Азы электроники для начинающих: Основы электроники для чайников | Электроника — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Чарльз Платт. Электроника для начинающих

Глава 1. Основы электроники

Данная глава этой книги содержит пять экспериментов. Мне хотелось, чтобы в первом же эксперименте вы в буквальном смысле ощутили электричество. Вы почувствуете электрический ток и откроете природу электрического сопротивления не внутри проводов и компонентов, а в самом мире, который вас окружает.

Эксперименты 2-5 продемонстрируют, как измерить напряжение и электрический ток и, наконец, как изготовить источник электроэнергии при помощи обычных предметов прямо на вашем рабочем столе.

Даже если вы уже кое-что знаете об электронике, я все равно советую вам провести эти эксперименты, прежде чем отважиться на последующие части книги. Они не только увлекательны, но и познавательны, т.к. проясняют некоторые основные концепции электротехники.

Необходимые инструменты

Каждая глава этой книги начинается с изображений и кратких описаний инструментов, оборудования, комплектующих и расходных материалов. Более подробные сведения вы можете почерпнуть из главы 6, где собрана информация обо всех необходимых покупках:

Для приобретения инструментов и оборудования, смотрите раздел главы 6 «Приобретаемые инструменты и оборудование».
Для поиска компонентов смотрите раздел «Компоненты».
Для получения сведений о расходных материалах смотрите раздел «Расходные материалы».
Если вы предпочитаете купить полностью готовый набор комплектующих, которые вам понадобятся, то можете предварительно его заказать. Для более детальной информации смотрите раздел «Наборы».

Инструменты и оборудование, например кусачки или мультиметр, — это те вещи, которые будут нужны вам постоянно. Расходные материалы, такие как провода и припой, будут постепенно тратиться при изготовлении различных устройств, но рекомендованного количества должно быть достаточно для всех экспериментов книги. Комплектующие будут указаны в конкретных разделах и понадобятся при изготовлении описанных там устройств.

…

термины и приборы, используемые в электротехнике

Люди начинают интересоваться электроникой в любом возрасте и по разным причинам. Кому-то наука необходима для работы или учёбы, а у кого-то она просто вызывает интерес. Чтобы получить полное представление об этой теме и разобраться в основных ее терминах, потребуется изучить основы электроники и электротехники.

Основные понятия

В школьные годы всем приходилось изучать азы электроники на уроках физики. Но из-за сложных терминов, обилия формул и разных единиц измерения усвоить информацию смогли далеко не все. В жизни случаются разные ситуации, когда человеку необходимы эти знания. Сегодня существует множество пособий, изданий и журналов, в которых описываются основы электроники. Для начинающих такие пособия являются хорошими помощниками, поскольку все основные понятия и процессы в них излагаются доступным языком.

Самыми частыми терминами из области электроники, которые люди слышат в обычной жизни, являются слова ток, напряжение и сопротивление. Чтобы понять их суть, требуется вспомнить, что любое вещество представляет собой совокупность положительно и отрицательно заряженных частиц (протонов и электронов).

Направлено движущийся поток электронов образует ток. Силу, перемещающую их в одном направлении, называют напряжением. Движение отрицательных частиц не происходит беспрепятственно, ему мешает трение, называемое в физике сопротивлением. Эти величины имеют взаимную связь, поэтому зная две из них, можно легко рассчитать третью, воспользовавшись соответствующей формулой.

Каждая величина в электронике имеет собственное обозначение и измеряется в конкретных единицах. Ток А — в амперах, сопротивление R — в омах, напряжение U — в вольтах.

Применение электричества

Так называемая электроника для «чайников» не только разъясняет новичкам природу возникновения электрического тока, но и приводит примеры его применения. Ассортимент источников напряжения очень широк. Все они имеют разные размеры и технические характеристики:

Литиевая батарея. Рассчитана на номинальную нагрузку 3 В. Благодаря маленькому размеру хорошо подходит для использования в карманных устройствах (часах, фонариках). Может иметь ёмкость 30—500 мАч.
Никель-металлогидридный элемент. Характеризуется высокой плотностью энергии и быстрой способностью накапливать заряд. Часто используется для электропитания различной робототехники.

Свинцово-кислотный аккумулятор также является разновидностью питающей батареи и занимает отдельное место в ряду известных источников питания. Его конструкция состоит из следующих элементов:

положительного и отрицательного контакта;
набора электродов с разными зарядами;
предохранительного и разделительного клапана.

Все детали заключены в прочный корпус. Такой аккумулятор является основным источником напряжения для большинства радиоэлектронных устройств. Легко и быстро перезаряжается, хорошо подходит для систем, в которых главную роль играет не вес прибора, а его энергозапас.

Технические характеристики

На эффективность работы батареи оказывает влияние способ её подключения. Последовательная схема соединения ведёт к увеличению напряжения, параллельная — к увеличению текущего тока.

Основной характеристикой энергоисточника в электронике считается ёмкость. Эта величина служит мерой хранящегося в нём заряда и напрямую зависит от массы активного вещества. Указывая номинальную ёмкость, производители подразумевают максимальное количество электроэнергии, которое может быть извлечено при конкретных условиях. Но поскольку условия использования батарей далеки от идеальных, на практике уровень ёмкости оказывается ниже заявленного. Основные факторы, влияющие на её снижение — длительность эксплуатации, температурный режим, количество зарядок и разрядок.

В качестве единицы измерения этого параметра принято использовать ватт-часы (Вт*ч), киловатт-часы (кВт*ч), ампер-часы (А*ч) или миллиампер-часы (мА*ч). Ватт-час определяется как произведение силы тока и напряжения, выданного устройством за один час. Уровень напряжения является величиной постоянной и зависит от того, к какому типу принадлежит энергоисточник (литиевому, щелочному, свинцово-кислотному).

В случае полной разрядки большинство источников напряжения выходит из строя. Чтобы не допустить поломки, производители определяют долю тока, которая может быть извлечена из него. Её называют глубиной разрядки и измеряют в процентах от максимальной ёмкости.

Ограничители электрического тока

В некоторых электронных устройствах требуется ограничение электрического тока. Чтобы этого добиться, в цепь встраивают специальный ограничивающий прибор — резистор. Являясь потребителем, а не производителем тока, он эффективно справляется с функцией разделения напряжения и линий входа (выхода). Применяется как дополнение активных элементов интегральных схем.

Разновидностей резисторов очень много. В зависимости от конструкции, технических показателей и состава они бывают:

Линейными. Сопротивление остаётся постоянным вне зависимости от разницы потенциалов, прикладываемых к таким резисторам. Характеризуются прямой вольт-амперной линией.
Нелинейными. Сопротивление зависит от разницы прикладываемого напряжения или проходящего тока. Резисторы такого типа работают в нестрогом соответствии с законом Ома, имеют нелинейную характеристику. Используются в робототехнических проектах в роли датчиков.
Переменными. Оснащаются специальным валом, позволяющим изменять параметры сопротивления в процессе эксплуатации.
Постоянными. Заданные в них показатели изменить нельзя.
Углеродными. Сердечники внутри таких резисторов изготавливаются из углерода, имеют чашеобразные контакты. Из-за пористого корпуса чувствительны к влажности окружающей среды.

Плёночными. Производятся путём осаждения распылённого металла на керамическую основу. Отличаются высокой надёжностью, поэтому успешно применяются в основных электронных системах.
Проволочными. Их конструкция состоит из керамического сердечника и проволочной обмотки, изготовленной из разных металлических сплавов. Состав сплавов зависит от требующегося сопротивления. Показывают стабильную работу при большой мощности.
Металлокерамическими. Для их изготовления используется смесь керамики и обожжённых металлов. Процентное соотношение тех или иных компонентов определяет уровень сопротивления.

Плавкими. В нормальном режиме работы они выполняют роль ограничителей. При возрастании номинальной мощности функционируют как предохранители, защищая электрическую цепь от короткого замыкания.
Теплочувствительными. Могут выдавать как положительный, так и отрицательный коэффициент в зависимости от колебаний температуры.
Светочувствительными. Главным фактором, влияющим на их работу, является интенсивность падающего светового потока. Чем ярче свет, тем меньше сопротивление резистора.

В отношении резисторов, меняющих сопротивление в процессе работы,

используется такой термин, как допуск, измеряемый в процентах. Он показывает, насколько изменяющиеся показатели близки к номинальным значениям. К примеру, устройство с номинальным электрическим сопротивлением 500Ω и допуском 10% на практике может выдавать значения в диапазоне от 550 до 450Ω.

Электронные конструкторы СМАЙЛ по книге Чарльза Платта «Электроника для начинающих» – это первый шаг в изучении основ электроники. Освоив эксперименты из этого конструктора, Вы сможете перейти к следующему шагу

Конструкторы СМАЙЛ по книге Чарльза Платта «Электроника для начинающих»

Каждый из нас пользуется электронными устройствами, но большинство не знает, что происходит у них внутри.

Конечно, вам может показаться, что это вам знать и не нужно. Если вы управляете автомобилем без детального понимания того каким образом работает двигатель внутреннего сгорания, то совершенно так же, по- видимому, вы можете пользоваться iPhone без каких- либо знаний об интегральных схемах. Однако понимание основ электричества и электроники может быть полезным по трем причинам.

• Изучая основы электроники, вы получаете больше возможностей управлять миром вместо того, чтобы позволять ему управлять вами. Если вы проникаете в суть проблем, то будете в состоянии решать их, а не испытывать неприятные ощущения, связанные с их наличием.
• Изучение электроники можно сделать приятным препровождением времени при условии, конечно, правильного подхода к этому процессу. Необходимые при этом приборы и инструменты относительно дешевы; кроме того, вы можете проделать всю работу прямо на вашем рабочем столе и не потратите на это много времени (до тех пор, пока вы сами не захотите посвятить больше времени этому занятию).

• Знание электроники может открыть Вам новое направление и перспективы.

Электронные конструкторы СМАЙЛ по книге Чарльза Платта «Электроника для начинающих» – это первый шаг в изучении основ электроники. Освоив эксперименты из этого конструктора, Вы сможете перейти к следующему шагу — освоению робототехники, платформ Arduino и Raspberry Pi.

Электронные конструкторы СМАЙЛ предназначены для продвинутых родителей, их детей, школ и кружков технического творчества.

В своей книге автор исходит из того, что вы приступаете к процессу изучения, не имея каких-либо предварительных знаний в области электроники. Поэтому первые эксперименты очень простые, и вам даже не придется использовать паяльник или плату для монтажа схем, а вы будете соединять провода с помощью «крокодилов» и беспаячной макетной платы. Но очень скоро вы начнете выполнять эксперименты с транзисторами и интегральными микросхемами.

Пошаговые инструкции и более 500 фотографий и рисунков помогут вам легко освоить излагаемый материал.
В процессе выполнения увлекательных экспериментов вы изучите основные электронные компоненты, принципы работы электронных устройств и теоретические вопросы.

9 НАБОРОВ КОНСТРУКТОРОВ – 9 УРОВНЕЙ СОВЕРШЕНСТВА

Электронный конструктор СМАЙЛ №1 является Базовым.

Это самый бюджетный вариант, но вместе с тем достаточно функциональный. На его основе можно собрать эксперименты с 1 по 11 из книги Чарльза Платта «Электроника для начинающих».

Он предназначен для тех у кого уже есть книга «Электроника для начинающих» в печатном или электронном виде. А также для тех, у кого дома уже есть набор инструментов. Таких как: паяльник, кусачки, пинцет, утконосы и мультиметр.
Этот набор будет необходим тем родителям, которые хотят оторвать своего ребѐнка от компьютерных игр, но пока не уверены проявится ли интерес к электронике.

Электронный конструктор СМАЙЛ №2 является дополнением к базовому Набору №1.

Если Вы проделали все эксперименты из Набора №1 и хотите их продолжить, то рекомендуем приобрести этот набор-дополнение.
На его основе можно собрать эксперименты с 12 по 25 из книги Чарльза Платта «Электроника для начинающих».
Для сборки экспериментов из Набора №2 Вам обязательно понадобится наличие базового Набора №1.
Набор №2 предназначен для тех у кого уже есть Набор №1, книга «Электроника для начинающих» в печатном или электронном виде. А также для тех, у кого дома уже есть набор инструментов. Таких как: паяльник, кусачки, пинцет, утконосы и мультиметр.
Совместно с базовым Набором №1 Вам будут доступны эксперименты с 1 по 25.

Электронный конструктор СМАЙЛ №3 включает в себя элементы базового Набора №1 и Набора №2.

На его основе можно собрать эксперименты с 1 по 25 из книги Чарльза Платта «Электроника для начинающих».
Электронный конструктор СМАЙЛ Набор №3 — это хорошее приобретение для тех, у кого уже есть книга «Электроника для начинающих» в печатном или электронном виде. А также для тех, у кого дома уже есть набор инструментов. Таких как: паяльник, кусачки, пинцет, утконосы и мультиметр.

Электронный конструктор СМАЙЛ №4 является дополненной версией базового Набора №1.

Набор №4 — это базовый Набор №1 + книга Чарльза Платта «Электроника для начинающих».
Это бюджетный вариант, но вместе с тем достаточно функциональный. На его основе можно собрать эксперименты с 1 по 11 из книги Чарльза Платта «Электроника для начинающих».
Он предназначен для тех у кого нет ещѐ книги «Электроника для начинающих» в печатном или электронном виде. А также для тех, у кого дома уже есть набор инструментов. Таких как: паяльник, кусачки, пинцет, утконосы и мультиметр.
Этот набор будет необходим тем родителям, которые хотят оторвать своего ребѐнка от компьютерных игр, но пока не уверены проявится ли интерес к электронике.

