Радіоелектронне конструювання

НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА З ПОЗАШКІЛЬНОЇ ОСВІТИ

НАУКОВО-ТЕХНІЧНОГО НАПРЯМУ

«РАДІОЕЛЕКТРОННЕ КОНСТРУЮВАННЯ»

Початковий, основний і вищий рівні, 4 роки навчання

(«Рекомендовано Міністерством освіти і науки України»,

лист МОН від 07.10.2019 № 1/11-8872)

Автори: Г. С. Калита, В. О. Стеценко, Л. Е. Сук

Початковий рівень

НАВЧАЛЬНО-ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН

 ЗМІСТ ПРОГРАМИ

1. Вступ (2год.)

Теоретична частина. Мета, завдання та зміст роботи. Правила поведінки

в  колективі.  Санітарно-гігієнічні  вимоги  до  організації  робочого  місця.

4

Організаційні питання. Правила безпеки життєдіяльності. Правила поведінки в

закладі та лабораторії. Правила техніки безпеки. Протипожежні заходи.

2. Історія розвитку радіотехніки (2 год.)

Теоретична частина. Історія радіоелектронного конструювання. Літопис

світової  та  вітчизняної  радіоелектроніки.  Сучасні  напрямки  розвитку

радіоелектроніки.

2. Матеріали, інструменти та обладнання (6 год.)

Теоретична  частина.  Фізико-технічні  властивості  матеріалів  для

радіоелектронного конструювання (провідників, діелектриків, напівпровідників

тощо).  Інструменти  та  обладнання  для  радіоелектронного  конструювання,

призначення та прийоми роботи з ними.  Свердлильний верстат: призначення,

прийоми роботи.

Листові  матеріали:  розмітка,  способи  розрізування,  особливості

свердління, виконання вирізів, з’єднання. Макетна плата.

Поняття креслення. Креслярське приладдя.

Правила техніки безпеки при роботі з інструментами та з обладнанням.

Практична  частина.  Вправи  на  набуття  навичок  роботи  з  листовими

матеріалами: розмітка, розрізування, свердління, виконання вирізів, з’єднання.

Відпрацювання прийомів обробки матеріалу. Різання металів. Свердління

отворів і нарізування різьби.

3. Монтаж (12 год.) 

Теоретична частина. Види монтажних робіт. Макетна плата.

Паяння як один із способів з’єднання. Паяльне обладнання: призначення,

припої,  флюси,  правила  пайки,  оптимальна  температура,  підготовка  до

використання, прийоми роботи, техніка безпеки.

Прийоми  роботи  з  дротами:  зняття  ізоляції,  зачистка,  залудження,

з’єднання, об’єднання в джгути.

Практична  частина.  Вправи  на  набуття  навичок  паяння:  зачистка,

залудження, вигинання виводів, демонтаж/монтаж електронних компонентів. 

4. Основи електротехніки (16 год.)

Теоретична  частина.  Поняття  про  закон  Ома  та  правила  Кірхгофа.

Поняття:  електричний  струм,  електричний  опір,  джерело  електричної  енергії,

навантаження, електронна схема, електричне коло. Електроні схеми та умовні

позначення. Одиниці виміру. 

Резистори:  класифікація,  основні  параметри,  кольорове  маркування.

Схеми з’єднання резисторів: послідовне, паралельне та змішане.

Електричний струм: види (постійний, змінний, пульсуючий, імпульсний),

одиниці виміру, вимірювання.

Практична  частина.  Вправи  на  визначення  номіналу  резистора  за

написом, маркуванням. Перевірка номіналів резисторів за допомогою приладів.

Складання простих електричних кіл на макетній платі. 

5

5. Постійне магнітне поле (6 год.)

Теоретична  частина.  Поняття  про  магнітне  поле,  постійні  магніти,

полюси,  силові  лінії.  Електромагнетизм.  Поділ  речовин  на  діа-,  пара-  та

феромагнетики, їх використання в радіоелектроніці. Геркони. Електромагнітні

реле: призначення, основні параметри, використання.

Практична  частина.  Складання  електричного  кола  з  використанням

постійного  магніту,  геркона  та  електромагнітного  реле.  Виготовлення

електричного дзвоника за зразком.

