Руководство по работе с токопроводящей нитью
Вам могут быть интересны другие наши статьи:
Что такое токопроводящая нить, для чего нужна и как с ней работать — собрали ответы на эти и другие вопросы ниже в статье.
Знакомьтесь, токопроводящая нить #
Эта нить похожа на провод — она проводит ток, поэтому её можно использовать для создания электрической цепи.
Токопроводящая нитка соединяет или «связывает» вместе радиодетали, источники питания, платы управления и любые другие устройства и элементы без помощи паяльника. Такая нить — это безопасный способ познакомиться с радиоэлектроникой.
Виды токопроводящих нитей #
Сейчас чаще всего встречаются два типа токопроводящих нитей: нити из серебра и нержавеющей стали.
Посеребрённая нить
Это нейлоновая нить, покрытая слоем токопроводящего серебра. Прочность таких нитей может сильно различаться, и иметь сопротивление от 300 Ом до 1 кОм на метр.
- ● Если у вас большой проект размером с одеяло или платье в полный рост, — убедитесь, что сопротивление нити подходит для вашей схемы.
- ● Если у вас небольшой проект — холст для рисования, футболка или любой другой, где длина нити не более метра, — такая нить отлично подойдёт.
Основа посеребрённых нитей — нейлон, поэтому их нельзя паять! От высокой температуры нить расплавится.
Стальная нить
Эта нить сделана из нержавеющей стали. С ней сложнее работать, чем с нейлоновой ниткой, но она имеет высокую прочность и низкое сопротивление — от 5 Ом до 60 Ом на метр.
Такая нить отлично подходит для больших и очень больших проектов, и она не боится паяльника. Но нержавеющая сталь — материал непростой, поэтому если будете что-то к ней припаивать, вам понадобится специальный флюс.
ДОПОЛНЕНИЕ:
Если сопротивление нити всё ещё велико, используйте следующий трюк:
- ● Каждая прошитая дорожка имеет сопротивление.
- ● Если прошить дорожку ещё раз — толщина дорожки увеличится, а сопротивление уменьшится
- ● Прошейте все нужные дорожки повторно — так вы снизите сопротивление до нужного уровня
Как работать с нитью #
Что стоит знать, приступая к работе с токопроводящей нитью
Когда используется большое количество светодиодов, датчиков и других элементов, то схема усложняется. Плюс, увеличивается длина ниток, которая понадобится для такого проекта. В подобных ситуациях можно выделить несколько простых правил. Следуйте им, у вас точно всё получится:
- ● Перед тем, как приступать к шитью, начертите схему электрической цепи на листе бумаги. Обозначьте все плюсовые и минусовые выводы. Заранее подумайте о том, как проложить стежки от элемента к элементу с наименьшим количеством пересечений и минимальной длины.
- ● При установке компонентов на ткани можно сначала зафиксировать их обычными нитками. Перенести схему с бумаги на ткань можно при помощи мела, мыла или карандаша.
- ● Не располагайте элементы слишком близко, чтобы избежать замыкания.
- ● Начинайте шить с узелка. Прочно закрепите нить, и спрячьте узелок внутри элемента. Если такой возможности нет, то убедитесь, что узелок и конец нитки не замыкается на любой другой контакт.
- ● Если пересечения нитей не избежать, то проложите между стежками кусочек ткани. В крайнем случае можно использовать любой изолирующий материал: лак, скотч, ткань.
- ● Пришивать элементы необходимо при отключенном питании! В противном случае нити могут лечь друг на друга и вызвать короткое замыкание или даже порчу одежды и/или детали.
- ● Ещё раз про узелки:
- — они не должны касаться нитей и узлов, проходящих рядом;
- — во-вторых, следует завязывать их так, чтобы нить не рвалась, но и не развязывалась;
- — можно завязывать узелок, разделив кончик нити на две части — так он будет меньше и аккуратнее;
- — заизолировать и зафиксировать узелок и стежки можно с помощью лака для ногтей или клея;
- ● При креплении детали за ушко или за кольцо (кнопки, датчики, светодиоды, прочее), следует сделать минимум три стежка в разных направлениях (подобие трезубца) — это позволит не только хорошо зафиксировать элемент на ткани, но и создать прочный контакт между внутренней металлизированной поверхностью ушка/кольца и нити.
- ● Работает цепь при подключённом питанием. Нельзя сгибать или сворачивать ткань, ведь в этом случае возможен контакт токопроводящих нитей между собой и с другими элементами.
