Методика проведення занять у гуртку технічної творчості при виготовленні зарядних пристроїв

Заняття 1. Конструювання зарядного пристрою для автомобільних акумуляторів

Розглянемо план - конспект занять гуртка, у якому учням пропонується сформулювати прилад з заданих показників вироби.

Тема: Конструювання зарядного пристрою для заряджання кислотних акумуляторів.

Навчальна - познайомити з вторинними джерелами струму, зарядними пристроями, сформувати у гуртківців конструкторські вміння;

Виховувала - виховання працьовитості, творчого ставлення до праці, економічності, ощадливості;

Розвиваюча - розвиток конструкторського, образного мислення [2].

Наочний посібник: плакати зі схемами випрямлячів, регуляторів напруги та струму з малюнками акумуляторних батарей.

Тип заняття: комбінований.

Викладення нового матеріалу.

Існує два основних типи акумуляторів.

У перших як електроди використовуються свиней та її солі, а як електроліт - сірчана кислота, такі акумулятори називаються кислотними.

По-друге як електроди використовуються залізо і нікель як електроліт - луг, тому їх називають лужними або залізо - нікелевими. Останнім часом з'явилися лужні акумулятори, які мають електроди виготовлені з інших металів, наприклад нікель - кадмієві.

З вище сказаного випливає, що для роботи акумуляторів потрібно періодичне заряджання. Для цього розроблений величезний спектр приладів. Різноманітність видів пояснюється різноманітністю самих акумуляторних батарей, а також застосування різних видів заряду.

У кожного виду заряду є певні переваги та недоліки. Одним із найбільш вдалих є метод заряду асиметричним або реверсивним струмом. Цей спосіб передбачаєциклічну організацію роботи, саме заряд проводиться у два етапи: у першому відбувається безпосередньо заряд, у другому етапі відбувається нетривалий розряд струмом, після чого цикл повторюється. Розряд забезпечує ряд переваг більш рівномірний заряд за об'ємом акумулятора, менший час заряду, ніж при заряді постійним струмом дозволяє відновлювати втрачену ємність.

Конструювання та виготовлення приладу.

Гуртківцям пропонується розробити самим схемне рішення. Діти самі або у разі утруднення, за допомогою викладача повинні вибрати та обґрунтувати свій вибір варіант випрямляча, регулятора струму до схеми перемикача режимів. Крім цього слід зробити елементарний розрахунок вузлів та силових елементів схеми, а також розробити топологію друкованої плати пристрою.

Заняття 2. Виготовлення друкованої плати

Тема: Виготовлення друкованої плати

навчальна - познайомити з методами та обладнанням необхідним при виготовленні друкованої плати, сформувати у учнів конструкторські вміння;

що виховувала - виховання працьовитості, творчого ставлення до праці, економічності, ощадливості;

розвиваюча - умінь та навичок. Наочний посібник: плакати зі схемами технічних процесів виготовлення плат, з наочним посібником (готові спаяні плати).

Тип заняття: комбінований.

Викладення нового матеріалу та закріплення старого.

1. Розчини для травлення. Існують різні склади для травлення фольгованого матеріалу при виготовленні друкованих плат. 1-й рецепт. Для форсованого (протягом 4 - 6 хв) травлення можна використовувати наступний склад (у масових частинах): 38%-на соляна кислота щільністю 1.19 г/см (20), 30%-ний пероксид (перекис) водню - пергідроль ( 20). Вода(60). Якщо пероксид водню матиме концентрацію 16-18%. то на 20 масових частин кислоти беруть 40 частин пероксиду і стільки ж води. Спочатку змішують із водою пероксид, а потім додають кислоту. Друковані провідники та контактні майданчики слід захищати кислотостійкою фарбою, наприклад, нітроемаллю НЦ-11.

2-й рецепт. У склянці холодної води розчиняють 4-6 таблеток пероксиду водню і обережно додають 15-25 мл концентрованої сірчаної кислоти. Для нанесення малюнка друкованої плати на фбльгований матеріал можна користуватися клеєм БФ-2. Час травлення у цьому розчині приблизно 1ч.

2. Приготування хлорного заліза. Якщо немає хлорного заліза в готовому вигляді (у порошку), його можна приготувати самому. Для цього необхідно мати 9% соляну кислоту і дрібну залізну тирсу. На 25 об'ємних частин кислоти беруть одну частину залізної тирси. Тирса засипають у відкритий посудину з кислотою і залишають на кілька днів. Після закінчення реакції розчин стає світло-зеленого кольору, а через 5-6 днів забарвлення змінюється на жовто-буру - розчин хлорного заліза готовий до застосування.

