Министерство образования и науки Астраханской области
ГАУ ДО «АСТРАХАНСКИЙ ОБЛАСТНОЙ ЦЕНТР РАЗВИТИЯ ТВОРЧЕСТВА»
ПРОГРАММА
«РАДИОТЕХНИЧЕСКОЕ
КОНСТРУИРОВАНИЕ»
Рекомендована к утверждению Подготовил
методическим советом педагог
ГАУ ДО АОЦРТ дополнительного
(протокол № 1 образования
от 01.01.01 г.)
Председатель____________
Утверждена большим
педагогическим советом
ГАУ ДО АОЦРТ
от «26 августа 2016 г.
Председатель ____________
«Рассмотрено»
на заседании
методического объединения
классных руководителей МБОУ г. Астрахани «СОШ №49»
протокол № 1
от « 29 » августа 2016 г.
Руководитель МО
"Согласовано"
на заседании
педагогического совета МБОУ г. Астрахани «СОШ № 49»
протокол № 1
от " 30" августа 2016г. "Утверждаю"
Директор МБОУ г. Астрахани « СОШ №49"
_________
приказ № 000.1 от 01 .09.16г
АСТРАХАНЬ 2016 г.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
В настоящее время, от каждого человека требуется проявление гибкости, нестандартности мышления, инициативы, самостоятельно выдвигать и осуществлять на практике новые идеи и оригинальные замыслы.
Данная программа составлена на основе программы по курсу «Радиотехническое конструирование», апробированной автором в лаборатории радиотехнического конструирования. Именно на занятиях в творческом объединении «Радиотехническое конструирование» обучающиеся приобщаются к знаниям в области радиотехники и электроники. Без них сегодня цивилизованному человеку не обойтись. Ведь в быту нас окружают самые разнообразные радиотехнические устройства: радиоприёмники и телевизоры, магнитофоны и видеомагнитофоны, радиотелефоны и личные радиостанции, многочисленные бытовые приборы, которые буквально напичканы электроникой. И во всём этом нужно уметь грамотно разбираться, чтобы правильно с ними обращаться, а при необходимости найти и устранить неисправность.
Нетрудно догадаться, что в предстоящем ближайшем будущем будет более интенсивное внедрение электроники в нашу жизнь. XXI век станет веком глобального информационного общества. Вот почему так важно изучать электронику буквально с детства, со школьной скамьи.
Предлагаемая программа «Радиотехническое конструирование» отличается от типовой и позволяет осуществить комплексный подход в обучении радиотехники, электроники и вычислительной техники. По данной программе обучающиеся получают знания теоретического и практического характера, согласно своим возможностям, способностям и желаниям.
Цели и задачи:
Целью программы «Радиотехническое конструирование» является обучение воспитанников основам радиоэлектроники с ориентацией их на получение радиотехнических и радиоинженерных специальностей в технических учебных заведениях.
В основу образования по программе «Радиотехническое конструирование» положен принцип интеграции теоретического обучения с процессом практической исследовательской, самостоятельной деятельности воспитанников и технико-технологического конструирования, который определяет задачи:
● Формирование творческой личности с активной позицией к самообразованию и творчеству;
● Допрофессиональная ориентация на новейшие технологии и методы организации практической деятельности в области радиоэлектроники;
● Формирование навыков современного организационно-экономического мышления, обеспечивающих социальную адаптацию воспитанников в обществе;
● Приобретение навыков коллективного труда;
● Организация разработок технико-технологических проектов.
Особенности программы
Программа «Радиотехническое конструирование» рассчитана на 3 года обучения:
первый год – 216 часов;
второй год – 216 часов;
третий год – 216 часов.
Возрастная направленность – дети от 10 до 17 лет.
По сложности радиотехническое конструирование занимает одно из первых мест в техническом творчестве, поэтому не все желающие могут освоить этот курс, но на первый год обучения рекомендуется принимать всех, кто проявил интерес, построить занятия так, чтобы заинтересовать всех ребят, найти каждому из них дело по душе.