- ● Любые готовые изделия перед непосредственным надеванием следует обесточить. Надев изделие на себя, расправьте его и уже после этого подайте питание. Когда вы снимаете изделие, то всё надо делать в обратном порядке: сначала обесточить, а потом аккуратно снять.
Что делать, если нить порвалась (не там, где надо)
Как и в случае с обычной нитью можно просто завязать узел, соединив 2 конца.
Как защитить нить от короткого замыкания и внешнего воздействия
Для проектов на длительный срок учитывайте защиту токопроводящей нити. Это полезно по нескольким причинам: избежать короткого замыкания, защитить от воды, а иногда это просто красиво.
Вот несколько полезных приёмов:
- ● Использовать резиновый клей
- ● Использовать краску для ткани
- ● Использовать подкладку из ткани
- ● Сделать вышивку
- ● Использовать ткань с клеевым слоем
Основы физики и электроники для создания схем #
Ниже рассмотрим правила работы радиоэлементов и батареек, способы их соединения, примеры схем с разными элементами. Начнём с теории, но не волнуйтесь, она простая.
Электрический ток
Электрический ток — это направленное движение частиц — носителей электрического заряда. Как вода бежит по водопроводной трубе, так и ток течёт по проводам.
Ток есть постоянный или переменный. Мы будем работать только с постоянным током, поэтому о нём и поговорим. Узнать больше о переменном токе можно в учебнике физики или в статье на Википедии.
Постоянный электрический ток
Постоянный электрический ток — такой, который с течением времени не изменяется по величине и направлению.
Источниками постоянного тока являются батарейки, аккумуляторы, блоки питания и пр. В схемах с постоянным током всегда соблюдайте полярность при подключении радиоэлементов.
Полярность
Есть два типа полюсов: положительный (+) и отрицательный (—). Для соединения электрических устройств почти всегда требуется соблюдение полярности.
Электрическая цепь
Электрическая цепь — это соединение устройств и элементов, по которым протекает электрический ток.
Направление движения тока
Постоянный ток течет только в одном направлении, и общепринятым считается направление от плюса (+) к минусу (—).
Полярность радиоэлементов
Радиоэлементы могут иметь или не иметь полярности. Но если она указана, то должна быть точно соблюдена при подключении. В противном случае элемент может не заработать или вообще выйти из строя.
Радиоэлементы, совместимые с токопроводящей нитью #
Токопроводящая нитка — тот же провод. Поэтому к ней крепятся такие же элементы, которые соединяют проводами или устанавливают в макетную или монтажную плату.
Типы подключения
Детали можно соединять 2 способами:
- ● последовательно
- ● параллельно
В зависимости от типа подключения характеристики элементов могут измениться, поэтому всегда заранее проверяйте и просчитывайте их характеристики.
Более подробно про типы подключений читайте в учебниках или на одноимённой странице в Википедии.
Источники питания
Источник питания — устройство для обеспечения электрическим питанием других устройств.
Есть много источников питания, но мы подробно рассмотрим два:
- ● батарейка — элемент питания, который нельзя перезарядить.
- ● аккумулятор — элемент питания, который можно перезарядить с помощью зарядного устройства.
Батарейки есть разных типов, в зависимости от используемых в них материалов. Рассмотрим популярные:
- ● типоразмера AAA — «мизинчиковые» — имеет напряжение 1.5В, ёмкость 550-3000 мАч
- ● типоразмера AA — «пальчиковые» — имеет напряжение 1.5В, ёмкость 650-3500 мАч
- ● типоразмера CR2032 — «таблетка» — имеет напряжение 3В и ёмкость 150-255 мА*ч
Аккумуляторы:
- ● типоразмера AAA — «мизинчиковые» — имеет напряжение 1.2В, ёмкость 300-2200 мАч
- ● типоразмера AA — «пальчиковые» — имеет напряжение 1.2В, ёмкость 350-3000 мАч
- ● типоразмера 18650 — «банка» — имеет напряжение 3.7В, ёмкость 1900-4200 мАч
- ● типоразмера CR2032 — «таблетка» — имеет напряжение 3.4В и ёмкость 40-60 мАч
Ёмкость и саморазряд
Возможно, вы уже задались вопросом: «А что же такое ёмкость, и как она характеризует тот или иной элемент питания?»
Ёмкость — количество энергии, которое «находится» в элементе питания. От величины ёмкости зависит длительность работы устройства — чем оно больше, тем больше времени проработает устройство, подключённое к данному источнику питания.
Кроме ёмкости, полезно знать о саморазряде — процессе потери энергии элементом питания из-за необратимых химических реакций, протекающих внутри него.
