН хорошего дизайна.
Если у вас есть какие-либо вопросы или предложения, вы можете перейти в специальную группу Facebook для этого веб-сайта. Мне пришлось закрыть раздел комментариев для этой статьи, потому что он стал слишком длинным, но он полон полезной информации, поэтому просмотрите ее, и, возможно, ответ на ваш вопрос уже есть. В противном случае, как упоминалось ранее, вы можете опубликовать свой вопрос в группе Facebook.

Вот ссылка на исходный файл PDF со всем текстом, схемами и процедурами настройки для Digisound 80 VCO: <щелкните здесь, чтобы загрузить или прочитать файл PDF>

Откатные ворота своими руками

очень популярны в настоящее время, хотя даже в недавнем прошлом мало кто мог позволить себе установить такую ​​конструкцию на месте ввиду высокой стоимости фурнитуры и механизмов. Теперь их стоимость намного ниже и доступность выше, а также человек со сварочными навыками может изготовить их самостоятельно. Отсутствие верхней и нижней направляющих в откатных воротах дает преимущество транспортировки практически любого размера.

Содержание

• 1 Откатные ворота — принцип действия и конструкция
• 2 Чертеж и схема

• 3 Выбор и расчет материалов с комплектующими
• 4 Инструкция по изготовлению и установке откатных ворот своими руками

Откатные ворота — принцип действия и устройство

Принцип действия ворот: ворота перемещаются на двух роликовых тележках, установленных на забетонированном канале.Для защиты от падения и перекоса служат верхние ролики. В закрытом состоянии для снятия нагрузки с роликовых подшипников на направляющей установлен концевой ролик, который входит в нижний уловитель при закрытии затвора. Верхний уловитель устанавливается для фиксации двери в более закрытом положении. Полный размер ворот составляет 150% от ширины проема, то есть если проем 4 м, то общая ширина ворот будет 6 м, и соответственно место для отката должно быть не менее 6 м. .Пожалуй, это главный недостаток ворот такого типа и при нехватке места стоит рассмотреть другие варианты.

Схема откатных ворот с основными элементами

Чертеж конструкции и схемы

Перед изготовлением ворот необходимо определиться с размерами будущих ворот, составить чертеж с указанием этих размеров. Ворота состоят из силового каркаса и планки (внутреннего каркаса). Каркас обычно изготавливается из профильной трубы прямоугольного сечения 60 * 30 мм и толщиной 2 мм, а также труб 60 * 40 мм или 50 * 50. мм можно использовать, если необходимого размера нет в наличии.Для внутреннего каркаса подойдет профильная труба 40 * 20 или 30 * 20 в зависимости от того, что есть в наличии.

Пример чертежа откатных ворот

Пример схемы подключения ворот:

Схема соединения частей

Выбор и расчет материалов с фурнитурой

Возьмем, к примеру, рисунок выше. Для каркаса будем использовать профилированные трубы прямоугольного сечения 60 * 30 толщиной 2 мм.Рассчитайте общую длину трубы для каркаса исходя из размеров на чертеже 4200 * 2 + 1800 + 1865 = 12065 мм, длина гипотенузы треугольной части рассчитывается по формуле c = √b2 + a2 √18002 + 18652 = 2591 мм, 12065 + 2591 = 14656 мм. Итого в метрах получилось 14,66 м, это что касается рамы.

Для внутренней рамы возьмите трубу 40 * 20 и теперь рассчитайте общую длину 4200 * 3 + 1865 * 4 = 2060 мм или 20,6 м. Все размеры сняты с небольшой накидкой.

Фурнитура сложна и невыгодна в самостоятельном изготовлении и обычно покупается в магазинах соответствующего профиля. При выборе фурнитуры необходимо знать примерный вес будущей конструкции для грамотного подбора роликов, способных легко выдержать этот вес.

Для внутренних ворот ворот можно использовать практически любой материал, но чаще всего для этих целей используется профлист, в народе он называется «профнастил». Профнастил можно заказать любого размера и цвета, он довольно легкий и имеет антикоррозийное покрытие.Для ворот в нашем примере понадобится лист 7 833 м2. Для крепления профнастила вам потребуются саморезы со сверлом или заклепки. Для ипотеки необходимо приобрести участок швеллера шириной 16-20 см, равный половине проема ворот, в нашем случае не менее 2 метров. Арматуру для каркаса фундамента следует брать диаметром 12-16 мм и длиной 15. Для смешивания бетона для фундамента песок и гравий необходимо зацементировать в пропорции 1: 2,1: 3.9. Для фундамента из примера вам понадобится 0,5 м3 бетона.

Необходимый инструмент

• Сварочный аппарат, желательно полуавтоматический.
• Болгарка с отрезными и шлифовальными дисками.
• Отвертка или клепочник.
• Молоток, рулетка, маркер белый.
• Бетономешалка, байонет и лопата.
• Защита глаз и рук.

Инструкция по изготовлению и установке откатных ворот своими руками

Для начала нужно с помощью болгарки разрезать трубы по размерам, указанным на чертеже.Обязательно используйте средства защиты.

Обрезка и складывание фрезы до размера

По окончании резки положите трубы на горизонтальную поверхность или опоры, как на рисунке выше, чтобы сформировать раму в соответствии с рисунком. Убедившись в правильности разводки, зажимаем сваркой все углы каркаса в нескольких точках, затем полностью свариваем стыки. Теперь нужно отшлифовать сварные швы. Внутреннюю поверхность каркаса, на которой будет крепиться каркас, необходимо предварительно загрунтовать антикоррозийной грунтовкой, так как в дальнейшем, когда каркас будет недоступен.

Таким же способом свариваем каркас, а также очищаем и загрунтовываем только снаружи.

Соединяем рамку с рамой

Сначала определяем, как будет пришиваться полотно ворот — только с лицевой стороны или с двух сторон. Если только с лицевой, то раму следует приваривать заподлицо с лицевой стороной рамы, если две, то посередине. Возьмите вариант с обеих сторон. Замеряем расстояние и делаем отметки внутри рамки, где должна быть рамка. Внутри рамки, лежащей горизонтально, укладываем готовую рамку посередине рамки, подогнав ее по этикеткам с подложками из кусочков деревянного бруска.Настроили, проверили, теперь нужно соединить каркас с точками сварки каркаса по периметру с шагом примерно 45-60 см, чтобы не вести каркас и каркас. Прокипятить срезы по 1 см крест-накрест до тех пор, пока шаг между ними не станет 15-16 см, и только потом полностью сварить стыки. Теперь привариваем к низу каркаса направляющие из комплекта метизов. Привариваем так же, как и каркас к каркасу.

Приварка рамы к раме

Покраска

Далее необходимо подготовить раму к покраске.Сначала зачищаем все сварочные швы болгаркой до приемлемого вида. Обезжирьте всю раму и нанесите антикоррозионную грунтовку. После высыхания грунтовки можно приступать к покраске. Для росписи лучше использовать алкидные эмали, но подойдут и акриловые краски. Раскрашивать можно краскопультом, кистью или маленьким валиком. Окрашивание проводится в 2 слоя, последующий слой наносится после высыхания предыдущего.

Цвет отделки рамы

Ножны

Можно приступить к пошиву дверного полотна.Нарезанный по размеру профильный лист крепится саморезами со сверлом или заклепками. Сначала закрепите лист по углам, а затем прикрутите по периметру и внутреннему каркасу с шагом 15-20 см.

Фундамент

Можно приступать к заливке фундамента. Яму выкапываем не менее чем на половину длины ворот, в нашем случае не менее 2 м, шириной 0,5 м и глубиной 0,7-1 м. Приступаем к оформлению ипотеки — ничего сложного. Вот как готовится ипотека:

Ипотека из канала с армирующим каркасом

У нас есть ипотека в котловане и проверяем уровень, чтобы канал находился в горизонтальной плоскости и на уровне дворовой площади, поэтому предоставим ровная база для вагонов.Смешайте бетон бетономешалкой в ​​пропорции: 1 часть цемента, 2,1 песка, 3,9 щебня. Получена марка бетона М250. Заполните яму полностью, не забывая часто пробивать бетон куском арматуры или деревянной полосой для лучшего проникновения и заполнения пустот. Фундамент должен прослужить не менее 10 дней, а полный срок высыхания и прочности бетона — 28 дней. На следующий день и следующие 3-4 дня необходимо полить фундамент водой во избежание растрескивания бетона.

