Жаңадан бастаушы электроника туралы білу қажет барлық нәрсе: 12 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Тағы да сәлем. Бұл нұсқаулықта біз өте кең тақырыпты қарастырамыз: барлығы. Мен бұл мүмкін емес болып көрінуі мүмкін екенін білемін, бірақ егер сіз бұл туралы ойласаңыз, біздің бүкіл әлем электронды схемамен басқарылады, суды басқарудан кофе өндіруге дейін жұмысқа/ мектепке дейін. Және бұл электронды құрылғылардың барлығы өте ұқсас компоненттермен басқарылады (резисторлар, транзисторлар, потенциометрлер, конденсаторлар, қосқыштар және тағы басқалар). Бұл компоненттердің барлығы келесі міндеттердің бірін орындайды- мәліметтерді қабылдау, деректерді өңдеу және мәліметтерді шығару. Мысалы, тінтуір (бұл көптеген ұсақ бөлшектердің жиынтығы) позицияны өлшейді, компьютерлік процессор бұл ақпаратты ойлайды, ал компьютер мониторы тышқанға сәйкес курсорды жылжытады. Нұсқаулықты жоғарыда аталған кейбір компоненттерге тоқталудан бастайық.

1 -қадам: ауысу

Ахх, жақсы ескі қосқыш. Мұндай электронды схемалардың әрқайсысында бар. Егер сізде жақсы схема жоқ болса, төменде түсініктеме беріңіз (монеталық батареялар + жарықдиодты шамалар мұнда есептелмейді). Қалай болғанда да, коммутатордың бір жұмысы бар- электр энергиясын беру немесе бермеу. Бұл электрониканың айтылмайтын кейіпкері туралы айтуға көп нәрсе қалмады.

2 -қадам: резисторлар

Резисторлар кез келген тізбектің негізі болып табылады. Маған кернеуді төмендететін объектілердің ешқайсысы жоқ кез келген ПХД (бұл баспа схемасы) табу қиынға соғады. Резисторлар бір кернеуді алып, оны төменге дейін төмендету үшін қолданылады. Бұл маңызды компоненттер туралы көп айтудың қажеті жоқ.

3 -қадам: Транснисторлар

Транзисторлар шатастыруы мүмкін, әсіресе барлық түрлерімен. Негізінде, транзистор - бұл электр тогының әсерінен жартылай өткізгіш қосқыш. Бұл кішкентай, бірақ қуатты қосқыштар әртүрлі модельдерде келеді, олардың әрқайсысы сәл өзгеше. Деректерді өңдеуге қабілетті әрбір заманауи схемада осындай адамдардың бірі бар.

4 -қадам: Конденсатор

Конденсаторлар - аз мөлшерде электр энергиясын сақтауға арналған құрал. Олар осылай жұмыс істейді: өткізбейтін материалмен бөлінген екі металл бөлігі. Өткізбейтін материалдың түрі немесе диэлектрик конденсатордың түрін және ол не үшін қолданылатынын анықтайды.

5 -қадам: потенциометрлер/реостаттар

Потенциометр - бұл айнымалы резистордың қызықты және маңызды түрі. 3 түйреуіш бар- 2 кіріс және бір шығыс. Барлық үш түйреуішті қолдану оны деректерді енгізуге арналған сенсорға айналдырады, ал екі түйреуішті қолдану оны кернеудің тұншығуының ескі әдісіне айналдырады. Егер сіз маған ұқсайтын болсаңыз, оның қалай жұмыс істейтінін білгіңіз келеді. Негізінде, сырғытпаның немесе сүрткіштің бойымен қозғалатын резистор бар, бұл тазалағыштағы/ сырғытпадағы орынға байланысты электр энергиясының қашықтығын өзгертеді. Бұл қарсылықты жоғарылатады немесе төмендетеді. Потенциометрлер әдетте жоғарыдағы суретке ұқсайды, бірақ олардың пішіні мен көлемі әр түрлі болуы мүмкін.

6 -қадам: щеткасыз тұрақты ток қозғалтқышы

Бұл нәрсе өте керемет. Мен кішкентай балаларға терминалдарды 9В аккумуляторға қосу арқылы тұрақты ток моторын көрсететінмін (олар техникалық жағынан менің жасымда- мен бесінші сыныпта оқимын) және ол айналды! Қалған балалардың бәрі қызғанады (немесе мен қиялдадым). Сіз мотордың қуатын да пайдалана аласыз. Бұл өте қарапайым құрылғы- полярлықты ауыстыратын екі немесе одан да көп электрмагниттік катушкалар бар. Содан кейін электромагниттердің итеруіне байланысты айналатын қалыпты магнит бар (жоғарыдағы суретті қараңыз).