6. Змінний електричний струм (14 год.)

Теоретична частина. Поняття про змінний електричний струм. Основні

параметри змінного електричного струму: напруга, сила струму, частота. 

Конденсатори  та  котушки  індуктивності  в  колах  змінного  струму:

гучномовці, телефони, мікрофони, мікродвигуни. Трансформатор, як основний

елемент в схемах живлення приладів.

Практична  частина.  Вправи  на  тестування  технічних  характеристик:

конденсаторів,  котушок  індуктивності,  трансформатора.  Складання

електричного кола з мікродвигуном. 

7. Напівпровідникові прилади (12 год.)

Теоретична  частина.  Діоди:  призначення,  конструкція,  види,

маркування, застосування, параметри. 

Транзистори: основні схеми включення, позначення.

Світлодіоди:  принцип  дії,  основні  параметри,  види,  призначення,

позначення.

Напівпровідникові фотоелементи: принцип дії, параметри, застосування.

Практична частина. Тестування напівпровідникових діодів: визначення

полярності,  якості.  Складання  електричного  кола  з  світлодіодом,  вибір

оптимального  режиму.  Складання  електричного  кола  з  транзистором,

тестування.

8. Вимірювання в радіоелектроніці (12 год.)

Теоретична  частина.  Цифрові  і  аналогові  вимірювальні  прилади.

Вимірювальні величини. Точність вимірювання. Чутливість і вхідний опір. 

Види  вимірювальних  приладів:  амперметри,  вольтметри,  ватметри,

варметри, фазометри, омметри, мегометри, частотоміри, фарадометри тощо.

Мультиметр.

Прилади для спостереження форми електричних сигналів та вимірювання

параметрів сигналів – осцилографи.

Практична  частина.  Демонстрування  вимірювальних  приладів.  Вправи

на  набуття  навичок  вимірювання:  напруги,  силу  струму,  опору,  ємності,

індуктивності  тощо.  Робота  з  цифровими  приладами  –  частотоміром,

авометром, вимірювання ємності та індуктивності.

6

9. Джерела живлення (10 год.)

Теоретична  частина.  Види  джерел  живлення:  гальванічні  елементи,

електрохімічні  батареї,  акумулятори,  термопари,  сонячні  батареї,  електричні

генератори тощо.

Джерела  живлення  постійного  струму  і  змінного  струму.  Первинні  і

вторинні джерела живлення. Джерело напруги. Джерело струму. 

Блоки  живлення  електронних  приладів.  Мостова  схема  випрямляча.

Стабілізатори постійної напруги, схеми захисту.

Практична  частина.  Демонстрування  джерел  живлення  різних  видів.

Вивчення електронних схем блоків живлення електронних приладів. Вправи на

набуття  навичок  підключення  джерел  живлення  до  електричного  кола.

Дослідження трансформаторів на придатність використання в блоках живлення.

Визначення кількості витків на вольт, внутрішнього опору, потужності. 

Складання  та  дослідження  мостової  схеми  випрямляча.  Регулювання

вихідної напруги за допомогою стабілізатора постійної напруги, схеми захисту.

10. Радіоелектронне конструювання (48 год.)

Теоретична  частина.  Друковані  плати:  базовий  та  установчий  розмір,

масштаб, відстань між елементами, контактна площадка, доріжка, інструменти

та  матеріали,  перенесення  розмітки,  технологія  травлення,  свердління,

залудження,  установка  елементів.  Комп’ютерні  програми  для  розробки

печатних плат. 

Технологія виготовлення пристроїв на друкованих платах. Спеціальна та

довідкова література.

Практична  частина.  Виготовлення  друкованої  плати  (світлового

сигналізатора,  блока  живлення,  фотореле,  підсилювача  звуку  тощо):  паперова

розробка  друкованої  плати,  підбирання  інструментів  та  матеріалів,  розмітка,

травлення,  свердління,  залудження,  підготовка  та  установка  елементів.

Формування  виводів,  монтаж  пристрою.  Оформлення  пристроїв  в  корпусах,

оформлення  лицьової  панелі,  розташування  вимикачів,  індикаторів,

регуляторів, кріплення. Презентація пристрою.

11. Екскурсії, виставки (2 год.)