Сборка

Фундамент подготовлен — можно приступать к установке. В ипотеку разместите 2 вагона на максимальном удалении друг от друга. Ставим ворота на каретки, вставляя их в направляющую. Теперь нужно отрегулировать каретки. Ближайший к проему ставится так, чтобы калитка при полном открытии не доходила своим краем 15-20 см до каретки. Другая каретка ставится так, чтобы при полностью закрытых воротах их край не доходил до каретки на 5 см.Проверяем установку уровнем и наклеиваем сваркой. Когда мы проверили, что вся конструкция правильно заварилась, вагонно-закладная развязка полностью.

Кронштейн для приварки каретки на швелле с установленными затворами

Следующие шаги состоят в закреплении остальных частей. Верхние защитные ролики крепятся к закладной в опоре, если она предусмотрена, при отсутствии закладной необходимо заранее закрепить металлическую пластину на анкерные болты, она будет выступать закладной.К закладной обычно привариваются верхние ролики.

Вариант крепления верхних роликов

Можно приварить отрезок 30 * 20 поверх трубы 60 * 30 и приварить к нему верхние ролики. Таким образом мы получим более надежное крепление.

На противоположном столбе прикрепляем отрезок профилированной трубы 30 * 20 длиной, равной высоте створки ворот к ступкам, а верхний и нижний улавливатели непосредственно к трубе. Нижний уловитель прикреплен на 5 мм выше концевого ролика, так что при ударе коллайдера о ворота ворота поднимаются, таким образом, нагрузка с кареток частично снимается.

Крепление нижнего уловителя

Верхний уловитель крепится к трубе на 5-7 см ниже верха ворот для защиты от колебаний ветра.

Крепление верхнего уловителя

Далее закручиваем концевой ролик болтами в направляющей, его даже можно приварить для большей надежности, так как гайки со временем откручиваются.

Установка концевого ролика в направляющей

Направляющая закрыта с одной и другой стороны резиновыми заглушками, которые идут в комплекте с фитингами.

Автомат открывания двери

Для удобства использования можно сделать привод автоматического открывания ворот, в наше время на рынке представлен большой выбор таких приводов, и подобрать что-то для себя с хорошим балансом несложно. цена и качество. Доверить установку привода лучше всего специалисту в этом вопросе, хотя можно разобраться и самому, так как к приводу прилагается подробная инструкция по подключению самого двигателя, датчиков и крепления стойки.

Привод автоматических ворот

Мощность приобретаемого привода в зависимости от веса откатных ворот можно увидеть в таблице:

Таблица: зависимость мощности двигателя от веса ворот

Но все же это лучше покупать привод с запасом хода.

Сборные откатные ворота с автоматикой:

Готовые откатные ворота с автоматическим приводом

Видео: откатные ворота своими руками

Ни для кого не секрет, что отдельно спроектированные и собранные откатные ворота будут стоить намного дешевле, чем заказанные в компании для изготовление и установка таких ворот.Качество исполнения мы контролируем сами, поэтому вы можете проверить все с точностью до миллиметра, тем самым сделав качественный продукт для себя.

Оценка жизненного цикла | Устойчивость: комплексный фундамент

Цели обучения

В этом модуле рассматриваются следующие темы: 1) систематическое и целостное решение проблем, 2) основные элементы анализа жизненного цикла и 3) доступные инструменты для проведения анализа жизненного цикла.

После прочтения этого модуля учащиеся должны уметь:

• научитесь рассматривать решение проблем систематически и целостно
• понимать основные элементы промышленной экологии и анализа жизненного цикла
• узнать о доступных инструментах для проведения анализа жизненного цикла

Устойчивое решение проблем

К настоящему времени должно быть ясно, что принятие решений и решение проблем в поддержку большей устойчивости созданных человеком систем и их воздействия на окружающую среду является сложной задачей.Часто в современной жизни наши решения и проекты руководствуются единственной целью или задачей (например, повышение денежной прибыльности, использование меньшего количества энергии, дизайн для сокращения времени в пути, сокращение количества отходов или снижение риска), но в большинстве случаев решение проблем устойчиво требует более целостного подхода, при котором функционирование многих частей системы должно оцениваться одновременно, а несколько целей должны быть интегрированы, когда это возможно. Кроме того, как отмечается в отчете Брундтланд (или см. Главу Введение в устойчивость: человечество и окружающая среда ), часто наши решения требуют признания компромиссов — существует много видов воздействия на окружающую среду, и большинство решений, которые мы принимаем, создают больше чем одно воздействие одновременно.Конечно, выбор должен быть сделан, но лучше, если он будет сделан с более полным знанием совокупности возможных столкновений. История деградации окружающей среды изобилует решениями и решениями, которые привели к непредвиденным последствиям.

Наглядным примером роли устойчивости в решении проблем является проблема биотоплива — превращение растительного материала в полезную энергию (в основном, жидкое топливо на основе углеводородов). Если смотреть издалека и преследовать единственную цель, «энергетическая независимость», использующая наши значительные сельскохозяйственные ресурсы для превращения солнечной энергии посредством фотосинтеза в пригодное для использования топливо, чтобы мы могли уменьшить нашу зависимость от импортируемой нефти, кажется весьма привлекательной.Соединенные Штаты — крупнейший производитель зерна и лесных товаров в мире. Он является пионером в области новых технологий для поддержания и даже повышения продуктивности сельского хозяйства, а также обладает обширными производственными возможностями для создания искусственных удобрений и преобразования биомассы в сельскохозяйственную продукцию (см. Модуль «Возобновляемые источники энергии: солнечная, ветровая, гидроэнергетическая и биомасса »). И, в конце концов, такое предприятие одновременно и «домашнее», и «естественное» — атрибуты, которые склоняют многих, по крайней мере поначалу, к благоприятному расположению.Однако при ближайшем рассмотрении это направление не так однозначно положительно, как мы могли подумать. Да, можно превратить зерно в этанол и растительные масла в дизельное топливо, но подавляющее большинство этих ресурсов исторически использовалось для кормления американцев и животных, которых они потребляют (и не только американцев; Соединенные Штаты являются крупнейшим экспортером в мире. сельхозпродукции). По мере роста спроса цены на многие сельскохозяйственные продукты выросли, а это означает, что некоторая часть бедноты в мире больше не может позволить себе столько продуктов питания.Более маргинальные земли (которые лучше используются для выращивания других культур, выпаса скота или других целей) были возделаны для выращивания ферментируемых зерновых, что имело параллельные «косвенные» последствия во всем мире — поскольку мировые цены на сельскохозяйственные товары выросли, другие страны начали отвлекать землю от существующего использования под посевы. Кроме того, сельскохозяйственные стоки от искусственных удобрений способствовали более чем 400 региональным эпизодам гипоксии в устьях рек по всему миру, включая U.Южное побережье Мексиканского залива и Чесапикский залив.

В ответ на такие проблемы Конгресс США в 2007 году принял Закон об энергетической независимости и безопасности, который ограничивает количество зерна, которое может быть преобразовано в биотопливо, в пользу использования сельскохозяйственной целлюлозы, основной составляющей клеточных стенок растений. Это привело к большой программе научных и технологических исследований и разработок для разработки экономичных способов переработки целлюлозных материалов в этанол, а также параллельных усилий по исследованию новых систем выращивания целлюлозы, которые включают, например, местные травы.Таким образом, казалось бы, простое решение развивать нашу промышленность биотоплива в ответ на политическую цель имело непредвиденные политические, финансовые, диетические, социальные, землепользование, качество окружающей среды и технологические последствия.

Оглядываясь назад, можно сказать, что множественное воздействие биотоплива становится очевидным, и всегда есть надежда, что мы сможем извлечь уроки из подобных примеров. Но мы также можем спросить, есть ли способ заранее предвидеть все или хотя бы некоторые из этих воздействий и скорректировать наши проекты, процессы и политику, чтобы учесть их и принять более обоснованные решения не только в отношении биотоплива, но и в отношении биотоплива. сложные социальные проблемы аналогичного характера.Этот подход является областью промышленной экологии и основой для инструмента оценки жизненного цикла (LCA), методологии, которая была разработана для выполнения целостного анализа сложных систем.

