Elektroonika laboritööde ülesannete ja katseplaadi koostamine

Antud töö keskendub elektroonilise katseplaadi projekteerimisele ja valmistamisele, kasutades selleks avatud lähtekoodiga elektroonilise trükkplaadi projekteerimise tarkvara KiCad. Töö eesmärk on luua õppestend, mis võimaldab läbi viia erinevaid elektroonika ja elektrotehnika ülesandeid ning toetab õpilaste praktiliste oskuste arendamist. Töö käigus on valitud sobivad elektroonilised komponendid, mille hulka kuuluvad pindmontaažiga (SMT) elemendid. Elementide valikul on arvestatud nende tehnilisi omadusi ja trükkplaadi kujunduse nõudeid. Joonestamise etapis on optimeeritud trükkplaadi kujundus, tagades vase radade sobiva pikkuse, komponentide vahelise kauguse ja otsikute paigutuse. Samuti on paigaldatud dioodid, mida kasutatakse erinevate elektrooniliste ülesannete täitmiseks. Töös on rõhutatud elektrooniliste elementide sümmeetrilise paigutuse olulisust, et tagada trükkplaadi stabiilsus ja usaldusväärne toimimine. Pärast trükkplaadi valmistamist viiakse läbi järeltöötlus, mis hõlmab komponentide jootmist trükkplaadile. Jootmine on vajalik, et tagada komponentide kindel ühendus trükkplaadiga. Jootmisprotsessi käigus tuleb arvestada otsikute paigutust, mis on vajalik stendi juhtmete ühendamiseks. Katseplaadi õppestend võimaldab läbi viia umbes 8 näidisülesannet, mis hõlmavad erinevaid elektroonika ja elektrotehnika teemasid, nagu pingejagur, ajakonstant ja dioodalaldi. Ülesanded on kavandatud nii, et õpilased saavad rakendada oma teoreetilisi teadmisi praktilistes situatsioonides ja arendada oma oskusi. Katseplaadi õppestendi andmed ja ülesanded võivad olla lisatud Unitraini keskkonda, mis on elektroonika ja elektrotehnika õppeplatvorm. Katseplaadi valmistamise ligikaudne hind on umbes 40 eurot tüki kohta. Originaalplaadi hind ei ole teada, kuna tegemist on firma omaloominguga, mis ei ole kataloogist leitav. Töö tulemusena on loodud funktsionaalne katseplaadi õppestend, mis toetab elektroonika ja elektrotehnika õppeprotsessi ning aitab õpilastel omandada praktilisi oskusi ja kogemusi. Töö annab väärtuslikku teavet trükkplaadi projekteerimise ja valmistamise protsessi kohta ning aitab kaasa elektroonika ja elektrotehnika valdkonna arengule hariduses.

This work focuses on the design and fabrication of an electronic test board using the open-source electronic printed circuit board (PCB) design software KiCad. The goal of the work is to create a test bench that allows for the execution of various electronics and electrical engineering tasks and supports the development of students' practical skills. During the work, suitable electronic components have been selected, including surface-mount technology (SMT) components. The selection of components has taken into account their technical characteristics and the requirements of the PCB design. In the drawing phase, the PCB design has been optimized, ensuring the appropriate length of copper traces, the distance between components, and the placement of terminals. Diodes have also been installed, which are used for various electronic tasks. The work emphasizes the importance of symmetrical placement of electronic components to ensure the stability and reliable operation of the PCB. After the fabrication of the PCB, post-processing is carried out, which involves soldering components to the PCB. Soldering is necessary to ensure a secure connection of the components to the PCB. During the soldering process, the placement of terminals must be taken into account, as it is necessary for connecting wires to the test bench. The test board bench allows for the execution of about 8 sample tasks, which cover various topics in electronics and electrical engineering, such as voltage dividers, time constants, and diode rectification. The tasks are designed so that students can apply their theoretical knowledge in practical situations and develop their skills. The test board bench data and tasks can be added to the Unitrain environment, which is an electronics and electrical engineering learning platform.