Электронный конструктор СМАЙЛ №5 является дополнением к базовому Набору №1.

Если Вы проделали все эксперименты из Набора №1 и хотите их продолжить, то рекомендуем приобрести этот набор-дополнение.

Набор №5 — это Набор №2 + книга Чарльза Платта «Электроника для начинающих».
На его основе можно собрать эксперименты с 12 по 25 из книги Чарльза Платта «Электроника для начинающих».
Для сборки экспериментов из Набора №2 Вам обязательно понадобится наличие базового Набора №1.
Набор №5 предназначен для тех у кого нет ещѐ книги «Электроника для начинающих» в печатном или электронном виде. А также для тех, у кого дома уже есть набор инструментов. Таких как: паяльник, кусачки, пинцет, утконосы и мультиметр.
Совместно с базовым Набором №1 Вам будут доступны эксперименты с 1 по 25.

Электронный конструктор СМАЙЛ №6.

Набор №6 — это Набор №3 + книга Чарльза Платта «Электроника для начинающих».

На его основе можно собрать эксперименты с 1 по 25 из книги Чарльза Платта «Электроника для начинающих».
Электронный конструктор СМАЙЛ Набор №6 — это хорошее приобретение для тех у кого нет ещѐ книги «Электроника для начинающих» в печатном или электронном виде. А также для тех, у кого дома уже есть набор инструментов. Таких как: паяльник, кусачки, пинцет, утконосы и мультиметр.

Электронный конструктор СМАЙЛ №7 является расширенной версией
базового Набора №1.

Набор №7 — это базовый Набор №1 + книга Чарльза Платта «Электроника для начинающих» + инструменты (паяльник, кусачки, пинцет, утконосы и мультиметр).
Это бюджетный вариант, но вместе с тем достаточно функциональный. На его основе можно собрать эксперименты с 1 по 11 из книги Чарльза Платта «Электроника для начинающих».
Хороший вариант для полноценного старта.
Этот набор будет необходим тем родителям, которые хотят оторвать своего ребѐнка от компьютерных игр, но пока не уверены проявится ли интерес к электронике.
Входящие в состав набора инструменты пригодятся в доме и детям и взрослым.
Электронный конструктор СМАЙЛ Набор №8 является дополнением к базовому Набору №1.

Набор №8 — это набор №2 + книга Чарльза Платта «Электроника для начинающих» + инструменты (паяльник, кусачки, пинцет, утконосы и мультиметр).

Если Вы проделали все эксперименты из Набора №1 и хотите их продолжить, то рекомендуем приобрести этот набор-дополнение.
На его основе можно собрать эксперименты с 12 по 25 из книги Чарльза Платта «Электроника для начинающих».
Для сборки экспериментов из Набора №8 Вам обязательно понадобится наличие базового Набора №1.
Набор №8 предназначен для тех у кого нет ещѐ книги «Электроника для начинающих» в печатном или электронном виде. А также для тех, у кого дома пока ещѐ нет инструментов. Таких как: паяльник, кусачки, пинцет, утконосы и мультиметр.
Совместно с базовым Набором №1 Вам будут доступны эксперименты с 1 по 25.

Электронный конструктор СМАЙЛ №9.

Этот набор можно охарактеризовать как ВСЁ И СРАЗУ.

Набор №9 — это набор с максимальной комплектацией, включающей в себя максимальную элементную базу, книгу Чарльза Платта «Электроника для начинающих» и инструменты (паяльник, кусачки, пинцет, утконосы и мультиметр).
На его основе Вам будут доступны эксперименты с 1 по 25 из книги Чарльза Платта «Электроника для начинающих».
Очень рекомендуем !!!

ВНИМАНИЕ!
Наборы № 2, 5, 8 являются дополнением к Базовому Набору №1.
Для сборки экспериментов из наборов № 2, 5, 8 Вам обязательно потребуется наличие Базового Набора №1.

Вместе с книгой и конструкторами СМАЙЛ «Электроника для начинающих», Вы сможете:

• Открыть для себя новый удивительный мир, извлекая уроки из удачных и неудачных экспериментов с электронными компонентами.
• Создать дома рабочее место, удобное для выполнения проектов и оснащенное приборами и инструментами.
• Узнать больше об основных электронных компонентах и функциях, которые они выполняют в электрической цепи.
• Сделать охранную сигнализацию для защиты от проникновения в дом, елочные огни, электронные украшения для одежды, устройство преобразования звука, тестер измерения скорости реакции человека и кодовый замок и многое другое …

Краткое знакомство с книгой Чарльза Платта «Электроника для начинающих» PDF

● ПОЛУЧЕНИЕ ОПЫТА В ИЗУЧЕНИИ ЭЛЕКТРОНИКИ	● ОБРАЩЕНИЕ К БОЛЕЕ СЕРЬЁЗНЫМ ВЕЩАМ
Эксперимент 1. Проверьте напряжение на вкус!	Эксперимент 12. Соединение двух проводов вместе
Эксперимент 2. Давайте сожжем батарейку!	Эксперимент 13. Сжигание светодиода
Эксперимент 3. Ваша первая схема	Эксперимент 14. Пульсирующий свет
Эксперимент 4. Изменение напряжения	Эксперимент 15. Переработанная схема охранной сигнализации
● ОСНОВЫ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ И МНОГОЕ ДРУГОЕ	● МИКРОСХЕМЫ, ПРИВЕТ!
Эксперимент 6. Очень простое переключение	Эксперимент 17. Установка тональности звука
Эксперимент 7. Включение светодиодов с помощью реле	Эксперимент 18. Таймер для определения реакции человека
Эксперимент 8. Релейный генератор	Эксперимент 19. Изучение логики
Эксперимент 9. Время и конденсаторы	Эксперимент 20. Кодовый замок
Эксперимент 10. Транзисторное переключение	Эксперимент 21. Игра с равными шансами на победу
Эксперимент 11. Модульный проект	Эксперимент 22. Переключение и дребезг
	Эксперимент 23. Игра в кости
	Эксперимент 24. Завершенная охранная сигнализация
	Эксперимент 25. Магнетизм

Перейти в каталог

Электроника для начинающих 2.0. МАЛЫЙ НАБОР

Хотите изучить фундаментальные основы электроники и электротехники и создавать интересные проекты своими собственными руками? Откройте эту коробку и с помощью книги «Электроника для начинающих» (2-изд.) начните заниматься монтажом увлекательных проектов.

Что в наборе:

В состав набора входят более 150 компонентов, мультиметр, инструменты (нож, плоскогубцы), элементы питания, макетная плата и книга Ч. Платта «Электроника для начинающих» (2 изд.).

Наличие макетной платы, перемычек и проводов с «крокодилами» позволяют проводить эксперименты без пайки.

Состав:

Резисторы

10x Резистор 470 Ом

10x Резистор 1 кОм

10x Резистор 2,2 кОм

10x Резистор 4,7 кОм

10x Резистор 10 кОм

10x Резистор 100 кОм

10x Резистор 220 кОм

10x Резистор 470 кОм

10x Резистор 1 МОм

Потенциометры

2x Потенциометр 1 кОм

1x Подстроечный потенциометр 500 кОм

Конденсаторы

2x Конденсатор керамический 0,01 мкФ

2x Конденсатор керамический 0,1 мкФ

2x Конденсатор керамический 0,33 мкФ

2x Конденсатор керамический 1 мкФ

2x Конденсатор керамический 3,3 мкФ

1x Конденсатор керамический 10 мкФ

1x Конденсатор электролитический 33 мкФ

2x Конденсатор электролитический 100 мкФ

1x Конденсатор электролитический 220 мкФ

2x Конденсатор электролитический 1000 мкФ

Кнопки, тумблеры, реле

2x Двухполюсное реле на два направления, на 9 В пост. тока

3x Кнопка тактовая

2x Тумблер на два направления ASW-13-102 on-on

Светодиоды

3x Светодиод красный

1x Светодиод слаботочный

Транзисторы, тиристоры

6x Транзистор серии 2N2222

Динамик

1x Динамик с импедансом 8 Ом, 40 мм

Элементы питания, зарядное устройство

1x Батарея 9 В

2x Батарея на 1,5 В

1x Клипса для батареи

1x Отсек для батареи

2x Плавкий предохранитель на 1 А

Макетная плата, провода, зажимы-крокодилы

1x Макетная плата MB-102

1x Перемычки для макетных плат (140 шт.) 10x Провода <папа-папа>

5x Провода с <крокодилами> на обоих концах

Измерительный прибор

1x Мультиметр

Инструменты

1x Нож

1x Удлиненные плоскогубцы

Разное

4x Оцинкованные гвозди

Книга

1x Платт Ч. Электроника для начинающих. — 2-е изд. — СПб.: БХВ-Петербург, 2017. — 416 с.

Что можно сделать?

В процессе выполнения 11 экспериментов вы поймете что такое электрический ток, изучите на практике основные зако-ны электричества, соберете простые электрические схемы, по-знакомитесь с принципом работы различных электронных компонентов и устройств от резисторов до транзисторов, а также научитесь работать с мультиметром.

Эксперименты:

1. Попробуйте электричество на вкус!

2. Давайте испортим батарею!

3. Ваша первая электрическая цепь

4. Переменное сопротивление

5. Давайте изготовим гальванический элемент

6. Обычные переключатели

7. Исследование реле

8. Генератор на основе реле

9. Время и конденсаторы

10. Транзисторные переключатели

11. Свет и звук

Хотите больше?
Набор Электроника для начинающих 2.0. БОЛЬШОЙ НАБОР помимо перечисленных 11 экспериментов содержит еще 17!

Книга «Электроника для начинающих» 2-е изд. Ч.Платт

Об авторе	V
Посвящается	VII
Выражаю признательность	VII
Что нового во втором издании	XI
Как получать удовольствие от этой книги	XIII
Как с нами связаться	XVI
Электронный архив	XVII
Глава 1. Основы электроники	1
Необходимые инструменты	1
Эксперимент 1. Попробуйте электричество на вкус!	8
Эксперимент 2. Давайте испортим батарею!	14
Эксперимент 3. Ваша первая электрическая цепь	21
Эксперимент 4. Переменное сопротивление	25
Эксперимент 5. Давайте изготовим гальванический элемент	40
Глава 2. Управление электрическим током	47
Что потребуется для экспериментов второй главы	47
Эксперимент 6. Обычные переключатели	58
Эксперимент 7. Исследование реле	69
Эксперимент 8. Генератор на основе реле	75
Эксперимент 9. Время и конденсаторы	87
Эксперимент 10. Транзисторные переключатели	97
Эксперимент 11. Свет и звук	105
Глава 3. Займемся чем-то посерьезнее	115
для экспериментов третьей главы	115
Эксперимент 12. Пайка двух проводов	126
Эксперимент 13. Перегрев светодиода	140
Эксперимент 14. Мигающий брелок	143
Эксперимент 15. Охранная сигнализация, часть первая	152
Глава 4. Микросхемы, вам слово!	163
Комплектующие для четвертой главы	163
Эксперимент 16. Интегральный таймер	168
Эксперимент 17. Генерируем звук	180
Эксперимент 18. Охранная сигнализация, (почти) завершенная	190
Эксперимент 19. Измеритель скорости реакции	206
Эксперимент 20. Изучение логических элементов	221
Эксперимент 21. Кодовый замок	234
Эксперимент 22. Кто быстрее?	245
Эксперимент 23. Переключение и дребезг контактов	254
Эксперимент 24. Сыграем в кости	259
Глава 5. Эксперименты продолжаются	275
Инструменты, оборудование, компоненты и расходные материалы	275
Оборудование вашего рабочего пространства	276
Маркировка компонентов	279
Что разместить на рабочем столе	279
Справочные материалы из онлайн-источников	281
Книги	281
Эксперимент 25. Электромагнитные явления	284
Эксперимент 26. Настольная электростанция	288
Эксперимент 27. Разбираем динамик	294
Эксперимент 28. Демонстрируем самоиндукцию катушки	298
Эксперимент 29. Фильтрация частот	301
Эксперимент 30. Искажение звука	311
Эксперимент 31. Радио без пайки и без питания	316
и программного обеспечения	323
Эксперимент 33. Исследуем окружающий мир	339
Эксперимент 34. Точные игральные кости	348
Что осталось без внимания	363
Заключение	364
материалы	365
Наборы	365
Поиск и покупки онлайн	366
Расходные материалы и компоненты	372
Приобретаемые инструменты и оборудование	384
Интернет-магазины	386

Приложение. Описание электронного архива	388
Предметный указатель	389

Уроки схемотехники для начинающих

Честно говоря, я не очень люблю термин «чайник», по мне лучше говорить «начинающий», но здесь все зависит от того кто как себя сам позиционирует.

Здесь я планирую рассмотреть самые основы схемотехники, ее азы, причем ограничиваться просто публикацией различных схем не собираюсь.

Несмотря на то, что схемотехника рассматривает все устройства как «черные ящики», то есть, игнорируя физические процессы, определяющие принцип их работы, для введения в схемотехнику, считаю необходимым уделять внимание рассмотрению принципов работы отдельных компонентов, их элементарных сочетаний, однако, делать это буду без излишнего «фанатизма».

Дело в том, что помимо достаточно сложных радиоэлементов, к которым относятся, например, всевозможные микросхемы, внутреннее устройство которых мы рассматривать не будем (начинающим это сложно) схемотехника использует различные дискретные элементы – диоды, резисторы, стабилитроны и пр., знание основных принципов работы которых может оказаться полезным.

Хочу отметить две основные задачи схемотехники:

построение схемы какого либо устройства на базе отдельных элементов,
анализ работы того или иного изделия на основе работы его составных частей.