Промышленная экология

Многие системы, разработанные людьми, ориентированы на максимизацию прибыльности фирмы, бизнеса или корпорации. В большинстве случаев это означает увеличение производства для удовлетворения спроса на поставляемые продукты или услуги. К сожалению, побочным продуктом этого является образование большого количества отходов, многие из которых оказывают значительное воздействие, если попадают в окружающую среду.Рис. Промышленность, созданная человеком — это общая диаграмма типичного производственного процесса, показывающая затраты материалов и энергии, производство продукции и образование отходов (содержимое «производственной коробки» является общим, а не предназначен для изображения любой конкретной отрасли — это может быть шахта, завод, электростанция, город или даже университет). Многие находят удивительным большое несоответствие между количеством производимых отходов и количеством поставляемого продукта.Таблица Соотношение отходов к продукту для отдельных отраслей промышленности предоставляет такую ​​информацию в форме отношения отходов к продукту для нескольких общих отраслей.

Промышленность, созданная человеком Общее представление отрасли, созданной человеком. Источник: Theis, T.

Неудивительно, что промышленные системы, разработанные для максимизации производства и / или прибыли при игнорировании отходов, должны быть настолько материально неэффективными. Как отмечалось в Модуле «Устойчивость и государственная политика », влияние отходов на здоровье человека и окружающую среду исторически игнорировалось или резко занижалось, поэтому стимулов для ограничения образования отходов не существовало.Совсем недавно были приняты законы, которые пытаются заставить лиц, ответственных за выбросы отходов, вести более соответствующий учет (см. Главы «Экономика окружающей среды и ресурсов» и «Современное управление окружающей средой » для более полного рассмотрения законов, нормативных актов и практики, используемых для включения затраты общества на производственную цепочку). Как только реалистичные затраты назначаются на сектор отходов, производители быстро вводят новшества и исследуют способы их устранения.

В 1989 году Роберт Фрош и Николас Галлопулос, работавшие в исследовательской лаборатории General Motors, опубликовали важный анализ этой проблемы в Scientific American (Frosch and Gallopoulos, 1989). Их доклад был озаглавлен «Стратегии производства»; в нем они поставили критический вопрос: почему производственные системы, созданные человеком, настолько расточительны, а системы в природе производят мало отходов, если вообще производят их? Несмотря на то, что было проведено множество исследований способов минимизации или предотвращения отходов, это было первое исследование, направленное на поиск системного понимания того, что принципиально отличается от человеческих систем по сравнению с естественными системами.Эта статья широко известна как порождение новой области промышленной экологии, прикладной науки, изучающей потоки материалов и энергии в промышленных системах. Промышленная экология занимается такими вещами, как закрытие материальных циклов (переработка и повторное использование), эффективность процессов и энергии, организационное поведение, системные затраты и социальные последствия товаров и услуг. Основным инструментом промышленной экологии является оценка жизненного цикла.

Основы оценки жизненного цикла

LCA — это системная методология для сбора и оценки информации о материалах и энергии по мере их прохождения через производственную цепочку продукта или услуги.В начале 1960-х годов он вырос из потребностей промышленности в понимании производственных систем, цепочек поставок и поведения рынка, а также в выборе конкурирующих конструкций, процессов и продуктов. Он также применялся для оценки образования и выбросов отходов производственной деятельности. В течение 1970-х и 1980-х годов общий интерес к ОЖЦ для экологической оценки снизился, поскольку страна сосредоточила внимание на контроле токсичных веществ и восстановлении участков с опасными отходами (см. Главы Эволюция экологической политики в США и Современное управление окружающей средой ). , но растущее беспокойство по поводу глобальных воздействий, особенно связанных с выбросами парниковых газов, привело к возобновлению интереса к развитию методологии ОЖЦ и более широкому ее применению.

LCA — хороший способ понять всю совокупность воздействий на окружающую среду и преимуществ продукта или услуги. Этот метод позволяет исследователям и практикам увидеть, где в производственной цепочке наиболее интенсивно потребляются материалы и энергия и образуются отходы. Это позволяет проводить сравнения с традиционными продуктами, которые могут быть вытеснены новыми продуктами, и помогает определить экономические и экологические компромиссы.

LCA может облегчить информирование заинтересованных сторон и потребителей о рисках и выгодах (например,грамм. «углеродный след» отдельных видов деятельности и образа жизни). Возможно, самое главное, LCA может помочь предотвратить непредвиденные последствия, такие как создание решений проблем, которые приводят к переносу экологической нагрузки с одной области на другую или с одного типа воздействия на другой.

Полная оценка LCA определяет систему как состоящую из четырех основных этапов цепочки продуктов или услуг, каждый из которых может быть далее разбит на подэтапы:

• Приобретение материалов (за счет добычи ресурсов или вторичных источников)
• Производство, переработка и изготовление
• Использование потребителями
• Утилизация (сжигание, захоронение, компостирование, переработка / повторное использование)

Каждый из них включает транспортировку материалов внутри или между этапами, и транспортировка имеет свой собственный набор воздействий.

В большинстве случаев воздействия, вносимые на каждом этапе ОЖЦ, неравномерны, то есть один или два этапа могут доминировать в оценке. Например, при производстве изделий из алюминия именно приобретение материалов (добыча полезных ископаемых), очистка руды и химическое восстановление алюминия до металла оказывают воздействие на окружающую среду. Последующее использование алюминиевых продуктов потребителями оказывает очень незначительное влияние, хотя облегчение переработки алюминия является важным шагом в предотвращении потребления первичных материалов и энергии.Напротив, для автомобилей с двигателем внутреннего сгорания использование потребителями создает 70-80% воздействий в течение жизненного цикла. Таким образом, не всегда необходимо, чтобы ОЖЦ включал все этапы анализа; во многих случаях интерес представляет только часть цепочки продуктов / услуг, и зачастую информации в любом случае недостаточно для того, чтобы охватить все этапы. По этой причине появились определенные характерные термины для различных «масштабов» LCA:

• От колыбели до могилы : включает полный цикл материала / энергии продукта / материала, но исключает переработку / повторное использование.
• От колыбели до базы : включает полный цикл материалов, включая переработку / повторное использование.
• Cradle-to-gate : включает приобретение материалов, производство / переработку / изготовление (заводские ворота), но исключает использование продукта и окончание срока службы.
• От ворот к воротам : частичный LCA, рассматривающий отдельный добавленный процесс или материал в производственной цепочке.
• Well-to-wheel : особый тип LCA, предполагающий применение топливных циклов к транспортным средствам.
• Воплощенная энергия : сквозной анализ энергии жизненного цикла продукта, включая скрытую энергию в материалах, энергию, используемую во время приобретения материала, и энергию, используемую при производстве промежуточных и конечных продуктов. Воплощенную энергию иногда называют «возникающей» или совокупной потребностью в энергии (CED) продукта или услуги.

Методология ОЖЦ

Со временем методология проведения анализов жизненного цикла (LCA) была усовершенствована и стандартизирована; обычно описывается, как это происходит в четыре этапа: определение объема работ, инвентаризация, оценка воздействия и интерпретация.Первые три из них являются последовательными, а этап интерпретации — это непрерывный процесс, который происходит на протяжении всей методологии. Рисунок Общая структура оценки жизненного цикла иллюстрирует это в общем виде.

Общие принципы оценки жизненного цикла Четыре этапа оценки жизненного цикла и их взаимосвязь. Источник: Mr3641 через Википедию

Определение объема

Определение объема, возможно, является наиболее важным шагом при проведении ОЖЦ.Именно здесь делается явное обоснование для проведения оценки, где определяются границы системы, где указываются количество, качество и источники данных, и где формулируются любые допущения, лежащие в основе ОЖЦ. Это критически важно как для качества результирующего анализа, так и для сравнения между LCA для конкурирующих или альтернативных продуктов.