7 -қадам: Эстафета

Реле - бұл электр тогымен қосылатын қосқыш. Мен оны тақтаға жоғарыдағы суретте сызбаға түсірдім. Негізінде, электромагниттік катушка магнитті электродты ығыстырып, оны басқа электродқа тигізеді, осылайша тізбектен ток өтеді.

8 -қадам: Piezo Buzzer

Piezo Buzzer - әлемдегі ең тітіркендіргіш нәрселердің бірі. Менің айтайын дегенім, кім «БИП, БИП, БИП!» біз тоңазытқышты қашан тазалаймыз? Немесе микротолқынды пеш өшіп бара жатқанда, бірақ сіз Шерлокты қарауды тоқтатқыңыз келмейді, және сіз «Бип -бип, Бип -Бип, Бип -Бип» -ге төзуге мәжбүр боласыз. Дегенмен, бұл кішкентай судо-динамиктер электронды дизайнның маңызды бөлігі болып табылады. Егер сіз тізбегіңіз дыбыстық кері байланыс бергісі келсе, бірақ тұрақты динамик қажет болмаса, бұл сіздің компоненттеріңіз. Олар пьезо деп аталатын кішкене металл пластинамен шу шығарады. Электр пьезо арқылы өтеді, бұл оның өте тез дірілдеуіне әкеледі. Бұл қозғалыс ауаны шығарады, әйтпесе дыбыс деп аталады. Тығыз ауаның қадамы тербеліс жылдамдығымен, ал дірілдің жылдамдығы кернеумен анықталады.

9 -қадам: жарықдиодты шамдар

Бұл кішкене шамдар электроникада кең таралған, сондықтан сіздің үйде кем дегенде 20 шам жоқ. Олар шағын, қол жетімді, энергия үнемдейтін, өте жарқын және олар қызбайды. Нені ұнатпау керек? Негізінде, жарықдиодты немесе жарық шығаратын диодтағы жарық жартылай өткізгіш материалдағы электрондардың қозғалысы нәтижесінде пайда болады, бұл шамамен қыздыру шамындағы жіпке тең. Тіпті ең скучный тізбектерде, мен өмірді жандандыру үшін кішкентай жасыл немесе ақ жарықдиодты орналастырғанды ұнатамын.

*Ескерту: Әрқашан резисторы бар жарық диоды бар токты тұншықтырыңыз. Олар әдетте төмен кернеуде жұмыс істейді, шамамен 3,3 вольт.

10 -қадам: Микроконтроллерлер

Бұл қадам басқалардан ерекшеленеді, өйткені бұл компонент емес, тақырып. Микроконтроллер - бұл ақпаратты қабылдауға, түсіндіруге, көрсетуге және жауап беруге арналған қарапайым компьютерлер. Көптеген микроконтроллерлер біз қарастырған компоненттердің барлығын немесе көпшілігін қолданады. Микроконтроллерлердің көптеген түрлері болғандықтан, мен сізге жаңадан бастаушыларға ұсынылатын үшеуін беремін- Arduino, Raspberry Pi және BeagleBone. Бұл үш тақта бағдарламаланатын және оларды кез келген жобалар үшін қолдануға болады.

*Жауапкершіліктен бас тарту: Менде тек Arduino мен Raspberry Pi бар, сондықтан мен BeagleBone -ге кепілдік бере алмаймын.

11 -қадам: бағдарламалау

Бағдарламалау керемет. Мен бағдарламада жұмыс істеген кезде менде жылулық сезімі пайда болады, адреналиннің бір түрі, бірақ ұрыссыз/ұшу реакциясы жоқ. Мен бағдарламалау туралы білетіндердің бәрін түсіндіргім келеді, бірақ бұл біраз уақытты алады. Міне, ықшамдалған нұсқасы: компьютерлер түсінетін әр түрлі тілдер бар (C, Python, JavaScript, Ruby, C ++, Java және т.б.), және сол тілдерде сөйлеуді (немесе теруді) үйрену - сіз жасай алатын ең жақсы нәрселердің бірі. өзіңіз үшін. Тілді үйренгеннен кейін, компьютерге (немесе микроконтроллерге) не істеу керектігін айтсаңыз болды, ол біраз жөндеуден кейін орындалады. Бағдарламалау туралы қарапайым білімі болмаса да, сіз электрониканың метафоралық қайығына мінер алдында батып кетесіз.

12 -қадам: Барлығы, адамдар

Нұсқаулық осымен аяқталады. Оқығаныңыз үшін рақмет, және егер сізге осы нұсқаулық ұнаған болса, маған «Бастауыш электроника» байқауында дауыс беру үшін уақыт бөліңіз. Сіз қазір электронды дизайнмен айналысуға шабыт аласыз деп сенемін.