Кстати, поскольку любое, даже самое сложное устройство, может быть приведено к достаточно простым комбинациям электрических (электронных) компонентов настоятельно рекомендую начинающим схемотехникам уделить должное внимание вопросам функционирования именно элементарных узлов.

Должен заметить, что схемотехника – направление достаточно сложное, требует специальных знаний в целом ряде смежных областей, однако, начинающим может хватить элементарного владения основными законами электротехники – Ома и Кирхгофа, тем более, что задачу подготовки инженеров – разработчиков электронной аппаратуры не ставлю.

Менее всего претендуя на создание всеобъемливающего пособия по схемотехнике, надеюсь, что предлагаемые статьи будут полезны для начинающих, желающих приобрести первоначальные знания о разработке, анализе различных схем.

На данный момент доступны следующие материалы:

Резисторы – элементы, без которых представить схемотехнику невозможно.

Диоды – тоже достаточно простые приборы, однако, могут находить применение в очень простых, одновременно полезных схемах. Схемотехника использует их очень часто.

Транзисторы. Транзистор был изобретен в 50-х годах прошлого века, его появление произвело настоящий фурор – достаточно сказать, что его изобретатели получили Нобелевскую премию.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Научиться можно только тому, что любишь.
Гёте И.

«Как самостоятельно изучить электронику с нуля?» — один из самых популярных вопросов на радиолюбительских форумах. При этом те ответы, которые я нашел, когда сам его задавал, мне мало помогли. Поэтому я решил дать свой.

_{Это эссе описывает общий подход к самообучению, а так как оно стало ежедневно получать множество просмотров, то я решил его развить и сделать небольшое руководство по самостоятельному изучению электроники и рассказать как это делаю я. Подписывайся на рассылку — будет интересно!}

Творчество и результат

Чтобы что-то изучить надо это полюбить, гореть интересом и регулярно упражняться. Кажется, я только что озвучил прописную истину. Тем не менее. Для того, чтобы с лёгкостью и удовольствием изучать электронику надо её любить и относится к ней с любопытством и восхищением. Сейчас уже для всех привычно иметь возможность отправить видеосообщение на другой конец земли и мгновенно получить ответ. А это одно из достижений электоники. 100 лет труда тысяч ученых и инженеров.

Как нас обычно учат

Классический подход, который проповедуется в школах и университетах всего мира можно назвать подходом снизу-вверх. Сначала тебе рассказывают что такое электрон, атом, заряд, ток, резистор, конденсатор, индуктивность, заставляют решить сотни задач на нахождение токов в резисторных цепях, потом ещё сложней и т.д. Такой подход схож с восхождением на гору. Но лезть в гору сложней, чем спускаться. И многие сдаются так и не добравшись до вершины. Это верно в любом деле.

А что если спускаться с горы? Главная идея в том, чтобы сначала получить результат, а затем разобрать детально почему работает именно так. Т.е. это классический подход детских радиокружков. Он даёт возможность получить ощущение победы и успеха, которые в свою очередь стимулируют желание изучать электронику дальше. Понимаешь, очень сомнительная польза в изучении одной теории. Надо обязательно практиковаться, так как не все из теории 100% ложится на практику.

Есть такая старая инженерная шутка гласит: «Раз ты хорош в математике, то тебе надо пойти в электронику». Типичная чушь. Электроника — это творчество, новизна идей, практика. И не обязательно впадать в дебри теоритический расчетов, чтобы создавать электронные устройства. Ты вполне можешь освоить необходимые знания самостоятельно. А математику подтянешь в процессе творчества.

Главное — это понять основной принцип, и только потом тонкости. Такой подход просто переворачивает мир самостоятельного изучения. Он не нов. Так рисуют художники: сначала набросок, затем детализация. Так проектируют различные большие системы и т.д. Такой подход похож на «метод тыка», но только если не искать ответа, а тупо повторять одно и тоже действие.

Понравилось устройство? Собирай, разбирайся почему оно сделано именно так и какие идеи заложены в его конструкцию: почему именно эти детали используются, почему именно так соединены, какие принципы используются? А можно ли что-нибудь улучшить или просто заменить какую-нибудь деталь?

Конструирование — это творчество, но ему можно научиться. Для это надо только выполнять простые действия: читать, повторять чужие устройства, обдумывать результат, наслаждаться процессом, быть смелым и уверенным в себе.

Математика в электронике

В радиолюбительском конструировании считать несобственные интегралы вряд ли придётся, но знание закона Ома, правил Кирхгофа, формул делителя тока/напряжения, владение комплексной арифметикой и тригонометрией может пригодиться. Это азы азов. Хочешь уметь больше – люби математику и физику. Это не только полезно, но и чрезвычайно занимательно. Конечно, это не обязательно. Можно делать достаточно крутые устройства вообще ничего этого не зная. Только это будут устройства, придуманные кем-то другим.

Когда я, после очень длительного перерыва, понял, что электроника снова меня зовёт и манит в ряды радиолюбителей, то сразу стало ясно, что мои знания давно уже улетучились, а доступность компонентов и технологий стала шире. Что я стал делать? Путь был только один — признать себя полным нолём и стартовать из ничего: знакомых опытных электронщиков нет, какой-либо программы самообучения тоже нет, форумы я отбросил потому, что они представляют собой свалку информации и отнимают много времени (какой-то вопрос можно там узнать вкратце, но получить цельные знания очень сложно — там все такие важные, что лопнуть можно!)

И тогда япошел самым старым и простым путём: через книги. В хороших книгах тематика обсуждается наиболее полно и нет пустой болтовни. Конечно, в книгах есть и ошибки, и косноязычие. Просто надо знать какие книги читать и в каком порядке. После прочтения хорошо написанных книг и результат будет отличным.

Мой совет прост, но полезен — читайте книги и журналы. Я, к примеру, хочу не только повторять чужие схемы, а уметь конструировать свои. Создавать — это интересно и весело. Именно таким должно быть моё хобби: интересным и занимательным. Да и ваше тоже.

Какие книги помогут освить электронику

Много времени я провел выискивая подходящие книги. И понял, что надо сказать спасибо СССР. Такой массив полезных книг после него остался! СССР можно ругать, можно хвалить. Смотря за что. Так вот за книги и журналы для радиолюбителей и школьников надо благодарить. Тиражи бешеные, авторы отборные. До сих пор можно найти книги для новичков, которые дадут фору всем современным. Поэтому есть смысл пройтись по букинистам и поспрашивать (да и скачать все можно).

Седов Е.А. – Мир электроники – 1990
Борисов. Энциклопедия юного радиолюбителя
Сворень. Электроника. Шаг за шагом
Сворень. Транзисторы. Шаг за шагом. 1971
Айсберг. Радио? Это очень просто!
Айсберг. Транзистор? Это очень просто!
Климчевский Ч. – Азбука радиолюбителя.
Атанас Шишков. Первые шаги в радиоэлектронике
Эймишен. Электроника? Нет ничего проще.
Б.С.Иванов. Осциллограф – ваш помощник (как работать с осциллографом)
В. Новопольский – Работа с осциллографом
Хабловски. И. Электроника в вопросах и ответах
Никулин, Повный. Энциклопедия начинающего радиолюбителя
Ревич. Занимательная электроника
Колдунов. Радиолюбительская азбука
Шишков. Первые шаги в радиоэлектронике
Радиоэлектроника. Понемногу – обо всём.
Колдунов. Радиолюбительская азбука
Бессонов В.В. Электроника для начинающих и не только
В. Новопольский – Работа с осциллографом
Тигранян. Хрестоматия радиолюбителя

Это мой список книг для самых «маленьких». Обязательно следует пролистывать и журналы Радио с 70х по 90е гг. После этого можно уже читать:

Гендин. Советы по конструированию
Хоровиц, Хилл. Искусство схемотехники.
Кауфман, Сидман. Практическое руководство по расчетам схем в электронике
Ленк. Электронные схемы. руководство
Волович Г. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств
Титце, Шенк. Полупроводниковая схемотехника. 12-е изд.
Шустов М. А. Практическая схемотехника.
Гаврилов С.А.-Полупроводниковые схемы. Секреты разработчика
Барнс. Эллектронное конструирование
Миловзоров. Элементы информационных систем
Ревич. Практическое программирвоание МК AVR
Белов. Самоучитель по Микропроцессорной технике
Суэмацу. Микрокомпьютерные системы управления. Первое знакомство
Ю.Сато. Обработка сигналов
Д.Харрис, С.Харрис. Цифровая схемотехника и архитектура компьютера
Янсен. Курс цифровой электроники

Думаю, эти книги ответят на множество вопросов. Более специальные знания можно почерпнуть из более специальных книг: по аудиоусилителям, по микроконтроллерам и т.д.

И конечно же нужно практиковаться. Без паяльника вся теория в прорубь. Это как водить машину в голове.
Кстати, более подробные обзоры некоторых книг из списка выше можешь прочитать в разделе «Читалка».

Что еще следует делать?

Учиться читать схемы устройств! Учиться анализировать схему и стараться понять как работает устройство. Этот навык приходит только с тренировкой. Начинать надо с самых простых схем, постепенно наращивая сложность. Благодаря этому ты не только изучишь обозначения радиоэлементов на схемах, но и научишься их анализировать, а также запомнишь ходовые приемы и решения.

Дорого ли заниматься электроникой

К сожалению, деньги потребуются! Радиолюбительство не самое дешевое хобби и потребуется некоторый минимум фин. вложений. Но начать можно практически без вложений: книги можно доставать буккросингах или брать в библиотеках, читать в электронном виде, приборы можно купить для начала самые простые, а более продвинутые купить тогда, когда будет не хватать возможностей простых приборов.

Сейчас купить можно всё: осциллограф, генератор, источник питания и другие измерительные приборы для домашней лаборатории — всё это следует со временем приобрести (или сделать самому то, что в домашних условиях сделать можно)

Но когда ты маленький и начинающий можно обойтись пальником и деталями из сломанный техники, которую кто-нибудь выкидывает или просто валялась дома давно без дела. Главное иметь желание! А остальное приложится.

Что делать, если не получается?

Продолжать! Редко что-то получается хорошо с первого раза. А бывает так, что результатов нет и нет — будто упёрся в невидимый барьер. Кто-то этот барьер преодолевает за полгода-год, а другие только через несколько лет.

Если сталкиваешься со сложностями, то не надо рвать волосы и думать о себе, что ты самый тупой на свете, так как Вася понимает, что такое обратный ток коллектора, а вот ты все никак не можешь понять почему он играет роль. Может быть Вася просто надувает щёки, а сам ни бум-бум =)

Качествои и скорость самообучения зависят не только от личных способностей, но и от окружения. Вот тут надо радоваться существованию форумов. На них все таки встречаются (и часто) вежливые профессионалы, готовые с радостью учить новичков. _{(Есть еще всякие грымзы, но считаю таких людей потерянной веткой эволюции. Мне их жаль. загибать пальцы — это понты самого низкого уровня. Лучше просто молчать)}

Полезные программы

Обязательно следует ознакомиться с САПРами: рисовалками принципиальных схем и печатных плат, симуляторами, — полезные и удобные программы (Eagele, SprintLayout и т.д.). Я выделил на сайте целый раздел под них. Время от времени там будут появляться материалы по работе с программами, которые использую сам.

И самое главное — испытывайте радость творчества от радиолюбительства! На мой взгляд к любому делу следует относится как к игре. Тогда оно будет и занимательным и познавательным.

О практике

Обычно каждый радиолюбитель всегда знает какое устройство хочет сделать. Но если ты еще не определился, то я посоветую собрать источник питания, разобраться для чего нужна и как работает каждая его часть. Затем можно обратить внимание на усилители. И собрать, например, аудиоусилитель.

Можно поэксперементировать с самыми простыми электрическими цепями: делителем напряжения, диодным выпрямителем, фильтрами ВЧ/СЧ/НЧ, транзистором и однотранзисторными каскадами, простейшими цифровыми схемами, конденсаторами, индуктивностями. Всё это пригодится в дальнейшем, а знание таких основных цепей и компонентов придаст уверенность в своих силах.

Когда шаг за шагом идешь от простейшего к более сложному, тогда знания порционно накладываются друг на друга и легче освоить более сложные темы. Но иногда не ясно из каких кирпичиков и как следует сложить здание. Поэтому иногда следует действовать наоборот: поставить цель собрать какое-нибудь устройство и освоить множество вопросов при его сборке.

Хочу отметить две основные задачи схемотехники:

построение схемы какого либо устройства на базе отдельных элементов,
анализ работы того или иного изделия на основе работы его составных частей.

На данный момент доступны следующие материалы:

Резисторы – элементы, без которых представить схемотехнику невозможно.

Книга электроника для начинающих схемы

книга Основы электроники для чайников, 3-е издание, Кэтлин Шамие: В этой книге вы найдете сотни схем и фотографий, в также подробнейшие .

и отзывы читателей на книгу Электроника для начинающих» Чарльза Платта». 372, рис.5.65 вместо монтажной схемы детекторного приемника .

Основы электроники для чайников, 3-е издание, Кэтлин Шамие

Книга Электроника для начинающих (2-е издание), автор Платт Чарльз — (В Sprouse) и Энтони Голин (Anthony Golin) собирали и тестировали схемы..

схемы. Третья часть дает основы цифровой электроники на примере умных схем, Книга предназначена для детей от 10 лет и их родителей..

Скачать книги жанра Радиоэлектроника в формате fb2 бесплатно и без регистрации • Сортировка по дате добавления. 500 схем для радиолюбителей. Дистанционное. Радиоэлектроника для начинающих (и не только). i. read..