Инвентарный анализ

Этап инвентаризационного анализа включает сбор информации об использовании энергии и различных материалов, используемых для производства продукта или услуги на каждой стадии производственного процесса.Если верно, что определение объема является наиболее важным шагом в ОЖЦ, то инвентаризация, вероятно, является наиболее утомительной, поскольку она включает в себя поиск, сбор и оценку качества данных, а также указание источников неопределенностей, которые могли возникнуть. Для продуктов, которые производятся в течение длительного времени и для которых хорошо известны производственные процессы, такие как производство стали, бетона, бумаги, большинства пластмасс и многих машин, данные легко доступны. Но для новых продуктов, которые либо находятся в стадии разработки, либо находятся под патентной защитой, данные часто считаются собственностью и, как правило, не используются в открытых источниках.Неопределенность может возникнуть из-за отсутствующих или плохо документированных данных, ошибок в измерениях или естественных вариаций, вызванных внешними факторами (например, погодные условия могут вызвать значительные различия в результатах сельскохозяйственных систем или способы использования потребителями продуктов и услуг, которые могут вызвать изменчивость в выбросы загрязняющих веществ и утилизация продукта по окончании срока службы). Часто производственная цепочка процесса включает в себя множество этапов, в результате которых проводится подробный анализ запасов. На Рис. . Подробная блок-схема системы для кускового мыла , например, показывает производственный процесс для кускового мыла (эта диаграмма предназначена для производства кускового мыла с использованием омыления — гидролиза триглицеридов с использованием животных жиров и щелока).Инвентаризация требует материальных и энергетических входов и выходов для каждого из этих шагов, хотя может оказаться, что некоторые шаги мало способствуют окончательному анализу воздействия. Например, инвентарь, связанный с основным оборудованием для производственного процесса, то есть машинами, которые заменяются через длительные промежутки времени, так что их влияние в краткосрочной перспективе минимально, часто не включается в анализ.

Есть два дополнительных аспекта ОЖЦ, которые также следует рассмотреть во время инвентаризационного анализа: функциональная единица сравнения и распределение количества запасов между сопутствующими продуктами или услугами.Функциональная единица является основой для сравнения двух или более продуктов, процессов или услуг, гарантирующих равенство выполняемых функций. Это может показаться простой задачей. Например, для мыла, произведенного с помощью процесса, показанного на Рисунке . Подробная блок-схема системы для мыла в куске , можно выбрать «один кусок мыла» в качестве функциональной единицы сравнения. Но как тогда провести сравнение LCA, скажем, с жидким мылом для рук или средством для мытья тела (которое сочетает в себе функциональность мыла и шампуня)? Возможно, лучшим выбором будет «количество промывок» или, возможно, концентрация поверхностно-активного вещества, доступная для среднего использования (в последнем случае необходимо определить «среднюю дозу»).Кроме того, мыло имеет другие добавки и атрибуты, такие как запахи, лосьоны, цвета и даже функциональность формы — факторы, которые могут не влиять на эффективность очистки, но, безусловно, влияют на предпочтения потребителей и, следовательно, на проданное количество. Поскольку весьма вероятно, что практически все мыло, закупленное потребителями, в конечном итоге будет смыто насыпью, такие факторы товарности действительно могут иметь воздействие на окружающую среду.

Подробная блок-схема системы кускового мыла Производственный процесс кускового мыла (эта схема предназначена для изготовления кускового мыла с использованием омыления — гидролиза триглицеридов с использованием животных жиров и щелочи). Источник: (Агентство по охране окружающей среды США, 2006 г.)

Данные инвентаризации практически всегда запрашиваются для всей цепочки поставки-производства-потребителя, а не для отдельных продуктов, поэтому, когда эта же цепочка производит несколько продуктов, необходимо распределить между ними материалы, энергию и отходы. Опять же, обращаясь к Рис. . Подробная блок-схема системы для мыла в бруске, можно увидеть, что потенциально может производиться несколько побочных продуктов: жир и другие продукты животного происхождения, лесные продукты, картон и бумага, а также товарный лом.Обычно существует три способа распределения материалов и энергии между побочными продуктами: масса, объем и экономическая ценность. Распределение по массе и объему является наиболее простым, но оно может не отражать рыночные силы, которые важны для внесения материалов в окружающую среду. Распределение через экономическую оценку обычно отражает стоимость энергии и любую «добавленную стоимость» к сырью, но может не учитывать влияние самих материалов. Кроме того, рыночная стоимость может меняться с течением времени. В конечном итоге важным аспектом любой процедуры распределения является то, что она должна быть полностью задокументирована.

Оценка воздействия

Оценка воздействия жизненного цикла (LCIA) берет данные инвентаризации об использованных материальных ресурсах, потребляемой энергии и отходах, выбрасываемых системой, и оценивает потенциальное воздействие на окружающую среду. На первый взгляд, учитывая, что инвентарный список может включать тысячи веществ, может показаться, что количество потенциальных воздействий поразительно велико, но проблема становится более решаемой за счет применения системы классификаций воздействий, в рамках которой могут быть включены различные инвентарные количества. сгруппированы как имеющие аналогичные последствия для здоровья человека или окружающей среды.Иногда инвентаризационные количества в общей категории воздействия возникают в разных частях жизненного цикла и часто обладают очень разными химическими / биологическими / физическими характеристиками. ОВЖЦ группирует выбросы на основе их общих воздействий, а не на основе их химических или физических свойств, выбирая эталонный материал, для которого хорошо известно воздействие на здоровье, в качестве базовой единицы сравнения. Ключевым аспектом является преобразование ударов различных веществ в эталонную единицу. Это делается с использованием характеристических факторов, некоторые из которых хорошо известны, например, потенциал глобального потепления и потенциал разрушения озонового слоя, а также LC ₅₀ (концентрация вещества, при которой погибает пятьдесят процентов населения, подвергшегося облучению) и другие. все еще находятся в стадии разработки.Таблица Общие категории воздействий и их ссылки представляет несколько категорий воздействий, которые часто используются в ОВЖЦ, вместе с их ссылками. Категории, перечисленные в Таблице Общие категории воздействия и ссылки на них , не являются исчерпывающими — новые типы категорий воздействия, такие как землепользование и социальные воздействия, — и продолжают развиваться.

Пример поможет проиллюстрировать тип информации, получаемой в результате инвентаризации жизненного цикла и оценок воздействия.В этом случае исследуется система, производящая пластик биологического происхождения, полилактид. (PLA). PLA был предложен в качестве более экологичной альтернативы пластмассам, производимым из нефти, поскольку он сделан из растительных материалов, в данном случае из кукурузы, но при этом обладает свойствами, аналогичными пластмассам, полученным из нефти. На рисунке «Схема обработки для получения полилактида » показана схема системы, которая представляет собой оценку «от колыбели до ворот». Как и любой пластик, PLA может быть превращен в различные конечные продукты, и каждый из них будет иметь разные характеристики LCA от колыбели до могилы.Производство PLA включает выращивание кукурузы, сбор и переработку зерна, а также полимеризацию молекул молочной кислоты, образующихся в результате ферментации. На каждом этапе используются или производятся различные химические вещества и энергия. Именно эти производственные материалы вносят свой вклад в анализ воздействия. Товарно-материальные запасы распределялись по основным биопродуктам массово.

Схема производства полилактида (PLA) Производство PLA включает выращивание кукурузы, сбор и обработку зерна, а также полимеризацию молекул молочной кислоты, образующихся в результате ферментации.На каждом этапе используются или производятся различные химические вещества и энергия. Именно эти производственные материалы вносят свой вклад в анализ воздействия. Источник: Landis, A.E. (2007)

Среди данных инвентаризации, полученных в этом случае, есть ископаемое топливо жизненного цикла, используемое системой, в основном для питания сельскохозяйственного оборудования («Сельское хозяйство»), кукурузы для мокрого измельчения («CWM»), чанов для тепловой ферментации («Фермент») и Полимеризация («Полим»). Также включена транспортировка промежуточных продуктов от источников до перерабатывающего центра.Рис. Использование ископаемого топлива для производства PLA по сравнению с пластмассами на нефтяной основе. показывает ископаемое топливо, используемое для производства PLA, в сравнении с ископаемым топливом, используемым для производства нескольких пластмасс на нефтяной основе. Рисунок Анализ воздействия потенциального глобального потепления показывает анализ воздействия потенциала глобального потепления. Как и следовало ожидать, ископаемое топливо, используемое для производства PLA, немного меньше, чем для пластмасс нефтяного происхождения на

Использование ископаемого топлива для производства PLA по сравнению с пластмассами на нефтяной основе Количество ископаемого топлива, используемого при производстве PLA, немного меньше по сравнению с производством нескольких продуктов на нефтяной основе.(примечание: PS-GPPS — полистирол общего назначения; HDPE — полиэтилен высокой плотности; PET — полиэтилентерефталат; LDPE — полиэтилен низкой плотности; PP — полипропилен). Источник: Landis, A.E. с использованием данных: PLA-L, PLA-L2, (Landis, A.E., 2007); PLA-V (Винк и др., 2003); PLA-B (Bohlmann, 2004); PLA-P (Патель и др., 2006).