Факторы, ускоряющие саморазряд: резкие перепады температур, использование элементов питания на холоде и отсутствие нагрузки в течение длительного времени.
Соединение нескольких элементов питания
Если использовать больше одного элемента питания, то их надо правильно соединить. В зависимости от цели, это делают так:
- ● соединяют последовательно — плюс (+) каждого элемента соединяется с минусом (—) следующего. Напряжения элементов складываются, а ёмкость равна ёмкости одного элемента. Например, если так объединить 2 АА батарейки 1,5В и 2000 мАч каждая, то получится 3В и 2000 мАч на выходе.
- ● соединяют параллельно — плюсы (+) всех элементов соединяется друг с другом, то же делают с минусами (—). Напряжение равно напряжению самого слабого элемента питания, а ёмкости складываются. Например, если так объединить 2 АА батарейки 1,5В и 2000 мАч каждая, то получится 1,5В и 4000 мАч на выходе.
Ещё несколько слов про радиодетали #
Большинство деталей имеют ножки или выводы, которые образуют контакт с медной лентой. Иногда эти ножки слишком длинные или тонкие, так что контакт плохой или задевает сразу несколько мест. Ниже разберём, что с этим делать, но сначала соберём простую схему.
Сборка первой схемы
Подключаем кнопку
Кнопка должна быть пришита «в разрыв» цепи, чтобы при её нажатии цепь замыкалась и сигнал шёл на светодиод.
Подключаем сенсоры и датчики
Как и кнопка, сенсор/датчик подключается сначала к источнику питания. После этого уже к сенсору/датчику подключаются устройства, работой которых требуется управлять:
В данной схеме используется 2 источника питания, так как светодиодов много и им требуется дополнительный ток.
Можно/нужно ли паять?
Так как нить выполнена из нержавеющей стали, пайка не так проста. Однако, возможна. Прибегать к ней стоит в тех случаях, когда требуется добиться особой прочности и жёсткости конструкции. Во всех остальных случаях сама нить обладает достаточной прочностью и без пайки.
Держатель батарейки
Самый быстрый и простой способ подать питание в цепь с помощью батарейки — использовать держатель. Существует нескольких видов таких держателей.
Модули крепления батарейки
Человечество не было бы собой, если не придумало бы «ленивого» способа подключения к батарейке. Именно поэтому существует несколько вариантов таких устройств:
Вот этот блок позволяет сделать из простой батарейки батарейку с выводами:
После того как батарейка вставлена — держатель можно пришивать.
А это устройство ещё и со встроенным переключателем. Красота!
Наличие 4 металлизированных «ушей» позволяет питать схемы сразу в 2 направлениях!
Батарейка с выводами
Помимо вышеуказанных, есть батарейки с уже припаянными к ним выводами. Иногда в них есть отверстия, с помощью которых батарейку можно пришить:
По своим характеристикам они ни чем не отличаются от своих собратьев без выводов. Просто ими чуть удобнее пользоваться :)
Li-ion и Li-Po аккумуляторы
Не будем вдаваться в подробности того, чем отличаются друг от друга данные типы аккумуляторов. Это вы всегда можете сделать сами, прочитав о том, что такое Li-pol аккумулятор и Li-ion аккумулятор.
Сосредоточимся на том, как можно их использовать в своих проектах.
Во-первых, для подключения такого типа питания понадобится специальная плата с разъёмом
После этого можно подключить к схеме тот или иной аккумулятор:
Что ещё можно делать с нитью? #
Токопроводящая нить используется в огромном количестве проектов. Мысленно их можно разделить на 2 типа:
- ● Без использования управляющей платы
В проектах данного типа используются сенсоры, кнопки, светодиоды и источник питания. При этом сигналы с сенсоров и кнопок прямо влияют на работу схемы: включают/регулируют яркость, громкость, скорость/выключают. Вот небольшая часть таких проектов (изображения кликабельны):
- ● С использованием управляющей платы
Проекты данного типа используют те же устройства, что и предыдущий тип, но подключаются к управляющей плате. Видов подобных плат существует огромное множество, кратко изобразим основные модели управляющих плат и сенсоров:
В будущем мы подробно рассмотрим работу с управляющими платами в носимой электронике. А пока приведём несколько примеров подобных проектов (изображения кликабельны):
Содержимое этой статьи предоставляется на условиях следующей лицензии: CC Attribution-Noncommercial-Share Alike 4.0 International. Производные работы должны содержать ссылку на https://fhmakers.ru/wiki, как на первоисточник, непосредственно перед содержимым работы.
Добавить комментарий