Отзывы о книге Электроника для начинающих, Чарльз Платт

электроника для начинающих. Книга «электроника для начинающих и не только» автор В.В. Бессонов Дополнительная полезная информация: схемы .

Книга Чарльза Платта Электроника для начинающих» — скачать в pdf или читать 372, рис.5.65 вместо монтажной схемы детекторного приемника .

OCR Перевод с английского книги file 908717 В ходе практических экспериментов рассмотрены Эксперимент-15 Переработанная схема охранной сигнализации Бессонов В.В. Электроника для начинающих и не только. djvu..

Электроника для начинающих, это обычно изучение основ, правил, теорий ведению монтажных работ электронных схем, представленных в книге..

Читать книгу Электроника для начинающих (2-е издание), автор

Другие книги, журналы, справочники, а также схемы и сервис-мануалы вы можете скачать в нашей Книги для начинающего радиолюбителя, 108 книг.

радиоэлектроника для начинающих.книги.электроника для

Поделитесь с друзьями! Заметили опечатку на сайте? Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

Изучение электроники для начинающих легкими способами

Я собираюсь показать, как научиться электронике для начинающих. Представьте, что вам интересно изучать новые вещи, которые вам не знакомы. Все кажется запутанным.

Раньше я был таким. Поэтому не хочу, чтобы ты нравился мне. Начать следует с простого, маленького. Пока не разовьется сам того не зная.

Разрешите вам объяснить. Пошаговое обучение.

Простое обучение электронике для начинающих

Что? Почему? Кто? изучайте электронику

У меня есть три вопроса, которые помогут вам увидеть более ясно.

1 # Что такое электроника?

Электроника что-то рядом с нами. Например, сотовые телефоны, компьютеры, телевизоры и т. Д.

Электроэнергия требуется для всего, что необходимо для подключения дома или зарядки от адаптера переменного тока.

Внутри этих устройств находятся устройства, называемые электронными компонентами.

Они соединены способом, известным как электронная схема.

При использовании этих устройств нам не нужно изучать работу электронной схемы внутри них.

Но…

2 #

Зачем изучать электронику?

Есть много причин, по которым стоит изучать электронику. Но четыре основных преимущества:

Может создавать электронные схемы

Если у вас есть страсть к электронике, работает. Мы должны изучать электронику, используя электронные схемы для создания забавных проектов. Для решения повседневных проблем это хорошо, свободное время полезно.

Экономьте время и деньги

Кроме того, если у вас есть технические навыки.Вы можете сэкономить деньги. Потому что когда прибор сломался. Вы можете сначала отремонтировать его.

Большое будущее ждет

Изучение электронных схем — это очень хороший навык или способность.

Представьте, что вы строите электронные схемы. Разберитесь в его принципе работы, пока не станете экспертом. Когда есть такая возможность работы. Вы будете выбраны?

Отлично для учебы

Кроме того, отлично подходит и для учебы. Потому что электроника — это наука по понятным причинам.Мы можем это понять.

Но только изучить принцип его работы — утомительное дело. Поэтому лучше учиться на сборке электронных схем.

3 #

Кому следует изучать электронику?

Изменить старое мышление Электроника не так сложна, как вы думаете, вы хороши для ее изучения.

Студент или увлекающийся электроникой.
Родители, которые хотят найти для детей хорошие занятия.
Даже родитель, обучающийся на дому, хочет научить своих детей изучать электронику не хуже меня.

Сделать электронику легкой для детей очень сложно. Итак, родители должны учиться вместе с детьми.

Еще не поздно.

Некоторым из моих друзей около шестидесяти лет. Играйте с внуками с электроникой. Это веселое занятие.

Электроника — это деятельность, которая создает, трогает, по-настоящему экспериментирует с устройствами, мы перемещаем тело Создаем большой проект. (Иногда).

Иногда для решения задач мы выполняем простые математические вычисления.Итак, наш мозг непрерывно развивался. Или даже тот проект провалился. Мы тоже узнали. И это также может принести пользу другим людям.

А ты?

Как лучше всего учиться?

Вы видите много контента. Так как же начать? Какой метод лучше?
Представьте, что вы сидите в классе и изучаете научную теорию. Многим может быть скучно. И не могу вспомнить весь этот контент.

Давайте учиться через проблемы

Я считаю, что проблемы являются главной причиной обучения во всем, что нас окружает.

Раньше мы были в темноте. Итак, создаем лампочку. Строительный процесс — это отличное обучение. И важным инструментом является время и регулярность эксперимента.

А ты? Позвольте проблеме пройти или устраните ее.

На мой взгляд, нам необязательно знать теорию всех электронных устройств.

Конечно, мы всегда должны думать и развивать это так, чтобы мы могли решить проблему наилучшим образом.

Как научиться электронике простыми способами

Теперь у вас, вероятно, есть мечта.Например, я хочу построить схему, изменить схему. И применяем различные схемы.

Но в нем много оборудования и деталей. Это очень сбивает с толку.

Моя мама учила, что у нас всегда есть много способов достичь цели.

Каждое обучение имеет важное условие: Время и устойчиво
Или… Если цель далеко Идите медленно и неуклонно

Как сажать деревья. Требуется время и небольшой полив. Также изучаю электронику, как поливать растения.

Мы не можем принимать много информации одновременно, поэтому потратьте некоторое время, чтобы узнать и выяснить, что мы за дерево.

Давайте начнем больше в 3 ШАГА!

Step1 # Понять основы электроники

Соотношение напряжения, тока, мощности, сопротивления и Закона об Омах

Чтобы узнать взаимосвязь между напряжением и силой тока и мощностью и сопротивлением при протекании воды так легко. Посмотрите на закон Ома, основы электричества, которые вам следует знать.

Подробнее >>

Стандартные компоненты электроники

Потому что нам нужно использовать их для создания электронных схем.Если не узнать названия и как они работают.

Не надейтесь на создание Электронной схемы готово!

Подробнее

Все основные символы электронных схем

Это пиктограммы, которые показывают вместо электронных устройств для схемотехники и т. Д.

Подробнее >>

Шаг 2 # Подробное изучение основных компонентов электроники, блок-схемы

Есть много электронных устройств.Но какое оборудование нам следует изучить? Часто используется и важно. Я собрал содержание в 5 частях, как показано ниже.

Резистор: цветовой код и принцип работы

Позвольте мне рассказать вам о цветовом коде резистора и о том, как он работает.

Мы часто видим множество резисторов во многих электронных схемах.

Вы знаете, как его использовать…

Подробнее >>

Принцип работы конденсатора, типы и принцип работы

Мы всегда используем конденсаторы в электронных схемах.

Но достаточно ли вы их понимаете? Просмотрите сейчас!

Вы можете улучшить его работу.

Подробнее >>

Использование конденсаторов | Постоянная времени RC-цепи и связь

Изучите основные способы использования конденсаторов, емкость, емкостное реактивное сопротивление Xc. Соединяем их параллельно и последовательно.

Мы можем использовать RC постоянную времени и цепи связи.

Подробнее об этом!

Светодиод: как легко использовать светодиоды — напряжение светодиода с использованием

Первый раз для изучения того, как использовать светодиоды.

Это хороший учитель для изучения ограничения тока.

Подробнее >>

Стабилитрон: как использовать, пример использования схемы

Мы часто используем стабилитрон во многих электронных схемах. Но… Ты достаточно хорошо понимаешь?

Подробнее >>

Как работает транзистор

Узнайте, как работает транзистор, старые детали Но мы часто его используем. Из-за прочного, сильного тока.

Есть ли причина. Давайте узнаем, что они работают просто.

Подробнее >>

SCR: как это работает и базовая схема

Вы когда-нибудь видели SCR? Некоторые могут использовать его вместо переключателей и реле.

Потому что мы видели, что он работает быстро и тихо.

Подробнее >>

Как работает таймер NE555 | Технический паспорт | Распиновка

Узнайте, как работает таймер NE555.Даташит, распиновка, схема внутри.

См. Базовый стабильный мультивибратор (автономный) или схему прямоугольного генератора.

Подробнее >>

И другие

Шаг 3 # Создание схем

Электроника — механик. Хотя вы очень хорошо разбираетесь в принципах электронной работы. Но также необходимо практиковать технические приемы. В этом разделе ваша работа будет завершена гладко. Конечно, чтобы стать квалифицированным, нужна практика, повторяемая много раз.

Как припаять плату и провода

Где купить компоненты электроники

Если вы ищете электронные компоненты для своих проектов.

Хочу порекомендовать вам какой-нибудь магазин электроники.

Подробнее >>

Как заряжать свинцово-кислотный аккумулятор

Вероятно, раньше мы использовали свинцово-кислотные аккумуляторы. Но вы уже понимаете, как его заряжать?

Давайте учиться.

Конечно, нужно адекватно разбираться в принципах электроники. Так что вы можете создать проект именно так, как хотите. См. ниже. Вот что вам следует знать.

Изучите множество электронных схем

Большинство людей хотят создавать большие проекты. Например, мощные усилители, микроконтроллеры и т. Д.

Знаете ли вы, что эти проекты включают в себя множество малых и малых схем, соединенных вместе?

Итак, мы должны изучать электронику с небольшими, или простыми, или даже крошечными схемами.Я люблю их изучать. Мне нравится проектировать или пробовать схемы самостоятельно.

Потому что я верю, если мы их понимаем. Мы можем сами разрабатывать электронные проекты. У тебя есть такая мечта, как у меня?

Электроника имеет множество схем. Мы не можем узнать об этом вкратце.
Так будет лучше. если мы будем учиться понемногу Регулярно.

Я постепенно представлю вам различные схемотехники. Спасибо за подписку.

Токоограничивающий резистор для светодиодов и нагрузки

Как уменьшить напряжение для светодиодов и других нагрузок.

Мы используем ограничительный резистор для уменьшения тока или напряжения в последовательной цепи.

Так просто сделать.

Подробнее >>

Как работает простая последовательная схема

Давайте разберемся с током и напряжением на устройствах и рассчитаем его с помощью простой формулы.

Подробнее >>

Делитель напряжения работает

Почему мы часто используем их в схемах? Позвольте мне объяснить вам, как они работают, управляют, вычисляют легко.

Подробнее >>

Принцип нерегулируемого питания

Практически все схемы построены на этом принципе.

Конечно, спросите у себя. Стоит ли это читать?

Подробнее >>

Регулятор постоянного напряжения Принцип работы

Хотя я не люблю сложность. Но каждому проекту нужна хорошая стабильность.

Итак, это необходимо.Мы должны это использовать и понимать!

Подробнее >>

Защита от перегрузки и короткого замыкания

Давайте узнаем о транзисторном стабилизаторе напряжения с последовательной защитой от короткого замыкания и перегрузки. И как это уменьшает пульсацию.

Подробнее >>

741 Операционный усилитель Блок питания Схема работает

Смотрите! Как работает датчик напряжения ошибки. Используя схему транзисторов.

См. Примеры схем регулятора переменного напряжения с использованием 741 и 2N3055.

Подробнее >>

Схема преобразователя постоянного тока в постоянный работает

Считаете ли вы, что переключение питания сложно? особенно новичок или любитель электроники. Да!

Но подождите, попробуйте это прочитать. Это может изменить ваше мнение.

Можно попробовать поиграть или реально использовать. Нам не нужно использовать дорогие детали или слишком сложные. У вас уже точно есть оборудование.

Подробнее >>

Импульсный источник питания против линейного, как это работает?

Почему люди выбирают импульсный регулятор? высокая эффективность в малом.Итак, следует ли узнать, что это работает и многое другое? Проще, чем ты думаешь.

Подробнее >>

Принципы электронных схем довольно скучны.

Давайте посмотрим на 15 Базовые схемы , которые можно использовать.

Если вы все еще не нашли то, что вам нравится, посмотрите 99+ схем здесь!

Общие сведения о цифровой работе

Сейчас цифровая эпоха, эти статьи являются основными для микропроцессорной системы.Начальное образование с простым мышлением должно быть действительно полезным и полезным.

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Базовая электроника для начинающих [Краткое руководство 2021]

Эй! Хотите изучить основы электроники для начинающих. Тогда эта статья поможет вам и направит вас. Я предполагаю, что вы полный новичок и ничего не знаете об электронике.

Если мое предположение верно, то я приветствую и рекомендую вам прочитать всю статью. Потому что в этой статье я пытаюсь дать вам представление о том, что такое электроника. Я начну с базового определения электроники и проведу вас через все термины и концепции до вашего собственного первого светодиодного проекта.

Вы взволнованы этим приключением для новичков в области электроники?

Начнем с базовой истории электроники.

Современная технологическая эра немыслима без достижений в области электроники.Электроника играет ключевую роль практически во всех сферах жизни, от здравоохранения до военных, от сельского хозяйства до космических станций.

Электроника сейчас повсюду, и ее история началась еще в 1897 году с изобретения вакуумного диода. Вакуумный диод произвел революцию в отрасли в то время, пока не началась Вторая мировая война.

В 1948 году был изобретен транзистор, положивший начало миру, о котором раньше даже не догадывались. И в мире происходят замечательные изменения, которые я сам никогда бы не вообразил, если бы не родился в этот настоящий период.История электроники сама по себе — удивительная тема для изучения, но мы здесь, чтобы попробовать основы электроники для начинающих.

Изучение основ электроники для начинающих — это не то, на что можно рассчитывать за несколько секунд, часов или даже дней. Это прекрасное путешествие, в котором вы всегда можете узнавать что-то новое. Это океан без конца. Независимо от того, насколько сильно вы жаждете этого, вы никогда не будете удовлетворены своим обучением.