Анализ воздействия потенциального глобального потепления Влияние глобального потепления на PLA по сравнению с некоторыми другими пластиками, полученными из нефти. Источник: Landis, A.E. (2007)

равная массовая основа (функциональная единица — один килограмм пластика). Инвентаризация PLA также показывает источники ископаемого топлива, используемого на каждом этапе производственной цепочки, причем этап ферментации является наиболее интенсивным пользователем. Что может быть неочевидным, так это то, что общее количество парниковых газов (ПГ), выбрасываемых в результате процесса, на основе эквивалента двуокиси углерода (CO ₂ ), как правило, выше для биополимера по сравнению с нефтяными полимерами, несмотря на более низкое содержание ископаемых углеводородов. расход топлива.При тщательном изучении данных это связано с сельскохозяйственным этапом, на котором потребляется относительно мало ископаемого топлива, но на него приходится непропорционально большое количество выбросов парниковых газов, в основном в форме закиси азота, мощного парникового газа (в 310 раз больше потенциал глобального потепления CO ₂ ), который является побочным продуктом внесения удобрений на поля. Этот пример также иллюстрирует нелогичные результаты, часто генерируемые LCA, что является основной причиной их важности.

Интерпретация LCA

Этап интерпретации LCA происходит на протяжении всего анализа. Как отмечалось выше, вопросы, связанные с обоснованием проведения ОЖЦ, определением системы и установлением ее границ, определением потребностей, источников и качества данных, а также выбором функциональных единиц, процедур распределения и соответствующих категорий воздействия, должны быть рассмотрены как ОЖЦ. разворачивается. По существу, есть две формальные причины для проведения ОЖЦ: (а) выявление «горячих точек», где использование материалов и / или энергии и выбросы отходов, как по количеству, так и по типу, являются наибольшими, чтобы можно было сосредоточить усилия на улучшении производственной цепочки; и (b) сравнение результатов между другими ОЖЦ и среди них, чтобы получить представление о предпочтительном продукте, услуге, процессе или пути.В обоих случаях есть предостережения, относящиеся к интерпретации результатов.

Предположения

Обычно для проведения ОЖЦ необходимо делать различные предположения. Иногда они незначительны, например, исключение элементов исследования, которые явно не оказывают заметного влияния на результаты, а иногда и более критичны, например, выбор одного набора границ системы по сравнению с другим. Это должно быть четко указано, а окончательные результаты следует интерпретировать в свете сделанных предположений

Качество, неопределенность и чувствительность данных

В ходе проведения ОЖЦ обычно используются различные источники данных.В некоторых случаях это может быть полномасштабная эксплуатация процесса, в других — мелкомасштабный или даже лабораторный, в третьих, может возникнуть необходимость смоделировать информацию из литературных источников. Такая неоднородность неизбежно приводит к неопределенности конечных результатов; есть несколько статистических методов, которые можно применить для их учета. Важным аспектом завершенной ОЖЦ является степень чувствительности результатов, отображаемых при нарушении ключевых переменных.Для высокочувствительных этапов цепочки существует большая потребность в сокращении неопределенностей, прежде чем делать уверенные выводы.

Несоизмеримость

Иногда категории воздействия LCA, такие как те, которые показаны в Таблице Общие категории воздействия и их ссылки , перекрываются в том смысле, что один и тот же загрязнитель может влиять на более чем одну категорию. Например, если данная оценка дает высокие баллы как по токсичности для водной среды, так и по токсичности для человека, например, в результате использования пестицидов, тогда можно было бы оправдать использование обеих этих категорий, чтобы сделать выводы и сделать выбор на основе результатов ОЖЦ.Однако чаще всего повышенные оценки наблюдаются для категорий, которые напрямую не сопоставимы. Например, добыча, переработка и использование нефти дают высокий балл по глобальному потеплению (из-за выброса парниковых газов), в то время как производственная цепочка для биотоплива этанола имеет высокий балл по эвтрофикации (из-за выброса азота на стадии выращивания) . Какая проблема хуже — изменение климата или прибрежная гипоксия? Общество вполне может выбрать курс действий, в котором одно направление предпочтительнее другого, но в этом случае главная ценность LCA состоит в том, чтобы выявить компромиссы и сообщить нам о последствиях, а не указать, какой курс «правильный».”

Оценка рисков и регулирование

Одним из неотъемлемых ограничений LCA является его использование для оценки риска. Оценка и управление рисками, как описано в Модулях Эволюция экологической политики в США и Современное управление окружающей средой , представляет собой формальный процесс, который количественно определяет риски для известного населения в определенном месте, подверженного воздействию определенного химического вещества, для определенный период времени. Он генерирует значения риска с точки зрения вероятности известных последствий из-за последовательности событий, которые напрямую сопоставимы и на основании которых могут приниматься и принимаются решения по стандартам качества воды, земли и воздуха и их нарушению.LCA — это метод оценки воздействия отходов на здоровье человека и окружающую среду с точки зрения цепочки продуктов / услуг, а не конкретной группы населения. Его можно использовать для определения источников загрязнения и общего воздействия на окружающую среду — своего рода руководство по регулированию, но его прямое использование в процессе экологического регулирования на сегодняшний день довольно ограничено. Одно приложение для LCA, которое было предложено для использования в регулирующих органах, предназначено для оценки воздействия требований о биотопливе на практику землепользования в Соединенных Штатах и ​​других регионах, однако никаких нормативных стандартов для землепользования еще не предложено.

Инструменты для проведения LCA

К счастью, существует ряд баз данных и инструментов в виде компьютерного программного обеспечения для помощи в проведении LCA. Это активная область развития; в этом разделе описаны некоторые из наиболее известных и широко используемых инструментов.

Парниковые газы, регулируемые выбросы и использование энергии в транспортной модели (GREET)

GREET — это база данных на основе электронных таблиц, разработанная Аргоннской национальной лабораторией, которая связывает использование энергии с выбросами на основе жизненного цикла.Ранние версии были ограничены парниковыми газами, но по мере доработки модели было добавлено много других типов загрязнителей. Хотя он широко использовался для сравнения вариантов транспортировки и топлива (отсюда и название), GREET использовался для многих других приложений, которые имеют значительную энергетическую составляющую, включая сельское хозяйство, разработку материалов и продуктов, а также стратегии утилизации.

SimaPro

SimaPro был разработан PRé Consultants в Нидерландах.Это основанный на процессах инструмент для анализа продуктов и систем на предмет их энергопотребления и воздействия на окружающую среду в течение их жизненного цикла. Он содержит ряд баз данных для моделирования процессов, проведения инвентаризации, сборки продуктов и систем, анализа результатов и оценки воздействия жизненного цикла, а также функциональные модули для выполнения анализов неопределенности и чувствительности.

Инструмент для снижения и оценки химического и другого воздействия на окружающую среду (TRACI)

TRACI — это инструмент для анализа воздействия жизненного цикла, разработанный U.S. Агентство по охране окружающей среды. Он использует данные инвентаризации в качестве входной информации для выполнения «среднего» анализа воздействия с использованием таких категорий, как те, что показаны в Таблице Общие категории воздействия и ссылки на них . Срединный анализ оценивает воздействие на основе результатов в общей точке цепочки рисков, например, потенциала глобального потепления, потому что последующие оценки воздействия конечной точки требуют нескольких допущений и выбора значений, которые часто различаются от случая к случаю. Значения для различных категорий ударов, приведенные в Таблице Общие категории ударов и их справочные данные , являются средними ориентирами.