Содержание образовательной программы «Радиотехническое конструирование» разработано на основе системного анализа технических средств радиоэлектроники и принципа типичности. Сущность этого принципа состоит в том, что вместо изучения всех разновидностей электрорадиоэлементов электронной аппаратуры, приборов, схем и систем определённого класса рассматривают лишь типичные, в которых раскрываются характерные и наиболее устойчивые признаки всего класса. Одновременно уделяется внимание и тем принципиальным теоретическим положениям, которые лежат в основе работы ведущих групп радиоэлектронных элементов, схем и систем. Такой подход позволяет рассчитывать на сознательное и творческое усвоение закономерностей радиоэлектроники с возможностью их реализации в изменившихся условиях, а также в продуктивном использовании в практической и опытно-конструкторской деятельности.
В процессе теоретического обучения воспитанники знакомятся с назначением, структурой и устройством электрорадиоэлементов и схем, с технологическими основами сборки и монтажа радиоаппаратуры, основами полупроводниковой электроники, полупроводниковыми приборами, импульсной и телевизионной техники, средствами отображения информации, историей и перспективами развития радиотехники и электроники.
На основе длительной экспериментальной проверки содержания программы «Радиотехническое конструирование» сделана доработка ее с учётом включения тем, удовлетворяющих современным интересам, увлечениям обучающихся как в теоретическом материале, так и самостоятельного конструирования и моделирования разнообразных средств электронной автоматики.
На практических занятиях воспитанники изучают техническую документацию, материалы, инструменты, которые используются при сборочных и монтажных работах, технологическую последовательность подготовки к монтажу и пайке электрорадиоэлементов РЭА и изготовления схем, узлов и блоков радиоаппаратуры, требования, предъявляемые к качеству готовой продукции. Основными методами изложения теоретических сведений на практических занятиях являются лекция и рассказ.
Программой предусмотрено проведение практикума начинающего радиолюбителя, который включает проведение лабораторно-практических, исследовательских работ. Выполняя специальные задания, воспитанники творческого объединения «Радиотехническое конструирование» приобретают общетрудовые, специальные и профессиональные умения и навыки, необходимые для монтажа и сборки радиоэлектронной аппаратуры, которые закрепляются в дальнейшем в процессе разработки проекта. Содержание практических работ и виды проектируемых объектов могут уточняться в зависимости от желания обучающихся, наличия материалов, средств и др. на третьем году обучения практикум и проект являются основными в процессе радиотехнического конструирования.
С целью воспитания у воспитанников интереса к профессиональной деятельности, направлениям развития и перспективам радиоэлектроники в программу введены сведения по истории становления современной радиотехники и электроники, о ведущих учёных и инженерах в этой области и их открытиях.
На учебных занятиях следует обращать особое внимание на соблюдение воспитанниками правил безопасности труда, противопожарных мероприятий, санитарии и личной гигиены, на выполнение эколого-гигиенических требований при работе с радиоэлектронной техникой, при монтаже и пайке РАЭ.
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
I год обучения
№ | ТЕМА | ТЕОРИЯ | ПРАКТИКА | ВСЕГО |
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. | Вводное занятие Основы электромонтажа Элементы электротехники Детекторный радиоприёмник Колебательный контур Антенна и заземление Полупроводниковые приборы Питание радиоприёмников Авометр Простые транзисторные усилители и приёмники Радиоспорт Заключительное занятие | 3 8 15 4 4 2 6 12 6 6 2 4 | 2 12 28 16 10 3 14 20 7 24 4 4 | 5 20 43 20 14 5 20 32 13 30 6 8 |
ВСЕГО | 72 | 144 | 216 |
Содержание программы
1. Вводное занятие (5 часов)
Предмет и содержание курса. Значение теоретического и практического материала программы.
Обсуждение тематики занятий, порядок работы лаборатории.
Вводный инструктаж по технике безопасности при работе с электроинструментами и приборами, питающимися от сети переменного тока.
Значение радиоэлектронники для современного общества.
Исторические сведения.
Учебные пособия и литература, рекомендованные для освоения курса самостоятельного изучения.
2. Основы электромонтажа (20 часов)
Основы монтажа электрических схем. Правила пайки. Правила техники безопасности при работе с электрическими приборами.
Проводники, полупроводники и непроводники, их свойства и применение.
Практическая работа: Учебный монтаж. Обследование и пайка проводников. Пайка радиодеталей и проводов.
3. Элементы электротехники (43 часа)
Электрический ток и его свойства.
Гальванический элемент и батарея элементов – источники постоянного тока.
Электрическая цепь. Понятие о проводимости.
Основные электрические величины (напряжение, сила тока, сопротивление).