И никогда не следует останавливаться на достигнутом. Как говорится, когда ты чувствуешь удовлетворение, ты прекращаешь учиться новому.

Введение в электронику для начинающих

Давайте начнем наше путешествие по изучению электроники для начинающих.

Чего ожидать

Без сомнения, вы не должны ожидать, что прочитаете эту статью и станете экспертом. Настоящая статья представляет собой основополагающий пост, из которого вы можете рассчитывать получить широкое представление о том, чему вы собираетесь научиться на протяжении своего пути в электронике. Моя цель здесь — познакомить вас с электроникой начального уровня, чтобы любой, кто заинтересован в создании электронных проектов, мог взяться за дело.

В итоге вы сможете:

Определить электронику
Имейте краткое представление об основных понятиях электроники, таких как напряжение, ток и сопротивление
Закон Ома
Краткое описание основных компонентов
Определение цепей, основных концепций цепей, то есть разомкнутых и коротких, последовательных и параллельных.
Прочитать принципиальную электрическую схему
Введение в основные инструменты измерительной электроники
Выполняю небольшие проекты по основам электроники.

Определение электроники

Я лично считаю, что прежде чем перейти к определению электроники, нам нужно сначала понять несколько вещей, начиная с того, что такое электричество?

Каждому электронному устройству для начала работы требуется электричество. Ни электричества, ни мощности, ни электроники.

Итак, что такое электричество?

Электричество определяется как движение электронов (электрических зарядов) из одной точки материала в другую. Таким образом, мы можем сказать, что электричество — это не что иное, как поток электрических зарядов i.е. электроны. В зависимости от потока электронов материалы делятся на следующие три типа:

Проводники: материалы, через которые проходит электричество
Изолятор: материалы, которые ни в коем случае не пропускают электричество.
Полупроводники: они находятся посередине как изоляторов, так и проводников. Они частично пропускают поток электронов, электричества, а частично блокируют.

Теперь мне нужно, чтобы вы поняли, что полупроводники — это наша главная задача.Потому что мы определяем электронику как исследование потока электронов через полупроводниковые устройства, устройства, изготовленные из полупроводниковых материалов.

Электроника — исследование потока электронов через полупроводниковые приборы

Что примечательно в полупроводниках, так это то, что мы можем управлять потоком электронов, а значит, и электричеством. Благодаря этому свойству мы можем производить современные высокоскоростные компьютеры и процессоры.

Под контролем я имею в виду, что мы можем позволить некоторой части электричества течь и заблокировать остальную часть, усилить ее или, в некоторых случаях, заблокировать ее прохождение через устройство.

Хорошо!

Итак, электроника — это не что иное, как исследование потока электроники через полупроводниковые устройства. Работа инженера-электронщика состоит в том, чтобы организовать эти полупроводниковые устройства в виде схемы, которая решает проблему на благо человечества.

Основные положения и право в электронике

Следующие важные вещи в понимании и изучении электроники для начинающих — это фундаментальные термины, то есть напряжение и ток. Эти термины будут следовать за вами, как тень, везде, где вы находитесь в области электроники.Я называю их азбукой электроники.

Вы можете представить их как номинальные параметры электроэнергии. Проще говоря, они представляют собой электричество.

Напряжение

Мы определили электричество как поток электронов. Если мы представим поток электронов как поток воды, мы узнаем, что вода течет только из верхней точки в нижнюю.

То же самое и с электричеством, оно перетекает из сильно заряженной точки в более низкую. А напряжение — это не что иное, как разница между этими двумя точками высокого и низкого заряда.

Напряжение часто рассматривается как давление воды, чем выше давление, тем выше поток, чем выше разность потенциалов, тем выше будет течь электричество.

Единица измерения напряжения в системе СИ — «Вольт», названная в честь итальянского физика Алессандро Вольта, который изобрел то, что считается первой химической батареей. В уравнениях и схемах это обозначено буквой «V». Иногда мы также называем напряжение сигналом напряжения.

Напряжение — это разность потенциалов между двумя выделенными точками, обозначенная как V

Теперь, чтобы иметь доход, нам нужен источник дохода.Итак, чтобы иметь напряжение, нам нужен источник напряжения. Автомобильные аккумуляторы, генераторы и домашние розетки являются примерами источников напряжения. Батарея рассчитана на номинальное напряжение. Возможно, вы видели номинальное напряжение на его корпусе, то есть на батарее 9 В.

Обозначения схем источников напряжения вверху. Мы используем символы схем для графического представления электрического устройства или количества. Например, вместо того, чтобы рисовать автомобильный аккумулятор, мы можем использовать для этого приведенные выше символы. Напряжение может быть переменного и постоянного тока, о чем я расскажу позже в этой статье.Но вы можете думать о электричестве, поступающем из домашней розетки, как о переменном напряжении и токе, а электричество, поступающее от батареи, как о постоянном напряжении и токе.

Текущий

Следующий термин во введении к начинающим электроникам — это электрический ток. Электрический ток — это скорость потока электронов в замкнутой цепи. До сих пор я говорил, что электричество — это поток электронов. Но на самом деле под этим я технически имел в виду настоящий электрический ток.

Итак, теперь вы можете представить себе, что в электронике существует разница напряжений, из-за которой электрический ток начинает течь через устройство, и в результате устройство получает питание.

Единицей измерения тока в системе СИ является «Ампер», обозначаемый буквой A. Для справки, иногда мы также называем ток сигналом тока.

Существует очень известная аналогия для понимания концепции тока, некоторые из которых я уже объяснил в разделе напряжения.

Ток — это скорость потока электронов в полной цепи, обозначаемая I

Представьте резервуар для воды, представьте количество воды в резервуаре как количество зарядов в проводящих материалах, представьте, что напряжение — это давление воды, а ток — это поток воды.

Итак, чем больше количество воды в резервуаре, тем выше уровень заряда в проводящем материале.

Чем выше высота резервуара, тем выше давление в конце. Это означает, что чем больше разница между двумя заряженными точками, тем выше напряжение.

Чем выше давление воды, тем выше скорость потока воды, а это означает, что чем выше разница напряжений, тем больше тока будет течь в полной цепи.

Батарея рассчитана на напряжение и ток.Вы могли видеть на обложке, что написано: 9V, 500mAh. (m означает милли, т. е. 10exp-3, а Ач — средний ампер в час, т.е. указанная батарея способна выдавать ток 500 мА в течение часа работы)

Электрическое сопротивление

Другой фундаментальный термин в изучении электроники новичком или любителем — электрическое сопротивление. Когда мы прикладываем напряжение к устройству, ток начинает течь по металлическим проводам, если цепь замкнута. Электрическое сопротивление — это противодействие протеканию электрического тока в металлических проводниках, обозначенное буквой «R».Иногда мы, люди, сопротивляемся изменениям. Именно так обстоит дело с проводниками. Им не нравится, что поток тока меняет их состояние по умолчанию, поэтому они сопротивляются этому.

Единица измерения электрического сопротивления в системе СИ — Ом, обозначаемая как Ω.

Мы используем тот же символ для резистора, потому что этот парень также препятствует протеканию тока в полной цепи. Чем выше сопротивление материала, тем выше сопротивление, которое он оказывает прохождению электрического тока.

Сопротивление — это сопротивление металлического проводника протеканию электрического тока в замкнутой цепи, обозначаемое R.

Есть несколько факторов, от которых зависит сопротивление материала. Ниже приводится список, который вы можете использовать, чтобы улучшить свое понимание электрического сопротивления.

Длина (L): сопротивление прямо пропорционально длине металлического проводника, то есть чем больше длина металлического проводника (то есть медного провода), тем выше будет значение сопротивления.
Площадь (A): сопротивление обратно пропорционально площади металлического проводника, что означает, что большая площадь поперечного сечения медного провода будет низким значением сопротивления.

Таким образом, это зависит от требований вашего проекта, как вы можете найти компромисс между этими значениями, чтобы получить требуемое значение сопротивления. Помните, что в большинстве случаев нам нужно низкое значение сопротивления, если мы хотим передавать максимальную мощность. Высокое сопротивление вызывает потерю мощности, а мы этого не хотим.

Закон Ома

Хорошо!

Мы находимся в той точке, где мы достаточно хорошо разбираемся в электронике, чтобы говорить об основном законе, называемом законом Ома.

Мы получили краткое представление о напряжении, токе и сопротивлении.Они связаны известным законом, называемым законом Ома. Этот закон гласит, что: Ток через проводник между двумя точками прямо пропорционален напряжению в этих двух точках.

Для справки см. Следующее:

Как вы можете видеть выше, для устранения пропорциональности мы вводим сопротивление (R) как константу пропорциональности. Теперь давайте разберемся с конечным уравнением немного подробнее. Чем выше напряжение, тем выше сопротивление и ток.

Теперь мы можем записать то же уравнение закона Ома в терминах тока и ясно видеть, что ток обратно пропорционален сопротивлению.Это означает, что чем выше сопротивление, тем ниже будет напряжение. См. Следующие математические данные для справки.

Если хотите запомнить закон Ома. Есть простой способ сделать это — использовать треугольник, показанный выше. Поместите палец в V и получите значение I и R. Если вы хотите записать закон Ома в терминах I, поставьте палец на I, и вы увидите V и R. Тот же метод используется для записи закона Ома в R

Переменные сигналы

Переходим к следующему этапу изучения основ электроники для начинающих — электрических сигналов.Любой электрический сигнал обычно определяется как функция времени, несущая информацию об определенном электрическом явлении. Информация может быть частотой сигнала, поведением или амплитудами сигнала. Теперь электрическое явление может быть явлением напряжения или тока, и поэтому мы называем упомянутое явление сигналами напряжения и тока соответственно.

Мы специально определяем чередующиеся сигналы как сигналы с изменяющейся полярностью и изменяющейся амплитудой во времени.Под изменением полярности я подразумеваю изменение направления, иногда оно бывает положительным, а иногда отрицательным. Давайте посмотрим на следующий пример.

Вы видите, что полярность вышеупомянутых сигналов меняется со временем, какое-то время она положительная, а какое-то время отрицательная. Кроме того, вы можете четко видеть, что амплитуда сигналов изменяется от нуля до A, от A до нуля и снова от нуля до -A. Мы называем такие сигналы чередующимися сигналами.

Теперь напряжение и ток могут быть переменными:

Переменное напряжение (AV)
Переменный ток (AC)

Электричество, которое мы получаем от домашней розетки, имеет переменную (синусоидальную) природу, и поэтому мы называем ток от этой розетки переменным током.Типичные значения переменного напряжения в этих розетках находятся в диапазоне от 220 до 240 В (среднеквадратичное).

Переменный ток (AC) вырабатывается генераторами переменного тока, большими hydel dames, и этот список можно продолжить. Мы измеряем сигналы AV и переменного тока в среднеквадратичном значении, потому что мы не можем определить среднее значение этих сигналов, а измерение мгновенного значения не имеет никакого смысла. Мгновенное значение иногда равно нулю, другое время — А, другое время — А, поэтому мы не используем эти значения.

Прямые сигналы

Эти сигналы противоположны переменным сигналам.Они не меняют свою полярность со временем, конечно, ее величина может меняться со временем. Когда его амплитуда или величина не меняются, мы называем такой сигнал постоянными сигналами. А при работе с электроникой мы иногда, на самом деле, большую часть времени отдаем предпочтение контактным сигналам.

Рассмотрим пример прямого постоянного сигнала.

Вы видите, что амплитуда сигнала постоянна. Выше было сказано об общих сигналах, теперь, если применить эту концепцию к напряжению и току, мы получим:

Постоянное напряжение (ДН)
Постоянный ток (DC)

Источниками постоянного тока являются аккумуляторные батареи и генераторы постоянного тока.Мы также можем преобразовать переменный ток в постоянный, поэтому мы можем также сказать, что все, что производит переменный ток, также является источником генерации постоянного тока.

В наших домах мы платим за электричество переменного тока. Но почти все устройства, которые мы используем дома, работают от постоянного тока. Поэтому мы используем преобразование переменного тока в постоянный, чтобы наши устройства работали. Так почему же мы не можем спроектировать все устройства, работающие от переменного тока. Ответ: мы не можем хранить AC. Например, если мы спроектируем наш телефон только для переменного тока, то его не удастся носить с собой повсюду. Постоянный ток можно хранить в батарейках, поэтому в наших телефонах есть батарейки.

Теперь, когда у нас есть концепции как переменного, так и постоянного тока. Было бы хорошо, если бы попробовали разобраться и в другом различии.

AC не может быть сохранен, но мы можем хранить DC
AC имеет меньше потерь в длинных распределительных проводах, в то время как постоянный ток в таких ситуациях очень большой. Вот почему электричество (ток), поступающее в наши дома, — это переменный, а не постоянный ток.
Уровни переменного тока можно изменить просто с помощью одного трансформатора, в то время как уровни сигнала постоянного тока сложно изменить.

Базовые компоненты электроники

Надеюсь, вы имеете представление об основах электроники. Теперь давайте перейдем к некоторым базовым компонентам в нашем путешествии по изучению базовой электроники для начинающих. В электронике есть различные компоненты, которые используются во всевозможных проектах. Мы постараемся охватить все в моем курсе (ссылка на курс ), но здесь мы попробуем на вкус самые базовые компоненты в электронике.

Компоненты в электронике делятся на две основные категории:

Активные компоненты: для их работы требуется внешнее питание, способное усиливать сигналы
Пассивные компоненты: для правильной работы им вообще не требуется внешнее питание, они не могут усиливать сигнал.

Давайте поговорим об этих основных компонентах следующим образом:

Резистор

Это первый компонент, с которым вы столкнетесь при изучении электроники как новичок. Помню, это был мой первый день в инженерном университете, первая лаборатория должна была научиться измерять сопротивление с помощью мультиметра. Я был так взволнован. Так я познакомился с резистором.