3. Гальванічне травлення виконується в такий спосіб. На заготівлю через копіювальний папір переносять малюнок друкованої плати. Потім фольгу покривають тонким шаром розігрітого парафіну чи воску. Контури друкарських провідників та контактних майданчиків обводять з легким натиском гострозаточеним шилом або голкою з ділянок фольги, що підлягають травленню, знімають захисне покриття. До фольги приєднують позитивний полюс джерела постійного струму напругою 4-12 В. Негативний полюс джерела підключають до металевої посудини для травлення (можна використовувати посуд з будь-якого металу, наприклад бляшану консервну банку). У посудину заливають насичений розчин кухонної солі,занурюють у нього заготівлю плати та включають джерело живлення. При цьому на ділянках фольги, з яких видалено захисне покриття, утворюється зелений наліт у вигляді накипу - відбувається травлення. Під час травлення не можна допускати, щоб температура розчину значно підвищувалася, інакше захисне покриття може порушитися, тому металеву посудину поміщають у ванну з проточною водою хрлодной.

4. Друковану плату можна виготовити за допомогою різака та спеціальної лінійки. Для цього на заготовці з фольгованого матеріалу свердлять всі необхідні отвори під висновки деталей і відтворюють олівцем малюнок ізоляційних борозенок таким чином, щоб провідники були складені з відрізків прямих ліній. Потім по цих лініях за допомогою лінійки з обмежувальним виступом обережно прорізають шаром фольги різаком до ізоляційного матеріалу. При цьому виступ лінійки поєднують з кінцем борозенки, щоб запобігти помилковому прорізу.

5. Лудіння друкованої плати перед монтажем покращує паяність, значно полегшує та прискорює монтаж, зменшує небезпеку перегріву елементів під час монтажу.

Лудити можна в алюмінієвому посуді (плата повинна вміщатися на дні полум'я). У посуд наливають гліцерин (товщина шару близько 1 см) і розігрівають приблизно до 60°С. Потім гліцерин кладуть шматки сплаву Розе і продовжують підігрів до його розплавлення. Не розігрівати розплав вище 100°С.

Плату декапують в 20% розчині соляної кислоти, промивають водою і опускають в розплав на 1-3 с. Витягнуту плату швидко протирають поролоновою губкою, видаляючи з поверхні надлишки сплаву. Залишки гліцерину змивають теплою водою.

Щоб зменшити небезпеку відшаровування провідників під час паяння деталей, усю плату, за винятком контактних майданчиків, після лудінняпокривають шаром клею БФ-2.

Заняття 3. Види припоїв

Тема: Види припоїв.

навчальна - познайомити учнів з різними видами припоїв, навчити дітей розрізняти різні види припоїв,

що виховувала - виховання працьовитості, творчого ставлення до праці, економічності, ощадливості,

розвиваюча - умінь та навичок. Наочний посібник; наочні посібники (різні види припоїв).

Тип заняття: комбінований.

Викладення нового матеріалу, і закріплення старого.

Існують також сплави, до складу яких крім олова та свинцю входять вісмут та кадмій. Ці сплави найбільш легкоплавкі: деякі з них температура плавлення менше 100'С. Механічна міцність з'єднання у таких сплавів дуже невелика, В даний час легкоплавкі кадмій - вісмутові сплави знаходять застосування при ремонті друкарського монтажу. Використовуються, вони також для паяння транзисторів, так як за технічними умовами їх рекомендується паяти припоєм з температурою плавлення, що не перевищує 150° С.

Для паяння транзисторів можна застосовувати так званий сплав Вуда з температурою плавлення 73°С до складу якого входять: олово - 13%, свинець - 27%, вісмут - 50%, кадмій - 10%. Сплав Вуда можна приготувати за вказаним рецептом або купити в аптеці. Паяння, ведеться слабо нагрітим паяльником. Як флюс використовується каніфоль.

При паянні монтажних проводів радіоапаратури зручно користуватися олов'яно-свинцевими припоями, відлитими як тонких прутків діаметром 2 - 2.5 мм. Такі прутки можна виготовити самому, виливаючи розплавлений припій у посудину, у дні якого заздалегідь, пророблено отвір. Посудину при цьому слід тримати над листом жерсті або металевою плитою. Після остигання прутки слід розрізати на шматки необхідноїдовжини. Їхня температура плавлення менше 100°С. Механічна міцність з'єднання таких сплавів дуже невелика. В даний час легкоплавкі кадмій – вісмутові сплави знаходять застосування при ремонті друкарського монтажу. Використовуються, вони також для паяння транзисторів, так як за технічними умовами їх рекомендується паяти припоєм з температурою плавлення, що не перевищує 150° С.