Учёные 19 века: Ампер, Вольт, Ом, Герц, Фарадей.
Трансформатор, устройство, назначение.
Практическая работа: Монтаж деталей по принципиальным схемам. Ознакомление с устройством гальванических элементов.
Изготовление электромагнита, гальванического элемента.
Выполнение графических электроэлементов с помощью линейки, трафаретов и от руки.
Демонтаж радиоаппаратуры. Пайка соединений.
4. Детекторный радиоприёмник (20 часов)
История возникновения радиотехники. – русский учёный, изобретатель радио.
Принцип радиосвязи. Блок схемы приёмника. Порядок расчёта и конструирования.
Практическая работа: изготовление нескольких разновидностей детекторных приёмников, опыты с ними.
5. Колебательный контур (14 часов)
Назначение, устройство, работа колебательного контура.
Понятие о резонансе. Настройка контура. Катушки индуктивности, их разновидности и способы изготовления.
Марки обмоточных проводов.
Практическая работа: Изготовление контуров. Монтаж и различные способы настройки.
6. Антенна и заземление (5 часов)
Электромагнитное поле. Длина волны и её зависимость от частоты колебаний переменного электромагнитного поля.
Частоты, на которых ведётся радиовещание в диапазонах длинных (ДВ), средних (СВ), коротких (КВ), ультракоротких (УКВ) волн. Максвелл, Фарадей, их роль в развитии радиотехники. Назначение антенны и заземления.
Примеры основных типов антенн: штырьевых, ферритовых, комнатных, наружных. Достоинства их и недостатки. Применение их в зависимости от условий радиоприёма.
Практическая работа: Изготовление комнатной антенны, проверка её эффективности. Установка наружной антенны. Устройство заземления.
7. Полупроводниковые приборы (20 часов)
Полупроводниковые материалы и их свойства. Применение их в радиоэлектронике. Современные направления радиоэлектроники. Электропроводимость «p» и «n» типов.
Диод – односторонний проводник тока. Схематическое устройство и принцип действия точечного и сплавленного диода.
Маркировка, основные параметры и применение полупроводниковых диодов в радиоаппаратуре. Стабилизатор: назначение, принцип работы.
Транзистор – трёхэлектродный полупроводниковый прибор, его назначение.
Графическое обозначение транзисторов разных структур на принципиальных схемах.
Полярность подключения источников питания. Способы включения биполярных транзисторов в каскадах радиотехнических устройств: по схеме с общим эмиттером (ОЭ), по схеме с общим коллектором (ОК), по схеме с общей базой (ОБ). Понятие о входном и выходном сопротивлении транзисторного каскада. Работа транзистора в режиме усиления и переключения.
Практическая работа: Знакомство с различными конструкциями диодов, транзисторов.
8. Питание радиоприёмников (32 часа)
Питание гальванических элементов. Питание от сети переменного тока. Устройство, принцип работы выпрямителей переменного тока.
Принцип работы выпрямителя.
Практическая работа: Вычерчивание электрической схемы. Составление монтажной схемы. Монтаж деталей, пайки. Изготовление корпуса.
9. Авометр (30часов)
Приборы для измерения электрических величин: вольтметр, амперметр, омметр. Условные обозначения. Особенности конструкций. Принцип действия. Правила эксплуатации.
Закон Ома и его практическое применение для участка цепи.
Практическая работа: Проведение тренировочных замеров, расчёт приборов и деталей к ним.
10. Простые транзисторные усилители
и приёмники (30 часов)
Усилитель звуковой частоты (ЗЧ) – составная часть радиоприёмника, телевизора, магнитофона и других устройств.
Назначение элементов в одно-, двух-, и трёхкаскадных усилителях ЗЧ.
Усилитель напряжения и усилитель мощности. Принцип действия двухтактного усилителя мощности.
Принцип работы приёмника прямого усиления. Усилительные каскады высокой частоты (УВЧ).
Усилительные каскады звуковой частоты (УЗЧ). Работа амплитудного детектора. Полоса пропускания приёмника.
Практическая работа: Техника монтажа, методы проверки и налаживание усилителей. Вычерчивание принципиальных схем. Макетирование.
11. Радиоспорт (6 часов)
Виды радиоспорта. Системы распределения позывных радиочастот.
Правила радиосвязи. Подача и приём радиограмм.