Резистор — это компонент с двумя выводами, который используется для ограничения тока в полной цепи.Вы также можете определить его как компонент, который обеспечивает противодействие или сопротивление току в полной цепи.

Резистор — это пассивный компонент с двумя выводами, который препятствует прохождению тока через полную цепь

Резистор — это пассивный компонент, для правильной работы которого не требуется внешнее питание. Вы просто берете резистор требуемого номинала и включаете его в цепь в соответствии с потребностями проекта.

Вы знаете, иногда мы хотим контролировать протекание тока в цепи.Например, есть схема, для которой требуется только ток 1 мА. Значение тока более 1 мА может привести к повреждению цепи.

Мы этого не хотим. А мы?

Итак, как специалист в области электроники, нам нужно ограничить ток в этой самой цепи, вставив на ее пути резистор.

Ниже показан символ схемы резистора и группы реальных резисторов.

Резистор оценивается по сопротивлению (R), способности сопротивляться.

В системе СИ единица измерения сопротивления — Ом, поэтому мы измеряем сопротивление в Ом () i.е. 1, 100. Типичные значения резисторов указаны в килограммах и мегаомах, но есть и некоторые низкие значения в зависимости от приложений.

Резистор можно рассматривать как элемент безопасности, поскольку он ограничивает ток. Помимо ограничения тока, резистор также используется в качестве делителя напряжения. Чтобы узнать больше об этом, вы можете прочитать мои сообщения ниже:

Конденсатор

Название каким-то образом говорит вам, о чем идет речь. Конденсатор, вещь, способная что-то хранить.Верно?

Конденсатор — это компонент, способный накапливать электрические заряды. Это похоже на источник питания, который может дать некоторую мощность цепи.

Мы можем заряжать конденсатор электрическими зарядами и разряжать его, то есть его можно представить как перезаряжаемое устройство.

Конденсатор — это пассивное устройство накопления заряда, которое лучше всего использовать в качестве фильтра в электронных схемах

Ниже приведено обозначение цепи конденсатора и некоторых различных типов реальных конденсаторов.
Конденсатор рассчитан на основе емкости (C), способности накапливать заряды.

Единица измерения емкости в системе СИ — Фарад (Ф). Типичные значения емкости выражаются в микрофарадах или пикофарадах, но у вас также есть большие емкости.

Помимо блока, есть два типа конденсаторов

Электролитический конденсатор зависит от полярности, в то время как керамический не зависит от полярности.

К сожалению, в реальном мире у нас нет чистого напряжения, с которым можно было бы работать.Нам нужно как можно больше чистого напряжения для работы.

Чтобы приблизиться к идеальному чистому напряжению, конденсаторы используются в качестве фильтра. Конденсатор отфильтровывает примеси из источника питания, и мы получаем чистое напряжение.

Если вы откроете какое-либо электронное устройство, вы можете увидеть несколько больших конденсаторов очень близко к входной линии питания. Они предназначены для фильтрации примесей входного сигнала перед тем, как передать его остальной части устройства.

Индуктор

Катушка индуктивности — это самый простой в изготовлении компонент электроники.Это простая намотанная катушка.

Он имеет две клеммы, такие как конденсатор и резистор, и относится к категории пассивных устройств, то есть не требует дополнительного источника питания.

Катушки индуктивности, как и конденсаторы, также аккумулируют энергию.

Это компонент, который вы нечасто используете в проектах. Причина в том, что он очень громоздкий по размеру. И вы всегда должны избегать использования его в своих схемах из-за его размера.

По моему опыту, мне каждый раз приходится использовать его в своей схеме.Я должен сделать это сам. И мне это не нравилось по неизвестным причинам.

Катушка индуктивности — это устройство, которое накапливает энергию и действует как фильтр для определенного диапазона частот

Ниже приведено обозначение цепи индуктивности и некоторых реальных катушек индуктивности.

Позже, в электронике, вы узнаете, что проектирование фильтров — очень интересная область для исследования. Иногда вам нужно отфильтровать определенные частоты из входного сигнала i.е. в основном шум. И для этой цели вы должны разработать определенные фильтры.

При разработке фильтра катушка индуктивности будет играть здесь роль. Как хороший разработчик фильтров, ваш первый подход будет заключаться в отказе от использования катушки индуктивности, но иногда у вас не будет другого выбора, кроме как использовать катушки индуктивности.

Итак, катушка индуктивности — это фильтр, который блокирует некоторые частоты и пропускает некоторые в пределах сигнала. Я не хочу здесь слишком много говорить на эту тему, так как эта статья посвящена базовой электронике для начинающих, но мы обязательно поговорим об этом в отдельном классе, который вы можете найти в классе.

Вперед!

Катушка индуктивности оценивается по индуктивности (L), то есть способности накапливать энергию.

Единица измерения индуктивности в системе СИ — Генри (Гн). Типичные значения индуктивности указаны в миллигенри, но также доступны некоторые небольшие индуктивности.

Если вы откроете какой-либо электродвигатель, вы увидите кучу катушек. На самом деле они действуют как индукторы.

Очень интересно знать, что индуктор используется для сенсорных целей. Индукторы обладают способностью обнаруживать присутствие любого магнитного поля рядом с ними и преобразовывать его в напряжение.Таким образом, можно использовать индуктор в качестве чувствительного устройства, чтобы узнать наличие магнитного поля в определенной области.

светодиод

Ваш первый проект будет играть со светодиодами при изучении электронных схем. Я просто не могу объяснить, насколько было бы приятно увидеть эти красочные устройства в вашем проекте.

Лично я использовал много цветов светодиодов в своих начинающих проектах. Они потрясающие, и самое лучшее в них то, что они очень недорогие.

Светодиод — это специальный компонент, излучающий разноцветные огни

светодиода в основном используются для индикации.

Лучшим примером является ваш ноутбук, которым вы, возможно, пользуетесь сейчас. Смотрите световой индикатор питания. Это светодиод. Самое главное, что я забыл в начале, слово led означает светодиод. В следующий раз, когда вы увидите индикатор, возможно, он будет светодиодным.

LED — это компонент с двумя выводами, у которых одна ножка немного длиннее. Один вывод называется анодом (+), а другой — катодом (-). Обычно длинный вывод светодиода является анодом, что означает, что вы должны подключить его к положительному выводу источника напряжения.

светодиода — маломощные устройства. Обычно они составляют от 5 до 30 мА. Всегда нужен последовательный резистор, чтобы предотвратить его возгорание.

Диод

Диод ничем не отличается от переключателя, за исключением того, что диод является электронным переключателем, который нельзя включать и выключать руками. Как и выключатель, диод блокирует ток в одном направлении. Это однонаправленный цифровой переключатель.

Имеет два терминала. Один называется анодом (+), а другой катодом (-).Анод должен быть подключен к положительной клемме источника напряжения, а катод — к отрицательной клемме.

Когда вы подключаете диод указанным выше способом, это называется прямым смещением. А когда вы подключаете диод в обратном порядке, это называется обратным смещением.

Диод работает нормально, когда он подключен в прямом смещении и через него начинает течь ток.

Диод — это пассивное электронное устройство с двумя выводами, которое позволяет току течь только в одном направлении, лучше определенное как электронный переключатель

За счет этих миниатюрных диодов возможна цепь питания.Прелесть этих устройств — низкое энергопотребление. Ниже приведен символ схемы диодов и некоторых реальных диодов.

Существует много типов диодов, диодов Зенора и Шоттки. Зеноровый диод лучше всего использовать для регулирования напряжения, тогда как последний предпочтительнее для быстрого переключения. Принцип работы всех типов одинаков, просто они предназначены для специальных применений.

Транзистор

Если бы этот компонент не был изобретен в Bell Labs, у нас не было бы современного мира.Эта передовая технологическая эра возможна только благодаря транзистору.

Транзистор — это электронное устройство с тремя выводами, которое выполняет следующие функции:

Усиливает слабые сигналы
Включить-выключить сигналы (напряжения / токи) т.е. это цифровой переключатель

Например, в громкоговорителе используются транзисторы для усиления обычного звука человека, достаточного для того, чтобы его можно было услышать в большой толпе.

Транзистор — это трехконтактное устройство, которое может усиливать слабый сигнал, а также может использоваться в качестве электронного переключателя

Три терминала имеют следующие названия:

База (B)
Излучатель (E)
Коллектор (С)

Ниже приведено обозначение схемы транзистора и некоторых реальных транзисторов.

Транзистор — это пример активного устройства, то есть для него требуется внешний источник питания. Кроме того, он бывает разных размеров и упаковок. Транзисторы на картинке — это мощные и громоздкие транзисторы, хотя вас может шокировать, что устройства, которые вы используете сейчас для чтения этой статьи, имеют миллионы транзисторов очень маленького размера.

Существуют разные типы транзисторов, но транзисторы с биполярным переходом (BJT) являются фундаментальными и простыми в освоении.Сами BJT делятся на два, NPN и PNP.

Интегральные схемы (ИС)

Интегральные схемы

— это полные схемы, которые можно использовать как часть схемы для более эффективного выполнения работы.

Например, процессор Intel сам по себе представляет собой полную интегральную схему, обычно называемую микросхемой, но он встроен в другие схемы, чтобы сделать рабочий компьютер. Сама по себе интегральная схема может быть бесполезной, но в сочетании с внешней схемой вы создаете очень крутые и забавные проекты базовой электроники.

Интегральная схема — это полная схема, реализованная на небольшой кремниевой пластине

Используется во многих интересных и полезных проектах. Сама микросхема — это просто черный ящик, который ничего не может сделать без внешней схемы.

Но как только вы поместите его прямо в свой проект, вы можете получить классные результаты. Лучший пример — это мигающие светодиодные схемы. Используя 555, вы можете заставить светодиод мигать, что очень круто. 555 — самая популярная микросхема для начинающих.

Большинство схем, с которыми вы встретитесь в пути, будут иметь микросхемы. Они делают схему более профессиональной, компактной и экономичной. Со временем вы научитесь проектировать ИС, если вам интересно, и можете сделать карьеру в проектировании ИС.

Знакомство с основами электронных схем

В электронике есть много других компонентов. Но на данном этапе, я думаю, нам действительно нужно перейти к следующим разделам нашего пути изучения основ электроники для начинающих.

Что такое схема электроники?

Электронную схему можно представить как зеленую плату, присутствующую почти в каждом электронном устройстве.

Каждая электронная схема состоит из основных электронных компонентов. Комбинация этих компонентов определяет поведение и назначение схемы.

Одни и те же резисторы, диоды и конденсаторы, соединенные каким-либо образом, могут составлять цепь питания. Но одни и те же компоненты с разной компоновкой могут заканчиваться в совершенно другой цепи.

Электронная схема представляет собой комбинацию хорошо соединенных электронных компонентов путем соединения проводов таким образом, что они образуют полный контур для протекания тока

Любая цепь должна составлять полный цикл, иначе цепь будет разомкнутой или неполной. Есть несколько основных концепций схем, которые мы действительно должны знать, прежде чем говорить о каких-либо схемах. Это следующие:

Обрыв цепи
Короткое замыкание
Последовательные и параллельные цепи

Поговорим подробнее по указанным темам.

Обрыв цепи

На простом языке неполная цепь называется разомкнутой. Или, говоря более технически, любые две электрические точки на плате или цепи, которые имеют бесконечное электрическое сопротивление, мы называем это разомкнутой цепью.

Применяя закон Ома, мы можем ясно видеть, что любые точки цепи с очень большим (бесконечным) сопротивлением будут рассматриваться как точки разомкнутой цепи. Интересные факты о разомкнутой цепи:

В точках i может быть любое значение напряжения.е. например, на изображении выше точки A и B имеют любое значение напряжения.
Нет тока в разомкнутой цепи.

Короткое замыкание

Напротив обрыва — короткое замыкание. С технической точки зрения, любые две электрические точки на плате или цепи, которые имеют нулевое сопротивление, называются коротким замыканием.

Когда мы применяем закон Ома к короткому замыканию, мы получаем нулевое сопротивление. Ниже приведены основные вещи, которые следует учитывать при коротком замыкании.

Разница напряжений при коротком замыкании всегда равна нулю
При коротком замыкании может протекать любой ток. И это причина, по которой мы часто слышим, как здание загорелось из-за короткого замыкания.

Теперь мы объединяем два компонента, закорачивая их клеммы друг на друга, это хорошо, и вот как мы соединяем компоненты. Но если замкнуть соединение двух клемм одного и того же устройства, мы можем повредить это устройство.

Последовательная цепь

Теперь мы переходим к другой концепции схем, которую мы часто используем в электронике, а именно к последовательным и параллельным схемам. Я расскажу о параллельной схеме в следующем разделе. В этом разделе мы просто поговорим о последовательных схемах и соединениях. Проще говоря, последовательная цепь — это устройство, в котором мы соединяем клеммы электронных компонентов друг с другом таким образом, чтобы это выглядело как поезд. Вы знаете, что конечный вывод одного компонента соединен с начальным выводом другого компонента, а конец этого компонента — с начальным выводом следующего, и этот список продолжается до последнего компонента.

Я надеюсь, что вышесказанное имело для вас смысл. Теперь поговорим немного о технических моментах. Когда мы говорим о последовательном соединении, мы имеем в виду, что это может быть соединение любых компонентов, например, вы можете подключить последовательно резисторы, последовательно конденсаторы, а также последовательно соединить катушки индуктивности. Но нужно иметь в виду следующее:

То же самое количество тока проходит через любой компонент, подключенный последовательно.
Падение напряжения на каждом компоненте может отличаться.