Практична  частина.  Екскурсія  на  підприємство  радіотехнічного

профілю. Підготовка експонатів для виставки. Участь у виставці.

12. Підсумок (2 год.)

Теоретична частина. Підбиття підсумків.

ПРОГНОЗОВАНИЙ РЕЗУЛЬТАТ

Вихованці мають знати та розуміти:

- правила безпеки при роботі в лабораторії;

- основні електричні величини;

- поняття закону Ома та правил Кірхгофа;

7

- відомості про постійний та змінний електричний струм;

- види радіотехнічних матеріалів;

- принцип дії комбінованого електровимірювального приладу;

- умовні  позначення,  основні  характеристики,  класифікацію

напівпровідникових приладів;

- види джерел живлення, їх призначення;

- основи  конструювання,  монтажу  і  складання  радіоелектронних

пристроїв.

Вихованці мають уміти та застосовувати:

- користуватися спеціальною та довідковою літературою;

- розробляти та виготовляти найпростіші друковані плати;

- робити пайку та монтаж радіоелементів;

- обробляти радіотехнічні матеріали;

- користуватися слюсарними та монтажними інструментами;

- вимірювати  електричні  величини  в  колах  постійного  та  змінного

електричного струму за допомогою комбінованого приладу.

Вихованці мають набути досвід:

- використання слюсарних та монтажних інструментів;

- пайки та монтажу радіоелементів;

- використання вимірювальної апаратури;

- практичного радіоконструювання;

- презентації пристрою;

- участі у виставках.

Основний рівень другий рік

НАВЧАЛЬНО-ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН

ЗМІСТ ПРОГРАМИ

1. Вступ (2 год.)

Теоретична частина. Мета, завдання та зміст роботи. Правила поведінки

в  колективі.  Санітарно-гігієнічні  вимоги  до  організації  робочого  місця.

Організаційні питання. Правила безпеки життєдіяльності. Правила поведінки в

закладі  та  лабораторії.  Правила  техніки  безпеки  при  проведенні

електромонтажних робіт. Заходи протипожежної безпеки.

2. Основи цифрової техніки (44 год.)

Теоретична  частина.  Двійкова  система  числення.  Основи  Булевої

алгебри.  Логічні  функції,  призначення  та  застосування.  Синтез  електронних

схем на логічних елементах. Комбінаційні пристрої на ІМС К155ЛА3. Тригери

(RS-тригер,  D-тригер,  JK-тригер),  двійкові  лічильники  імпульсів,  дільники

частоти, шифратори, дешифратори, суматори – будова, застосування.

Інтегральні  мікросхеми  ТТЛ-  і  КМОП-структури:  електричні  та  часові

параметри, навантажувальна здатність.

Практична  частина.  Збирання і  дослідження  логічних  елементів  «НЕ»,

«АБО», «І».  Дослідження  роботи  мультиплексора,  дешифратора,  тригера  та

лічильника.  Дослідження  принципу  роботи  кодового  замка.  Проведення

розрахунків та виготовлення електронної сирени, мелодійного дзвоника та реле

часу на ІМС. Демонтаж ІМС з електронних плат.

3. Інтегральні мікросхеми (20 год.)

Теоретична частина. Класифікація та параметри інтегральних мікросхем

(ІМС). Маркування інтегральних мікросхем за функціональним призначенням

на  принципових  схемах.  Графічне  зображення  інтегральних  мікросхем.

Пристрої  на  операційних  підсилювачах  (ОП).  Правила  монтажу  ІМС.

Застосування аналогових ІМС у побутовій радіоапаратурі.

Практична частина. Вивчення принципових електричних схем; графічне

зображення  інтегральних  мікросхем.  Дослідження  роботи  операційного

підсилювача (ОП) в режимі підсилювання. Дослідження роботи ОП в режимі

синфазної зміни напруги на його входах.

Виготовлення  пробника  для  перевірки  операційних  підсилювачів  або

переговорного пристрою на мікросхемі.

4. Цифрові інтегральні мікросхеми (58 год.)

Теоретична  частина.  Цифрові  ІС:  призначення,  умовне  позначення,

серія, корпус. Обробка цифрових сигналів. Переваги цифрових ІС. 