Практическая работа: Изучение азбуки «Морзе». Понятие «точка», «тире».
12. Заключительное занятие (8 часов)
Выставка конструкций, их авторская демонстрация. Защита проектов. Поощрение наиболее активных воспитанников.
Практическая работа: Подготовка к выставке.
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
II год обучения
№ | ТЕМА | ТЕОРИЯ | ПРАКТИКА | ВСЕГО |
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. | Введение Приёмники прямого усиления Усилительные каскады радиотехнического устройства Питание радиоэлектронных устройств от сети переменного тока Понятие об интегральных схемах и их применение Телеуправление Электронно-измерительные приборы лаборатории. Устройство и работа на них Электронная автоматика Рационализаторская и конструкторская деятельность Беседы, встречи, экскурсии | 2 12 8 5 6 9 4 6 6 5 | 2 32 27 21 18 17 8 15 8 5 | 4 44 35 26 24 26 12 21 14 5 |
ВСЕГО | 63 | 153 | 216 |
Содержание программы
1. Введение (4 часа)
Общие вопросы организации работы. Правила безопасности при пользовании электросетью, измерительной аппаратурой, станочным оборудованием, слесарным и монтажным инструментом.
2. Приёмники прямого усиления (44 часа)
Структурная схема приёмника прямого усиления, его особенности, преимущества и недостатки.
Понятие о каскадах приёмников (входная цепь, усилитель радиочастоты, детектор, усилитель звуковой частоты). Повышение входной мощности приёмника. Техника монтажа и налаживания приёмников различной сложности.
Разбор конструкций приёмников типа 0 – V – 1, 1 – V – 2, 2 – V – 3.
Практическая работа: Изготовление и налаживание портативных приёмников. Изготовление корпусов, ручек управления.
3. Усилительные каскады радиотехнического устройства (35 часов)
Технические требования к усилителям низкой и высокой частоты, их параметры. Предварительные и окончательные усилители. Одно - и двух - тактные усилители мощности.
Параметры усилителей: входное сопротивление, чувствительность, выходная мощность, амплитудно-частотная характеристика, коэффициент нелинейных искажений.
Фазоинверсная и трансформаторная схемы.
Регуляторы громкости, частотная коррекция.
Практическая работа: Конструирование, вычерчивание принципиальных схем. Составление монтажных схем, изготовление шасси. Проверка и налаживание усилителей.
4. Питание радиотелефонных устройств от сети переменного тока (26 часов)
Принцип преобразования переменного напряжения в постоянное. Однополупериодный выпрямитель. Двухполупериодный выпрямитель. Конструкция силовых трансформаторов.
Стабилизация выпрямительного напряжения. Параметрический стабилизатор. Компенсационный стабилизатор.
Понятие о частоте, периоде, фазе, форме.
Практическая работа: Вычерчивание принципиальной схемы. Подбор деталей. Составление монтажной схемы.
5. Понятие об интегральных схемах и их применение (24 часа)
Интегральные микросхемы – миниатюрное электронное устройство. Их применение в современной радиоэлектронике. Знакомство с аналоговыми и цифровыми микросхемами широкого применения. Электрические параметры интегральных микросхем. Использование в любительских радиотехнических устройствах.
Практическая работа: Демонтаж учебных плат. Чтение и изображение микросхем на принципиальных схемах.
6. Телеуправление (26 часа)
Телемеханика. Свойство систем телемеханики. Каналы связи.
Временная, импульсная модуляция. Частотная модуляция.
Область применения.
Практическая работа: Радиотелемеханика. Приёмно-передающая аппаратура. Радиоуправление моделями.
7. Электроизмерительные приборы лаборатории. Устройство и работа на них (12 часов)
Электроизмерительные, электромагнитные приборы. Виды. Применение.
Электронные приборы для измерения напряжения, силы тока, сопротивления, ёмкости, индуктивности.
Электровакуумные и газоразрядные приборы.
Полупроводниковые приборы.
Практическая работа: Работа с измерительными приборами. Исследование сигналов генераторов при помощи осциллографа, частотомера.
8. Электронная автоматика (21 час)
Роль автоматизации. История автоматики. Развитие автоматики.
Электромагнитное реле. Мультивибратор. Шаговые искатели. Электронные усилители.
Практическая работа: Изготовление акустического реле, фото реле слышащего автомата, термометра.