Параллельная цепь

Как следует из названия, цепь, в которой электронные компоненты соединены параллельно, называется параллельной цепью.Говоря простым языком, компоненты соединяются таким образом, что они выглядят как лестница, называются параллельной цепью или называются компонентами, соединенными параллельно.

Теперь я сказал, что это похоже на лестницу, позвольте мне добавить лестницу, лежащую на земле 😀 Что вы должны помнить о параллельных цепях или параллельно соединенных компонентах:

На каждом компоненте при параллельном подключении одинаковое значение напряжения.
Через каждый компонент протекает ток разной величины.

Некоторые фундаментальные устройства в электронике

Изучая основы электроники для начинающих, мы рассмотрели некоторые основные компоненты электроники, термины и некоторые основные схемы. А теперь давайте поговорим о некоторых удивительных устройствах, которые мы используем почти все время в наших проектах.

Сейчас, конечно, много других, но эти два парня — самые простые.

Макет

Это устройство, на котором мы строим наши схемы. Это устройство, которое очень поможет вам в изучении основ электроники как новичку, так и полному новичку.Многие из вас могут приблизительно представить, что доска для бисера — это инструмент, который мы используем для создания проектов, и в какой-то степени вы правы. Возможно, для этого парня вообще нет такого правильного определения, но мы дадим ему определение по-своему.

Макетная плата — это очень простой инструмент в электронике, используемый для создания прототипов схем, для тестирования наших схем, для сравнения результатов в реальном времени с результатами моделирования, для создания части системы и ее независимого тестирования.

В электронике или вообще в жизни все начинается с идеи.У вас есть идея заняться электроникой, круто! Но когда вы действительно делаете это, есть вероятность, что вы ошибетесь в первый раз, второй раз, в третий раз или, в худшем случае, вы не поймете это правильно и сдадитесь.

Вы создали свою схему с помощью программного обеспечения для моделирования, которое, похоже, отлично работает в программном обеспечении. Большой! Теперь пришло время действительно сделать это на чем-нибудь, на макете, и, конечно же, кто сказал, что вы не ошибетесь. Ты будешь и много заработаешь.

Чтобы узнать больше об этом парне, мой следующий пост может помочь:

Я здесь хочу сказать, что на практике есть шансы на совершение хороших ошибок. И макетная плата — единственный парень, который действительно может быть очень полезным, чтобы исправить ваши ошибки.

Мультиметр

Подобно врачу, постоянно пользующемуся стетоскопом, мультиметр — это инструмент, который у вас будет всегда. Разница в том, что вы не можете использовать его на пациентах. Мультиметр — это измерительное устройство, используемое для измерения следующих величин.

Сопротивление резистора
Емкость конденсатора
Напряжение
Ток переменного и постоянного тока
Проверка целостности
Температура компонента

Есть два типа мультиметров. Один называется мультиметром с автоматическим диапазоном, а другой — мультиметром с ручным диапазоном. Разница в том, что мультиметр с автоматическим диапазоном автоматически устанавливает свой диапазон измерения, в то время как в последнем вы должны установить диапазон самостоятельно.По сути, мультиметр с автоматическим диапазоном измерения крутой и очень умный, чем другой.

В каждом мультиметре есть шкала или ручка, называемая селекторным переключателем, с помощью которой вы устанавливаете диапазон. Например, вы хотите измерить напряжение. Все, что вам нужно, в случае мультиметра с автоматическим выбором диапазона, — это установить шкалу на символ V и поместить щупы поперек потенциалов, и получить результаты на дисплее.

Чтобы узнать больше об этом парне, мой следующий пост может помочь:

Конечный проект: Светодиодная схема

Я так взволнован этим разделом, потому что для многих из вас это разработка вашей собственной первой схемы.

Изготовление светодиодной схемы похоже на написание кода «Hello World» в программировании. Вы набираете простейший код, который выводит указанное сообщение на экран компьютера, и с этого начинается ваша карьера программиста.

Точно так же путешествие вводной электроники начинается со светодиодной схемы, это просто, весело, эмоционально и может стать отправной точкой для многих из вас, читающих эту статью.

Требования:

Макет
Соединительные провода
Резисторы (1кОм)
Светодиоды
Аккумулятор (9 В)

Принесите вышеуказанные компоненты, и давайте сделаем схему.

Есть много способов купить эти компоненты, но хорошей практикой является покупка полного комплекта. Зайдите на Amazon и поищите базовые комплекты электроники, и вы найдете их десятки, просто выберите один. Я рекомендую этот комплект от Interstellar Electronic (Amazon Link), но все, что вам нравится, зависит от вас.

Начиная с макета. На макетной плате строки разомкнуты, а строки столбцов замкнуты.

Внимательно посмотрите на картинку выше. Есть ряды от A до J. От A до E — это отдельная группа, а от F до J — отдельно.Это означает, что если я подключу положительное напряжение к любой строке, весь столбец получит одинаковое значение напряжения.

Резистор является пассивным компонентом, не зависящим от полярности. Ставь все равно нормально будет работать. Но со светодиодами дело обстоит иначе.

Светодиод

является компонентом, зависящим от полярности, т.е. его положительный вывод (длинный) необходимо подключить к положительному выводу источника напряжения, а отрицательный вывод — к отрицательному. Если вы это забудете, вы можете убить невинный светодиод.

Теперь давайте сделаем схему немного интереснее, добавив к ней еще один светодиод.

Видите ли, все, что мне нужно сделать, это просто добавить еще один светодиод в точные столбцы предыдущего светодиода. Мы называем эту операцию параллельным сложением.

При желании к нему можно добавить еще один светодиод. Проведите этот эксперимент. И вы узнаете, что при добавлении большего количества светодиодов яркость предыдущих становится немного ниже.

Почему?

Попробуйте и подумайте, вспомните, что делает резистор в цепи.

Хорошо, хорошая попытка.

Резистор — это токоограничивающий компонент. Это пропускает определенное количество тока в нашу цепь. Этот ток постоянный. Когда есть один светодиод, он получает весь ток. Но при добавлении большего количества светодиодов ток начинает делиться между ними поровну, что делает их менее яркими.

Краткое изложение основ электроники для начинающих

Изучение основ электроники для начинающих — это как первый шаг в огромный океан мира электроники.Чтобы действительно знать и понимать концепции, нужны преданность делу и полная сосредоточенность. Как только вы усвоите базовые концепции, все остальное станет для вас понятным. Эта статья, «Основы электроники для начинающих», — это всего лишь небольшое усилие, чтобы дать вам представление о том, как выглядит изучение электроники.

Вы знаете, я стараюсь сделать эту статью настолько простой, насколько это возможно, чтобы вы чувствовали себя расслабленными и не пугающими. Если вас интересует электроника, то рекомендую записаться на курс. Вы можете искать разные курсы электроники.Вы также можете изучить мой собственный базовый электронный курс для начинающих (ссылка). Целый раздел можно посмотреть бесплатно. Вы можете пойти туда и посмотреть мои видео, если мой стиль преподавания вам подходит и содержание соответствует тому, что вы ищете. Тогда было бы здорово попробовать полностью. Я продаю его прямо сейчас, так что вы можете купить полный курс за 19 долларов.

Таким образом, основная электроника для начинающих — это знакомство с определением электроники. Чтобы полностью понять определение, нам нужно сначала понять концепцию электричества, а затем, основываясь на электричестве, мы различаем различные материалы, такие как

Материалы, через которые проходит электричество, называются проводниками.
Материалы, которые не пропускают электричество, в любом случае называются изоляторами.
Полупроводники: они находятся посередине как изоляторов, так и проводников. Они частично пропускают поток электронов, электричества, а частично блокируют.

И мы определяем электронику как исследование движения электрических зарядов (электроники) через полупроводниковые устройства. Благодаря полупроводникам возможен современный мир.

Как только мы получим представление об электронике, мы поговорим о некоторых основных терминах, которые все время используются в электронике: i.е. напряжение (В), ток (I) и электрическое сопротивление (R). Эти основные термины связаны друг с другом очень известным законом, называемым законом Ома.

Закон

Ома гласит, что напряжение в двух точках цепи прямо пропорционально току, протекающему через это устройство. Мы постоянно используем этот закон при анализе схем и при проектировании различных электронных систем.

Затем мы начинаем говорить об основных компонентах электроники для начинающих, основных схемах, а затем, в конце, мы пытаемся использовать наши знания и делать очень простой проект — дизайн светодиодных схем.Попутно мы узнаем, что такое макетная плата и мультиметр, и как эти ребята помогают нам в изучении электроники.

Надеюсь, вам понравилась эта статья об основах электроники для начинающих, и мои небольшие усилия вроде как помогли вам.

Спасибо и удачной жизни.

Другие полезные сообщения:

Basic Electronics 01 — Руководство для начинающих по созданию лаборатории электроники

В современную эпоху электроника широко распространена. Изучение электроники — это бесконечное увлекательное путешествие.Это не только карьера, но и увлекательное хобби. Однако большинство энтузиастов электроники не знают, с чего начать. Обычно у них случайное начало, и требуется много времени и усилий, чтобы добиться немедленного результата. Если вы собираетесь заняться электроникой, это подходящее место, чтобы получить дорожную карту.

Чему учиться в электронике
К счастью, электроника чем-то и ничем не ограничивается. Он постоянно меняется и постоянно расширяется.То, что можно сделать в электронике, ограничивается только вашим собственным творчеством. На самом деле электроника — это не предмет, это ремесло. Тем не менее, новички должны обладать некоторыми базовыми навыками в электронике, чтобы стать волонтером в этом мастерстве. Базовые навыки, которые должен включать любой новичок в электронике, следующие —

Понимание основных электронных компонентов и их работы.
Понимание и ноу-хау электронных инструментов и оборудования.
Способность выполнять анализ схемы и находить / прогнозировать ожидаемые требования и электрические выходы схемы.
Знание правил техники безопасности, чтобы избежать повреждения компонентов, инструментов, себя и других.
Способность собирать схему на макетной плате, тестировать и устранять неисправности в схемах прототипов.
Знание о проектировании и изготовлении печатных плат, чтобы прототипы схем выглядели и ощущались в реальной жизни.

Продвинутые навыки, которыми может обладать любитель электроники, включают одно или несколько из следующих:

Способность программировать и разрабатывать встроенные системы на базе микроконтроллеров.
Способность программировать и проектировать встроенные системы на дочерних платах.
Способность конструировать и изготавливать роботов и другие электромеханические системы.
Анализ сигналов для электронных схем и систем связи.
Способность работать и код для встраиваемых операционных систем.
Способность работать и кодировать для операционных систем реального времени (RTOS).
Проектирование и производство профессиональных печатных плат.
Способность разрабатывать цифровые схемы на ПЛИС и аналогичных технологиях с использованием Verilog или VHDL.
Умение работать с инструментами CAD и CAM для 3D-печати.

Имея достаточно опыта в электронике и несколько продвинутых навыков работы с оболочкой, вы можете сосредоточиться на конкретных приложениях в электронике. Вот некоторые из наиболее популярных электронных приложений:

Встроенные системы
Робототехника
Автоматика
Носимая и мобильная электроника
Интернет вещей (IoT)
Искусственный интеллект
Бытовая электроника
Медицинская и спортивная электроника
Системы связи
Компьютерные сети
Компьютерно-человеческие интерфейсы
Мехатроника
Проектирование СБИС
Электроника и приборы

Но прежде чем изучать эти навыки и приступить к конкретному применению электроники, первым делом необходимо настроить рабочее место для электроники.При правильном рабочем месте электроники хорошее начало — это половина дела. Итак, давайте узнаем, как создать лабораторию электроники у вас дома или в гараже!

Инструменты и программное обеспечение, необходимые для настройки рабочего места
Создание полноценной лаборатории электроники может занять время. Вам не нужно покупать сразу все инструменты и компоненты. Вам просто нужно купить некоторые необходимые инструменты и электронные компоненты и приступить к работе. Продвинутые инструменты, оборудование и компоненты можно будет дополнительно приобрести по мере вашего обучения.

Еще до совершения покупки вам необходимо сначала сделать эти две вещи —

1) Зарезервируйте место для своей лаборатории. Вы можете разместить свою лабораторию электроники в любом месте дома, в гараже или в другом месте по своему усмотрению. Рядом с вашим рабочим столом должны быть розетки переменного тока для подключения электрических инструментов. Должно быть достаточно освещения и места для размещения инструментов, стоек и компонентов. Вам понадобится ПК или ноутбук, когда вы перейдете к программированию микроконтроллеров и плат для разработки.По мере вашего продвижения может возникнуть необходимость сохранить больше инструментов и компонентов. Таким образом, должно быть достаточно места для размещения любых будущих установок.

2) Выберите курс, которым следует следовать — Самая большая ошибка, которую делают новые любители, — это их случайное начало. К электронике нужно подходить как к искусству, которое нужно изучать дисциплинированно. Итак, прежде всего, вернемся к книгам. Возьмите хотя бы по одному учебнику по каждому разделу «Анализ схем», «Электронные устройства и схемы» и «Цифровая электроника».Курс по анализу схем можно продолжать параллельно, в то время как курсы по «электронным устройствам и схемам» и «цифровой электронике» можно развивать с помощью практических схем. Двигайтесь шаг за шагом со схемами, основанными на работе диодов, транзисторов, операционных усилителей, микросхем таймера, аналоговых компонентов, а затем и цифровых схем. Затем первая фаза может быть завершена схемами с использованием различных аналоговых и цифровых компонентов. Между тем, можно использовать учебник «Сигналы и системы», чтобы укрепить саму основу.Затем можно выбрать курс по любому микроконтроллеру или плате для разработки с практическим программированием и проектированием схем на основе встроенной электроники. С этого момента путь бесконечен, вы можете продолжить работу в любом электронном приложении или навыках, таких как робототехника, встроенные операционные системы, проектирование печатных плат или 3D-печать.