18

Підгрупи  цифрових  ІС:  логічні  елементи,  тригери,  елементи

арифметичних і дискретних пристроїв тощо. Правила монтажу. 

Практична  частина.  Вивчення  та  виготовлення  схем  на  цифрових  ІС:

електронної  сирени,  музичного  електродзвоника,  програмно-керованих

пристроїв,  генератора  випадкових  чисел,  рефлектометра,  логічного  пробника,

частотоміра,  електронного  годинника,  автомата  світлових  ефектів,

електронного світлофора, сенсорного перемикача тощо.

5. Основи мікропроцесорної техніки (16 год.)

Теоретична частина. Мікропроцесорні системи: принцип дії, інтерфейс,

програмне  забезпечення,  застосування.  Загальні  характеристики

мікропроцесорів: швидкодія, розрядність, сумісність з ІМС, надійність.

Практична  частина.  Вивчення  принципових  схем  радіоелектронних

приладів з мікропроцесорами. Вправи на програмування мікропроцесорів.

6. Основи телебачення (16 год.)

Теоретична частина. Історія радіо та телебачення в Україні. Перспективи

розвитку систем телебачення. 

Принцип  передачі  телевізійних  зображень.  Телевізійні  стандарти.  Блок-

схема  телевізора.  Кольорове  телебачення.  Сервісні  пристрої.  Цифрове

телебачення.

Практична частина. Вивчення принципової схеми телевізора.

7. Магнітний відеозапис (12 год.)

Теоретична  частина.  Принцип  відеозапису,  формат  відеозапису.

Структурна схема й основні параметри відеомагнітофона. Типи та конструкції

побутових відеомагнітофонів. Магнітні стрічки та голівки.

Практична  частина.  Вивчення  принципової  схеми  сучасного

відеомагнітофона.

8. Радіоелектронне конструювання (110 год.)

Теоретична  частина.  Методика  перевірки  на  придатність  до  роботи  та

порядок пошуку несправностей в окремих вузлах радіоприладів.

Практична  частина.  Виготовлення  радіоелектронних  пристроїв  за

індивідуальними  планами  з  використанням  комп’ютерної  програми.

Презентація і захист проекту.

9. Екскурсії, виставки, конкурси (8 год.)

Практична  частина.  Проведення  екскурсій.  Підготовка  експонатів  для

участі  у  виставках  технічної  творчості,  до  конкурсу  майстерності  зі

швидкісного монтажу радіоелектронного пристрою.

10. Підсумок (2 год.)

Теоретична частина. Підбиття підсумків.

19

ПРОГНОЗОВАНИЙ РЕЗУЛЬТАТ

Вихованці мають знати і розуміти:

-  позначення  і  маркування  інтегральних  мікросхем  за  функціональним

призначенням;

-  7правила монтажу інтегральних мікросхем;

-  загальну будову та принцип роботи основних мікросхем серій 155, 176,

555,  561,  1533,  1561  та  ін.  (логіка,  лічильник,  тригер,  мультивібратор,

дешифратор та ін.);

-  принципи застосування аналогових і цифрових мікросхем;

-  загальні поняття про мікропроцесори;

-  основні принципи передачі та прийому телебачення;

-  основні принципи відеозапису;

-  методику  перевірки  на  придатність  до  роботи  та  порядок  пошуку

несправностей в окремих вузлах радіоприладів.

Вихованці мають вміти і застосовувати:

-  самостійно  розробляти  та  виготовляти  друковані  плати  радіоприладів

середньої складності;

-  самостійно  збирати  та  налагоджувати  пристрої  на  інтегральних

мікросхемах;

-  користуватися  промисловими  електро-  та  радіовимірювальними

приладами.

Вихованці мають набути досвід:

-  користування довідковою та спеціальною літературою;

-  роботи з радіотехнічними матеріалами;

-  пайки та монтажу радіоелементів на макетниці та друкованій платі;

-  використання радіодеталей при конструюванні;

-  використання радіовимірювальної апаратури;

-  налагоджування основних параметрів радіосхем;

-  самостійної розробки, виготовлення та налаштування радіоелектронних

приладів і пристроїв;

-  експлуатації радіоелектронних приладів;

-  участі у виставках, конкурсах, змаганнях;

-  захисту проекту.