Оценка жизненного цикла экономических затрат и выпуска (EIO-LCA)

EIO-LCA (http://www.eiolca.net/) использует другой подход к разработке оценки жизненного цикла. По сравнению с несколько сложным подходом «снизу вверх», описанным выше, EIO-LCA использует более агрегированный, основанный на матрице подход, в котором экономика состоит из нескольких сотен «секторов», каждый из которых связан с другим посредством ряда факторов. . EIO был впервые разработан в 1950-х годах Василием Леонтьевым (1905–1999), получившим Нобелевскую премию по экономике за свою работу.EIO оказался очень полезным инструментом для национального и регионального экономического планирования. Затем разработчики EIO-LCA связали основную экономическую модель с рядом воздействий на окружающую среду. EIO-LCA использует экономические меры, чтобы нарушить работу системы; например, если завод стремится увеличить выпуск продукции на десять процентов, то совокупные затраты по экономике должны вырасти на десять процентов. Конечно, некоторые из вводимых ресурсов из одних секторов увеличатся очень незначительно, если вообще увеличатся, в то время как другие будут нести основную тяжесть увеличения выпуска за счет увеличения затрат.В EIO-LCA часть новых результатов будет связана с увеличением нагрузки загрязняющих веществ на окружающую среду.

EIO-LCA имеет ряд преимуществ по сравнению с подходом «снизу вверх». Нет необходимости беспокоиться об определении границ системы, т.е. «граница» — это вся экономика Соединенных Штатов (или субрегиона), которая включает в себя все материальные и энергетические входы и выходы. Данные, используемые в EIO-LCA, по большей части уже собраны федеральным правительством, что позволяет избежать утомительной стадии инвентаризации.Наконец, доступны программные модели для проведения анализа. В то время как «восходящий» LCA может занять месяцы или даже годы, EIO-LCA обычно занимает несколько часов.

Конечно, на этом уровне агрегирования теряется много информации, особенно о том, как на самом деле функционирует система. Например, «энергетический» сектор экономики включает вырабатываемую электроэнергию, но не делает различий между ядерными, ископаемыми или возобновляемыми источниками. И если кто-то озабочен функциональными причинами того или иного результата, EIO-LCA будет иметь ограниченное применение.Часто подходы «снизу вверх» и EIO-LCA комбинируются («гибридный» подход).

Выводы

Подход на основе жизненного цикла — полезный способ понять, какие материалы и энергия необходимы для производства продукта или оказания услуги, увидеть, где образуются отходы, и оценить последующее воздействие, которое эти отходы могут оказать на окружающую среду. Это хороший способ улучшить цепочку продуктов, сформулировать компромиссы и сравнить альтернативные процессы и продукты.В этих условиях LCA облегчает принятие решений менеджерами, дизайнерами и другими заинтересованными сторонами. Что наиболее важно, LCA — это способ комплексного и систематического определения вариантов политики.

Вопросы для обзора

Каковы некоторые из причин использовать оценки жизненного цикла?

Какие основные этапы цепочки продуктов или услуг служат основой для оценки жизненного цикла?

Какие шаги необходимо выполнить при оценке жизненного цикла?

Назовите несколько характерных областей оценки жизненного цикла.

Что такое «воплощенная энергия»?

Назовите несколько категорий оценки воздействия и единицы измерения, которые обычно используются для их выражения.

Назовите несколько инструментов анализа воздействия жизненного цикла и их основные характеристики.

Каковы некоторые ограничения оценок жизненного цикла?

Найдите и прочтите в Интернете заполненную «Оценку жизненного цикла». Подумайте, приведет ли широкое принятие обществом к ощутимому снижению воздействия на окружающую среду? Если да, то какие? Какие могут быть препятствия? Есть ли какие-либо компромиссы, связанные с усыновлением, т.е.е. некоторые удары могут быть уменьшены, а другие могут стать хуже?)

Список литературы

Больманн, Г. М. (2004). Оценка жизненного цикла биоразлагаемой упаковки. Экологический прогресс, 23 (4), 49-78. DOI: 10.1002 / ep.10053

Фрош Р. и Галлопулос Н. (1989). Стратегии производства. Scientific American , 261 (3), 144-152.

Ландис, А. Э. (2007). Экологическое и экономическое воздействие производства на биологической основе . Неопубликованная докторская диссертация, Иллинойсский университет в Чикаго.

Патель, М., Крэнк, М., Дорнбург, В., Германн, Б., Роуз, Л., Хьюслинг, Б. и др. (2006, сентябрь). Среднесрочные и долгосрочные возможности и риски биотехнологического производства сыпучих химикатов из возобновляемых ресурсов — Потенциал белой биотехнологии: Проект BREW . Утрехтский университет, Нидерланды: Программа роста Европейской комиссии (DG Research).

Агентство по охране окружающей среды США. (2006). Оценка жизненного цикла: принципы и практика .(Публикация EPA № EPA / 600 / R-06/060). Отделение системного анализа, Национальная научно-исследовательская лаборатория управления рисками. Цинциннати, Огайо. http://www.epa.gov/nrmrl/lcaccess/pdfs/600r06060.pdf.

Винк, Э. Т. Х., Рабаньо, К. Р., Гласснер, Д. А., и Грубер, П. Р. (2003). Применение оценки жизненного цикла к производству полилактидов (PLA) NatureWorks. Разложение и стабильность полимера 80 (3), 403-419. DOI: 10.1016 / S0141-3910 (02) 00372-5

Глоссарий

выделение

Для цепочки, производящей несколько продуктов или услуг, разделение количества запасов между этими сопутствующими продуктами или сопутствующими услугами.

Оценка жизненного цикла экономических затрат и результатов (EIO-LCA)

Агрегированный подход к оценке жизненного цикла, при котором воздействие продукта или услуги на окружающую среду определяется посредством анализа экономики в целом.

функциональный блок

Основа для сравнения двух или более продуктов, процессов или услуг, гарантирующая равенство выполняемых функций.

промышленная экология

Прикладная наука, изучающая потоки материалов и энергии в промышленных системах.

оценка жизненного цикла (ОЖЦ)

Метод количественной оценки материалов и энергии, необходимых для производства или предоставления продукта или услуги, который оценивает производимые отходы и потенциальное воздействие на окружающую среду во всей или части производственной цепочки.

Оценка воздействия жизненного цикла (LCIA)

Этап ОЖЦ, на котором рассчитываются воздействия на окружающую среду, связанные с производством и доставкой, использованием и утилизацией продукта.

Инвентаризация жизненного цикла (LCI)

Этап LCA, на котором собирается информация об использовании энергии и различных материалов, используемых для производства продукта или услуги на каждой стадии производственного процесса.

определение объема

Стадия ОЖЦ, на которой обоснование для проведения оценки указывается в явном виде, где определяются границы системы, где указываются количество, качество и источники данных, и где указываются любые допущения, лежащие в основе ОЖЦ. .

7 Определение требований и дизайна | Интеграция человека и системы в процессе разработки системы: новый взгляд

уже существует институциональный процесс для включения эргономики в конструкцию системы. Шаги в общем эргономическом процессе: (1) организация процесса, (2) определение проблемы, (3) анализ проблемы, (4) разработка решения, (5) реализация решения и (6) оценка результат (Kilbom and Petersson, 2006).

С точки зрения эргономики, философия, лежащая в основе методов, заключается в предотвращении и разработке системы для минимизации факторов риска. Без такого упреждающего, запланированного подхода человеческие потери могут варьироваться от легкого дискомфорта до кумулятивной травмы или травмы и, возможно, даже смерти. Поэтому при проектировании систем очень важно учитывать физические ограничения и возможности человека-пользователя. Основными эргономическими соображениями для здоровых, безопасных и эффективных рабочих мест и окружающей среды являются положение рабочего при выполнении задания (досягаемость, захват, линия обзора, рабочая высота и т. Д.).), поза (сидя и стоя), зазоры (доступ, пространство для движения, пространство для действий), управление машиной (видимость, контрольные размеры), приложение силы (допустимые силы), компоновка рабочей станции (отображение и управление положения и взаимосвязи) и физическая среда (освещение, шум, климат, вибрация, радиация, химические, психосоциальные, пространственные и т. д.) (Wilson, 1998). Антропометрические (и другие) данные для эргономичного дизайна в новой конструкции системы можно найти в нескольких опубликованных военных и гражданских руководящих принципах и стандартах.Цифровое моделирование человека — еще один отличный способ проверить альтернативы дизайну. Кроме того, контролируемое тестирование и лабораторные эксперименты (например, примерка и пользовательское тестирование) могут использоваться для эмпирической оптимизации эргономичного дизайна.

