Изысканные линии электрических схем напоминают работы мастеров иероглифического письма. В редакции «Популярной механики» электричество и каллиграфия впервые соединились — есть контакт!
Рисуем проводами: иероглифы электричества

В чем состоит искусство электротехники? Пожалуй, в превращениях электричества. Различные приборы вырабатывают и подают в систему электрическую энергию, меняют характеристики тока, лампы переводят ее в форму света, двигатели — во вращение, а провода соединяют их элегантными линиями. Как и в древнем искусстве каллиграфии, здесь нет ни единого лишнего мазка кисти.

Неожиданную возможность соединить вместе оба высоких искусства дал новый оригинальный конструктор Circuit Scribe. Еще в 2013 году команда разработчиков из стартапа Electroninks с помощью краудфандинговой платформы Kickstarter успешно собрала средства на реализацию остроумной идеи, а теперь предлагает купить готовые наборы для начинающих, продвинутых и опытных техников (и каллиграфов). Здесь найдутся все привычные для таких конструкторов элементы — светодиоды, электрические звонки, резисторы, транзисторы и переключатели, но нет главного — проводов. Их предлагается просто нарисовать, воспользовавшись прилагающейся ручкой, пишущей электропроводящими чернилами. Набор Circuit Scribe среднего уровня (Maker) включает 11 компонентов; начальный уровень (Basic) содержит их всего шесть, зато «экспертный» (Developer) — 38, в том числе небольшой электродвигатель.
Авторы сообщают, что такие провода будут иметь сопротивление в пределах от 0,5 до 10 Ом/см в зависимости от типа поверхности, на которой нарисованы. Одной ручки хватает на 60−80 м проводов, которые, не перегреваясь, передадут ток силой до 175 мА. Пройти мимо такой возможности мы не могли, и по просьбе «Популярной механики» преподаватель Института Конфуция и Института восточных культур и античности РГГУ Александр Беляев подготовил несложные электрические схемы — и перевел их иероглифические послания.

Жидкие провода
Электропроводящие чернила нетоксичны и содержат частицы серебра диаметром около 400 нм и гидроксиэтилцеллюлозу (пищевая добавка Е1525), придающую раствору подходящую вязкость. Они могут использоваться для серьезных промышленных или исследовательских нужд и продаются известной корпорацией Sigma Aldrich.
Отдельно предлагаются ручки, «пишущие» резисторами с заранее заданным сопротивлением, от 100 до 100?000 Ом/см, а в будущем разработчики планируют еще расширить ассортимент, добавив чернила с новыми свойствами.
«Сознание спокойно. Дух в гармонии» Схема: стробоскоп. Светодиод подключен к источнику питания через интегральную микросхему 555 — универсальный таймер, который широко применяется в электротехнике и электронике. Длительность импульсов, которые создаются на выходе из микросхемы, определяется времязадающей цепочкой, состоящей из конденсатора и резистора, сопротивление которого регулируется поворотной ручкой.
Схема: простейший датчик нажатия. Приложение пальцев к открытым электродам замыкает контакты; самой по себе проводимости кожи для этого недостаточно, и сигнальный светодиод подключен через биполярный NPN-транзистор, который в данном случае служит «усилителем» тока. Замыкание резко увеличивает ток между эмиттером и коллектором, зажигая лампу.
«Пожелание долголетия. Радость весны» Схема: лампа регулируемой яркости. Светодиод подключен через потенциометр, выходное напряжение которого регулируется поворотной ручкой, которая меняет электрическое сопротивление резистора. В зависимости от этого лампочка то загорается ярче, то тускнеет.
Схема: дверной звонок. Пожалуй, самая элементарная в нашем наборе простых электрических схем. Миниатюрный звонок (или лампа) соединен с источником постоянного тока через SPST-переключатель. Латинские обозначения переключателей описывают количество полюсов (переключаемых контактов) и направлений (контактов, к которым подключаются или от которых отключаются); SPST — «один полюс, одно направление» — простейший вариант.
«Свежий ветер. Белое облако» Схема: датчик освещенности. Светодиод соединяется с источником через NPN-транзистор, база которого активируется светом. В результате получается фотосенсор, ток через который тем сильнее, чем ярче освещение.

Конструктор Circuit Scribe предоставлен компанией Madrobots.

Статья «Иероглифы электричества» опубликована в журнале «Популярная механика» (№5, Май 2016).