9. Рационализаторская и конструкторская деятельность (14 часов)
Профессия – конструктор. Призвание – рационализатор.
Практическая работа: Защита индивидуальных и коллективных проектов. Демонстрация законченных конструкций. Отбор лучших устройств на выставку технического творчества.
10. Беседы, встречи, экскурсии (10 часов)
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
III год обучения
№ | ТЕМА | ТЕОРИЯ | ПРАКТИКА | ВСЕГО |
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. | Вводное занятие Супергетеродинные приёмники Переменный ток Усилительные каскады радиотехнического устройства Понятие об интегральных схемах и их применение Радиоуправление Телевидение Электронная автоматика Электроизмерительные приборы Рационализаторская и конструкторская деятельность Подведение итогов работы | 2 10 6 8 8 9 8 6 4 6 2 | 2 25 15 27 20 17 8 15 8 8 2 | 4 35 21 35 28 26 16 21 12 14 4 |
ВСЕГО | 69 | 147 | 216 |
Содержание программы
Обучение в группе третьего года обучения индивидуальное. Тематический план обучения составляется воспитанником при помощи педагога с учётом мотивов, увлечений, теоретических и практических знаний и умений, накопленных за предыдущие годы, а также материально-технической базы лаборатории.
В список приборов и устройств, планируемых для изготовления, включаются изделия повышенной сложности: сетевые блоки питания индивидуального и коллективного пользования, приёмопередатчики, стереофонические усилители для высококачественного воспроизведения звука и др.
Предпочтение следует отдавать групповой работе, когда занятия одних воспитанников дополняются смекалкой других, опытом выполнения монтажа третьих.
Педагог выполняет роль главного технического консультанта, руководителя проекта, старшего товарища и воспитателя.
ПРОГНОЗИРУЕМАЯ РЕЗУЛЬТАТИВНОСТЬ
Результаты деятельности творческого объединения определяются степенью развития самостоятельности обучающихся при решении трудовых творческих задач, а также воспитанием устойчивого интереса к технической деятельностью.
К концу первого года обучения воспитанники должны знать:
● меры безопасности при работе в лаборатории;
● основные электрические величины;
● закон Ома и его практическое применение для участка цепи;
● сведения о переменном токе и его основных параметрах (период, частота, амплитуда);
● частотный диапазон радиовещания;
● роль учёных Максвелла, Фарадея, Ома, Герца, Попова в развитии радиоэлектроники;
● устройство полупроводниковых приборов;
● принцип работы полупроводниковых приборов.
К концу первого года обучения воспитанники должны уметь:
● качественно и правильно производить пайку и монтаж радиоэлементов;
● читать простейшие принципиальные схемы радиоустройств;
● разрабатывать и изготовлять печатные планы простейших РЭУ;
● пользоваться справочной литературой.
К концу второго года обучения воспитанники должны знать:
● правила и меры безопасности при работе с электроинструментами;
● основные характеристики УЗЧ;
● выходную мощность, сопротивление нагрузки усилителя, чувствительность, степень нелинейных искажений;
● общие устройства и принцип работы основных микросхем серий К155, К176, К561 (логика, счётчик, триггеры, дешифраторы, мультиплексоры);
● общие сведения о генераторах электрических колебаний, принципы их работы;
● порядок отыскания неисправностей в различной аппаратуре;
● методику проверки работоспособности отдельных деталей.
К концу второго года обучения воспитанники должны уметь:
● самостоятельно разрабатывать и изготовлять печатные платы для монтажа радиоаппаратуры средней сложности;
● пользоваться промышленными электроизмерительными приборами;
● изготавливать самодельные радиоустройства.
К концу третьего года обучения воспитанники должны знать:
● правила и меры безопасности при работе с электроинструментами;
● методы налаживания, испытания смонтированных устройств;
● элементы технической эстетики;
● основные понятия о системах автоматического регулирования и управления.
К концу третьего года обучения воспитанники должны уметь:
● самостоятельно разрабатывать печатные платы для монтажа радиоэлектронных устройств средней и повышенной сложности;
● разрабатывать и изготовлять различные электронные устройства с применением цифровых и аналоговых микросхем;
● грамотно применять электроизмерительные приборы для наладки изготовленных радиоустройств;
● разрабатывать и конструировать учебно-демонстрационные пособия по радиотехнике.