С точки зрения физической эргономики пользователи могут беспокоиться о различных проблемах — от ощущаемого дискомфорта до физических травм. Методы оценки могут использоваться для выявления потенциальных проблем в существующих системах или для оценки альтернатив в новых системах. На примере одного класса проблем физической эргономики можно сказать, что травмы опорно-двигательного аппарата часто начинаются с того, что пользователи испытывают дискомфорт (Hedge, 2005).Если не лечить, такое ощущение дискомфорта может перерасти в боль. В таком случае невылеченная боль может привести к повреждению опорно-двигательного аппарата (например, тендиниту, теносиновиту, туннельному синдрому запястья) (Hedge, 2005).

Наконец, была предпринята попытка автоматизировать инструменты, с помощью которых физическая эргономика учитывалась в процессе проектирования. Цифровые модели человека — это инструменты эргономического анализа и проектирования, которые предназначены для использования на ранних этапах процесса разработки продуктов и систем для улучшения физического проектирования систем и рабочих станций (см. Раздел о моделях и имитационном моделировании).

Общие представления варьируются от физиологических тестов, таких как измерение систолического артериального давления, до субъективных инструментов, таких как оценка воспринимаемых нагрузок (Louhevaara et al., 1998). Методы физической эргономики, ориентированные на оценку дискомфорта, сосредоточены вокруг самооценки в-

приемов и стандартов Altium | mbedded.ninja

Обзор

После многих лет использования Altium, вы начинаете придумывать маленькие хитрости, чтобы облегчить жизнь вашей печатной платы.Эта страница предназначена для того, чтобы помочь вам в этом быстрее!

При работе с Altium стоит иметь несколько базовых стандартов / протоколов, иначе все может быстро стать некрасивым.

Привязка символа схемы

Правило: Сохраняйте привязку схемы при разработке символов к значениям DXP по умолчанию.

Это связано с тем, что большинство библиотек схематических символов используют этот параметр, а если вы этого не сделаете, символы других людей не соединятся должным образом. Я рекомендую вам использовать оснастку, кратную 5 мельнице.Это применимо только при размещении булавок, вы можете выбрать все, что хотите для остальной части символа! Я регулярно использую оснастку 1mill для создания графики символа.

Если вы не понимаете оснастку правильно, очень сложно соединить контакты на схеме, и Altium будет выдавать предупреждения «Компонент вне сети» при компиляции. Их перегрузка может замаскировать любую истинную ошибку, когда компонент не подключен к намеченной цепи.

Одна печатная плата на каждый файл PcbDoc и PcbPrj

Altium был спроектирован таким образом, чтобы на каждый приходилась только одна печатная плата.PcbDoc файл. И он был разработан таким образом, что на каждый файл .PcbPrj приходился только один файл .PcbDoc . Отдельная печатная плата определяется как одна непрерывная область платы.

Проблемы с наличием нескольких плат на .PcbDoc :

1. Altium поддерживает только контур платы, который выделяет одну непрерывную область. Чтобы добавить несколько печатных плат, вы должны добавить соединительное звено платы между двумя фактическими печатными платами, что выглядит некрасиво как в 2D, так и в 3D режимах.
2. Все цепи между двумя печатными платами должны быть уникальными.Это становится проблемой для часто используемых имен, таких как 5V и GND. Если у вас нет уникальных имен, Altium захочет, чтобы вы соединили две печатные платы вместе медью, думая, что у вас нет маршрутизации цепи.
3. Обозначения на двух печатных платах должны быть уникальными. Это означает, что обозначения на одной из печатных плат не начинаются с R1, C1 и т. Д.

Структура папок

Создайте отдельную папку для каждого проекта. — Со всеми файлами, которые Altium создает для проекта, каталоги могут стать действительно беспорядочными.

Помешать добавлению комнат в печатную плату

Кроме того, комнаты могут раздражать, когда они вам не нужны. Чтобы отключить комнаты, нажмите Проект → Параметры проекта → ECO Generation . Выберите Добавить комнаты , а затем выберите Игнорировать различия в раскрывающемся меню справа. Удалите все существующие комнаты, и Altium больше не будет автоматически добавлять их при обновлении платы.

Снимок экрана, показывающий, как запретить Altium добавлять комнаты на печатную плату.

Мои переходные отверстия / треки исчезают при маршрутизации!

Это вызвано функцией Altium Automatically Remove Loops , удаляющей переходные отверстия и дорожки, когда к одной и той же дорожке подключено несколько. Чтобы этого не произошло, начните маршрутизацию, а затем нажмите TAB . Появятся окна параметров маршрутизации. Перейдите в раздел Interactive Routing Options и снимите флажок Automatically Remove Loops .

Системы контроля версий

Если вы используете программное обеспечение управления версиями Mercurial для своего проекта Altium, вот рекомендуемый файл Mercurial Ignore File, чтобы предотвратить передачу ненужных файлов под контроль версий.

Форма платы

Altium обеспечивает тесную интеграцию между механической и электрической конструкцией с возможностью определения формы платы из файлов DXF / DWG или ступенчатых моделей. Я лично считаю, что формат DXF идеально подходит для определения формы платы из механического проекта, в котором вы можете создать DXF с контуром платы, экспортируя из программного обеспечения САПР, такого как SolidWorks или GeoMagic.

Стандарты слоев печатной платы

Они соответствуют слоям по умолчанию, которые мастер Altium IPC Footprint Wizard автоматически использует для определенных частей компонента.Некоторые слои объединены в пары, поэтому Altium автоматически переключает объекты на этих слоях, когда компонент изменяется с верхнего уровня на нижний и наоборот.

Note

Механический 1 (контур платы), Механический 2 (информация о печатной плате) и Механический 11/12 (размерные слои) не выбираются Altium, а являются просто личными предпочтениями.

Сопряжение механических слоев выполняется, как показано ниже.

Сопряжение механических слоев в Altium.

Цвета слоев

Я считаю, что при использовании многих слоев Altium цветовая схема по умолчанию может сильно сбивать с толку. Чтобы упростить понимание, мне нравится использовать цветовую схему « горячая и холодная ».

Все слои, относящиеся к верхней стороне (верхний слой, верхний слой, верхняя вставка, верхний припой, верхние размеры, верхние контуры компонентов / трехмерные тела и верхний внутренний двор, все выбраны горячими цветами, в то время как все нижние боковые слои, наоборот выбраны холодные тона.

Пример, показывающий использование «горячего» и «холодного» цветов слоя печатной платы в Altium, чтобы помочь различать верхние и нижние связанные объекты.

Файл [TransparentHotColdPcbViewConfig v1.0.config_2dsimple] (/ docs / TransparentHotColdPcbViewConfig v1.0.config_2dsimple) и загружается в Altium для настройки цветовой схемы, как указано выше.

Соглашение об именах символов печатных плат

Хорошая идея — следовать соглашению об именах символов печатных плат Altium, которое можно загрузить с веб-сайта Altium. здесь.

Описание компонентов Стандарты

Описание компонента обычно используется для передачи всех важных параметров компонента, которые имеют жизненно важное значение для спецификации. Например, описание конденсатора может указывать, что это конденсатор, тип конденсатора, размер корпуса, температурный коэффициент, допуск, напряжение и емкость в сокращенной записи.

Идея состоит в том, что поле «Описание» будет добавлено в спецификацию, и оно будет нести единоличную ответственность за описание детали с необходимыми деталями.

Для этой цели полезно использовать описание компонента, чтобы упростить понимание и использование спецификации. Поскольку каждый тип компонента имеет свой собственный уникальный набор параметров, если все эти значения будут включены в их собственные отдельные поля параметров, спецификация станет большой, полной пустых полей (например, резистор обычно не имеет температурного коэффициента) и излишне неряшливый.

Я использую следующие обозначения для поля описания. Параметры перечислены в сокращенном виде от наиболее общих до наименее общих (это позволяет хорошо группировать при алфавитно-цифровой сортировке).Ссылка на символ задается номером детали производителя, так как это должно быть уникальное поле.

Маркировка конденсаторов

Ниже приведен хороший способ маркировки конденсаторов:

Поиск в библиотеке схем Altium.

  Конденсатор, <тип>, <размер упаковки (дюймовые)>, <емкость>, <напряжение>, <температурный коэффициент>, <допуск>
  

например

  Конденсатор, керамический, 0603, 10 нФ, 35 В, X7R, 5%
  

Маркировка резистора

Ниже приведен хороший способ маркировки резисторов:

  Резистор, <размер корпуса (дюймовые)>, <сопротивление>, <допуск>, <номинальная мощность>
  

эл.грамм.

  Резистор, 0402, 2,70 кОм, 1%, 63 мВт
  

Примечание

Символ Омега (он же символ Ом) не поддерживается в редакторе плат как часть описания компонента. Вместо этого вы можете использовать символ R .

Быстрое добавление переходных отверстий в цепи

Чтобы быстро связать переходное отверстие с цепью, при размещении переходного отверстия обязательно поместите его над дорожкой или контактной площадкой с той же цепью. Переходное отверстие автоматически наследует подключенную сеть.

Быстрое получение технических данных

Снова и снова в процессе проектирования печатной платы вам захочется обратиться к техническому описанию компонента, который вы видите на схеме.Существует быстрый способ добавить ссылку в контекстное меню компонента, вызываемое правой кнопкой мыши в Altium, путем добавления параметра компонента, который следует специальному синтаксису.

Эти специальные параметры компонентов называются связями компонентов и соответствуют синтаксису:

Это можно повторить для любого количества звеньев компонентов . URL-адресом может быть любой допустимый путь (то есть путь к файлу на вашем компьютере / сервере или к URL-адресу веб-сайта). Их можно добавить как к параметрам компонентов схемной библиотеки, так и к параметрам библиотеки компонентов, которые будут переданы в хранилище.Ссылки на компоненты добавляются в подменю References , когда вы щелкаете правой кнопкой мыши компонент в редакторе схем Altium.

Например, я бы добавил эти параметры компонента в буфер IC:

Как показано на следующем изображении:

Добавление специальной ссылки на компонент в таблицу компонентов в Altium.

Затем я мог бы быстро перейти к таблице данных, щелкнув компонент правой кнопкой мыши, перейдя в подменю «Ссылки» и нажав «Таблица данных».

Быстрый переход к таблице данных компонента с помощью параметра ссылки на компонент в Altium.

Использование прозрачных слоев

«Использовать прозрачные слои» — это опция меню, скрытая в Altium, которая делает слои полупрозрачными. Это действительно полезно при работе / маршрутизации с многослойными объектами (такими как переходные отверстия).Я обнаружил, что использую прозрачный режим чаще, чем сейчас, с тех пор, как открыл его. Чтобы включить его, перейдите в меню «Просмотр конфигураций», щелкните вкладку «Параметры просмотра» и убедитесь, что в поле «Использовать прозрачные слои» установлен флажок, как показано ниже.

Включение параметра прозрачного слоя в Altium. Очень полезно при фрезеровке сложных многослойных плат!

Вот пример, показывающий слои в прозрачном режиме.

Пример вида печатной платы в Altium при использовании прозрачных слоев.

Прямое подключение для определенных контактных площадок

При разработке печатной платы вы часто обнаруживаете, что хотите «напрямую подключиться» от многоугольных заливок и плоскостей питания к определенным контактным площадкам компонента, оставив остальные с терморазгрузочными соединениями. Обычно это делается для уменьшения сопротивления медной дорожки на сильноточные выводы (например, V + и GND).

Колодка клеммной колодки с прямым подключением к многоугольнику (+24 В-ДВИГАТЕЛЬ) и колодка с терморазгрузочными соединениями (GND).

Самый простой способ сделать это — добавить настраиваемую область контактной площадки вокруг интересующей булавки.Однако это отнимает много времени, так как вы должны делать это для каждой булавки и на каждом слое. Лучше использовать классы площадок.

Чтобы добавить контактные площадки к классу контактных площадок, сначала обратите внимание на компонент, частью которого является контактная площадка в редакторе плат Altium, и номер контакта самой контактной площадки (например, компонент J3, номер контакта 2). Теперь нажмите Дизайн-> Классы . Перейдите в папку «Классы пэдов» и добавьте новый класс пэда с именем DirectConnect (точное имя не имеет значения). Теперь добавьте все желаемые площадки к этому новому классу площадок.

Добавление контактных площадок в новый класс контактных площадок DirectConnect.

Теперь нам нужно создать правило прямого подключения для всех контактных площадок в этом классе контактных площадок. Нажмите «Закрыть», а затем нажмите «Дизайн » -> «Правила ». Добавьте новое правило «Стиль соединения полигонов». Выберите «Advanced (Query)» для первого соответствия объекта, а затем введите InPadClass («DirectConnect») в окно «Full Query». Измените стиль подключения на «Прямое подключение».

Создание нового правила «прямого подключения» для класса пэдов.

Сохраните и выйдите из диалогового окна «Правила» и перестройте свои полигоны.Выполнено! Теперь у вас должно быть прямое соединение со всеми контактными площадками, которые вы добавили в класс контактных площадок «DirectConnect». Если вы хотите сделать то же самое для силовых панелей, добавьте аналогичное правило «Power Plane Connect Style» для того же класса контактных площадок, как показано на рисунке выше. Если вы хотите добавить в класс контактные площадки, которые не принадлежат какому-либо компоненту, найдите их в разделе «Free-xx» (например, Free-0) в диалоговом окне классов контактных площадок.

Если все контактные площадки, которые вы хотите подключить напрямую, расположены в одной и той же области, вы можете использовать объект PCB «room» для охвата всех контактных площадок вместо добавления каждой контактной площадки в класс контактной площадки.Другой недостаток трюка с классом контактных площадок заключается в том, что эта информация о прямом подключении будет потеряна , если вы измените обозначение (или, что еще хуже, будет назначено совершенно неправильным контактным площадкам, которые просто имеют то же имя, что и старые).

Примечание

Правила прямого подключения также могут быть добавлены к определенным контактам на схеме через меню редактора контактов для выбранного компонента. Однако, начиная с Altium v15.1, эта функция кажется ошибочной и с этого момента приводит к сбою основных (столь же важных) функций, как Compile и Update Changes to PCB .

Открытие интернет-ссылок во внешнем веб-браузере

По умолчанию Altium пытается открывать интернет-ссылки во внутреннем браузере. Неудивительно, что, поскольку Altium — это инструмент EDA, а не специализированный браузер, он не самый лучший для отображения веб-страниц. К счастью, вы можете заставить Altium использовать внешний веб-браузер по умолчанию, перейдя в DXP-> Preferences-> System-> View и отметив опцию «Открывать интернет-ссылки во внешнем веб-браузере».

Установка флажка «Открывать интернет-ссылки во внешнем веб-браузере» остановит попытки Altium их открыть.

Мастер посадочных мест Altium автоматически добавляет переходные отверстия на открытую площадку посадочных мест пакетов компонентов, таких как QFN. Хотя рекомендуется иметь тепловые переходные отверстия, отводящие тепло от открытой контактной площадки к другим слоям печатной платы, это вызывает проблемы, когда эти переходные отверстия добавляются к посадочному месту, из-за негибкости , чтобы изменить их на этапе проектирования печатной платы. Без разблокировки примитивов посадочного места (что я, , не рекомендую делать, если только это не абсолютно необходимо), нет способа изменить эти переходные отверстия во время проектирования печатной платы.Вы можете переместить их, чтобы позволить сетям проходить под посадочным местом компонента на другом слое, вы можете добавить больше для улучшения тепловых свойств, или вы можете захотеть удалить их полностью, потому что это рекомендует для этого конкретного чипа оставить термический след. колодка не подключена.

По этим причинам я рекомендую вам удалить эти автоматически добавленные переходные отверстия из всех затронутых посадочных мест компонентов и вместо этого добавить переходные отверстия по мере необходимости на этапе трассировки печатной платы в процессе проектирования.