А теперь вернемся к настройке нашей лаборатории. Ниже приведен список основных электрических компонентов для беспроблемного запуска —

Макетные платы — Макетные платы используются для создания прототипов и тестирования схем.Нет ничего важнее этого. У вас должно быть достаточно макетов для тестирования различных схем.

Типичное изображение макета

Резисторы — резисторы используются почти во всех электронных схемах. Лучше всего заранее приобрести ассортиментный набор резисторов Вт. В комплект входят резисторы обычно используемого номинала.

Изображение ассортиментного набора резисторов на 1/4 Вт.

Конденсаторы — Очевидно, конденсаторы — это другие часто используемые компоненты в электронных схемах.Желательно заранее приобрести ассортиментные наборы электролитных и керамических конденсаторов. Также можно приобрести ассортиментный набор керамических конденсаторов высокого напряжения для использования в будущем.

Изображение ассортиментного комплекта керамических конденсаторов.

Изображение ассортиментного комплекта электролитных конденсаторов.

Потенциометры и переменные резисторы — Переменные резисторы и потенциометр — другие часто используемые компоненты в электронике. Лучше покупать ассортиментный набор переменных резисторов.Также купите ассортиментный набор потенциометров.

Изображение ассортиментного комплекта переменных резисторов.

Изображение ассортимента потенциометров

Кнопки — кнопки обычно используются в цепях, управляемых человеком. Перед изучением электроники рекомендуется приобрести ассортиментный набор тактильных кнопок.

Изображение ассортиментного комплекта тактильных кнопок.

Светодиод — светодиоды обычно используются для проверки выхода цепей.Желательно покупать как ассортиментный комплект светодиодов.

Изображение ассортиментного комплекта светодиодов.

Диоды — Диод — это первый электронный компонент, который изучается в любом курсе электроники. Итак, для начала приобретите ассортиментный комплект диодов.

Изображение ассортиментного набора часто используемых диодов.

Транзисторы — Транзисторы (BJT и FET) — следующие электронные компоненты, которые изучаются в любом курсе электроники. Итак, вам необходимо приобрести ассортиментный набор транзисторов общего назначения.Также можно приобрести ассортиментный комплект полевых транзисторов.

Изображение ассортиментного комплекта транзисторов

ИС регулятора напряжения — Обычно используются ИС регулятора напряжения, поскольку для всех цепей требуется стабилизированный источник питания. Итак, вам необходимо приобрести ассортиментный набор микросхем стабилизаторов напряжения.

Изображение ассортиментного комплекта микросхем стабилизаторов напряжения.

Ассортиментные комплекты часто используемых ИС. Лучше приобрести ассортиментные комплекты часто используемых ИС, таких как ИС 555, OPAMP, ИС серии 4000 и ИС серии 74x.

Изображение ассортиментного комплекта микросхем серии 4000.

Провода-перемычки и гнезда для микросхем — Провода-перемычки и гнезда для микросхем наиболее удобны при соединении компонентов над макетными платами. Настоятельно рекомендуется подключать перемычки «мама-женщина», «мужчина-мужчина» и «мужчина-женщина». Также приобретите ассортиментный набор разъемов DIP Dual Row IC.

Изображение ассортиментного комплекта двухрядных DIP-розеток для микросхем.

Типовое изображение перемычек.

Для первоначальной настройки лаборатории потребуются следующие основные инструменты —

Мультиметр — Мультиметр — самый важный инструмент в любой лаборатории электроники.Он используется всегда и везде при проверке электронных схем. Желательно иметь набор из двух мультиметров, чтобы можно было одновременно измерять напряжение и ток. Обычные мультиметры очень недорогие и их можно легко купить поблизости. Если у вас немного более высокий бюджет, выберите мультиметр с автоматическим выбором диапазона. Мультиметр с автоматическим диапазоном измерений упрощает поиск и устранение неисправностей.

Изображение типичного мультиметра.

Настольный источник питания — всем схемам, которые вы будете строить на макетных платах, потребуется источник питания.Блок питания может быть спроектирован на самой макетной плате с использованием аккумуляторов и микросхем стабилизаторов напряжения. Но это потребует каждый раз оценивать требования к напряжению и току схемы. Поэтому рекомендуется иметь настольный источник питания для освещения ваших цепей. В настоящее время настольные принадлежности не так дороги и имеют регулируемый выход по напряжению и току. Комплект скамейки наверняка ускорит выполнение домашних заданий с электроникой.

Изображение типичного настольного блока питания.

Инструмент для зачистки проводов и резак. Самая обычная подсознательная вещь, которую вы будете делать в электронике, — это соединение компонентов на макетной плате.Итак, вам, по сути, понадобятся кусачки и инструмент для зачистки проводов. Рекомендуется приобрести саморегулирующийся инструмент для зачистки проводов и резак.

Изображение типичного устройства для зачистки проводов.

Игольчатые плоскогубцы — Игольчатые плоскогубцы удобны при использовании кабелей и проводов. Так что, по крайней мере, один или два из них являются обязательными.

Изображение типичных плоскогубцев.

Пинцет — Пинцет очень полезен при работе с небольшими электронными компонентами. Настоятельно рекомендуется приобрести набор пинцетов с маленькими заостренными кончиками.

Изображение набора пинцетов.

Набор прецизионных отверток — винты обычно используются в коммерческих печатных платах и многих электронных платах. Так что набор прецизионных отверток с насадками практически необходим.

Изображение типичного набора прецизионных отверток.

Вращающиеся инструменты и принадлежности — Вращающиеся инструменты необходимы для работы с пластиком, деревом, акрилом и другими отделочными материалами. Эти инструменты будут действительно полезны для придания электронным проектам прекрасного и законченного вида.

Изображение набора вращающихся инструментов.

Паяльная станция — Рано или поздно вы начнете переносить прототипы схем с макетов на печатные платы. Итак, паяльная станция необходима. Практически необходима простая паяльная станция. Если не стеснения по бюджету, лучше купите паяльную станцию большой мощности с регулируемой температурой. Это будет инвестиция в электронику на всю жизнь.

Изображение типовой паяльной станции.

Принадлежности для пайки — вместе с паяльной станцией вам понадобится припой, фитиль для припоя, диагональные кусачки или кусачки для ногтей, тонировщик для наконечников, губка для очистки, вакуумный насос для припоя и флюсовая ручка.

Изображение типичных принадлежностей для пайки.

Пистолет для горячего клея — Пистолет для горячего клея широко используется для крепления проводов или цепей к поверхностям. Клей состоит из изоляционного материала, поэтому он также защищает электрические цепи.

Изображение типичного пистолета для горячего клея.

Органайзер для шкафа — Органайзер для шкафа действительно полезен для систематической организации компонентов в вашей лаборатории электроники. Лучше получить его как можно раньше. Это также придаст вашей лаборатории профессиональный вид.

Изображение типичного органайзера шкафа для электронных компонентов.

Пройдя курс по основным электронным компонентам, вы можете переходить к любому микроконтроллеру. К наиболее популярным платам микроконтроллеров относятся Arduino, AVR, PIC, 8051 и т.д. , так далее.Другой вариант — работать на дочерних платах. Самый популярный выбор среди дочерних плат — Raspberry Pi. Дочерние платы используются для проектирования программируемых схем со сложным программным обеспечением. После работы над одним или несколькими микроконтроллерами или дочерними платами вы можете перейти к конкретным электронным дополнительным продуктам, таким как робототехника, Интернет вещей, программирование Matlab, обработка, платы FPGA, 3D-печать и многие другие. После перехода на продвинутый уровень практической электроники могут потребоваться следующие инструменты и аксессуары —

Осциллограф
Логический анализатор
Генератор функций
3D-принтер

В зависимости от технологии, над которой вы работаете, могут потребоваться дополнительные инструменты и оборудование.Для конкретных электронных приложений может потребоваться работа с соответствующими программными инструментами и пакетами. Вышеупомянутые инструменты будут подробно описаны в следующих статьях. Теперь у вас есть список самых важных инструментов и компонентов. Вставайте и быстро соберите их, чтобы открыть свою собственную лабораторию электроники.

В следующей статье мы обсудим наиболее частые ошибки, которые допускают новички в электронике.

Рубрика: Избранные материалы, учебные пособия

Really Basic Electronics

Стандартные технологии Общество робототехники Сиэтла

Основы электроники и электротехники в целом действительно довольно просто.Эта страница попытается показать вам некоторые действительно основные концепции, опишите, что некоторые из компонентов могут делать и показать вам, как читать основные электронные рисунки. если ты заинтересованы в изучении большего, чем я написал, есть количество действительно хороших книги по основам электроники.

Схемы, которые я вам показываю на этой странице предназначены для использования с напряжением не более 6 В. аккумулятор, если не указано иное. НИКОГДА НЕ ПОДКЛЮЧАЙТЕ ЭТИ ЦЕПИ К НАСТЕННАЯ РОЗЕТКА, ВЫ МОЖЕТЕ ПОЛУЧИТЬ СЕБЯ ИЛИ ВЫЗВАТЬ ПОЖАР! если ты не чувствуете себя в безопасности, проводя любой из этих экспериментов, вам следует попросить помощь от того, кто разбирается в предмете.

Основные концепции

Если вы когда-нибудь смотрели на батарею, вы обнаружите, что там Обычно это два металлических контакта. Один называется положительным (+) сторона, а другая называется отрицательной стороной (-). если ты подключите провод непосредственно между этими двумя полюсами, электрический по проводу будет течь ток. Электрический ток создается электронов, которые текут по проволоке почти так же, как вода будет течь по шлангу.Если я заменю провод на куча электронных компонентов, ток все еще течет, и он вызывает что-то полезное. Например, если я подключу два провода радио к батарее, я мог бы услышать бейсбольный мяч игра. Большая часть электроники — это исследование того, как мы можем подключиться вещи к батарее, чтобы этот ток сделал что-то полезное. В качестве до тех пор, пока вы придерживаетесь идеи, что все электронные схемы влияют на то, как ток идет от одной стороны батареи к другой, вы сможет разобраться в большинстве электронных схем.

Что такое схема? Схема — это путь, по которому электричество течет от одного конца батареи к другому. А схема может быть такой же простой, как одиночный провод, или как сложен как универсальный компьютер. Однако принципы таковы: всегда так же просто, как дать этому току куда-нибудь уйти.

Схемы обычно описываются рисунками, называемыми схематическими. рисунок, или для краткости схематический. Обычно это самый простой способ описать схему и убедиться, что кто-то другой может интерпретировать, что схема собирается делать.Следующий на схеме показаны некоторые действительно распространенные символы, которые вы можете увидеть в ваша работа с робототехникой.

Аккумулятор	Есть много типов батарей, но они обычно имеют одно и то же схематическое изображение. В рисунок имеет два конца. Обратите внимание на то, что верхняя часть имеет длинный тонкая линия. Внизу короткая жирная линия. Длинный тонкий линия — это положительная (+) клемма аккумулятора.В короткая жирная линия — минус (-). Длинная полоса обычно рисуется в верхней части батареи, но будьте осторожны потому что не все следуют этой практике.
Резистор	Резистор — устройство, не допускающее ток течет так же, как и провод нормальной длины. Это сопротивляется току, отсюда и название. Сопротивление измеряется в Ом. Чем выше значение Ом, тем больше он сопротивляется потоку тока.Резисторы бывают значения от 0,1 Ом до 10 МОм (десять миллионов Ом). Общий значения, используемые в робототехнике: 10 кОм (10000 Ом), 4,7 кОм (4700 Ом). Ом) и 330 Ом. Обратите внимание на использование K (килограмм или 1000) в качестве короткая рука. Если вы видите на схеме 10k, это означает 10 * 1000. Другая основная аббревиатура — M (мега или 1000000).
Переключатель	Коммутатор — это устройство, позволяющее полностью остановить ток.Обычно это механические устройства, разделяющие два куска металла. Когда металл не касается, ток не течет. Когда соприкасается с металлом, называется замкнутым контуром. Когда металл не касается, называется обрывом цепи. (закрыто = ВКЛ, разомкнуто = ВЫКЛ)
Диод	Диод — интересное устройство. Это полупроводник. Диод является самым основным из полупроводники.Это функция, чтобы позволить электричеству течет в одном направлении, но не в другом. Это похоже на односторонний клапан для электричества. Посмотрев на схематический символ, вы можете видеть, что он имеет форму стрелка. Электрический ток будет течь в том же направление как стрелка. Вот откуда ты знаешь, в какую сторону диод ориентирован на схеме. Есть специальные термины, используемые для каждой стороны диода. Положительная сторона диода называется АНОД.Отрицательная сторона называется КАТОД. Ток всегда течет от АНОДА в КАТОД.
Светодиод	LED расшифровывается как Light Emitting Diode. An Светодиод — это диод с уникальным свойством, которое при через него течет электричество, он излучает свет. Эти чрезвычайно полезен, требует очень мало энергии для работы, и вы найдете их очень полезными. АНОД и КАТОДЫ такие же, как на обычном диоде.Как ты знать, что это светодиод, по маленьким стрелкам, указывающим подальше от него. Предполагается, что это световая энергия передается.

Есть сотни других деталей, которые вы можете увидеть в электронном схемы, но эти 5 пока хорошее начало. я покажу еще несколько частей позже. Давайте использовать эти части в следующих схема, и я опишу то, на что мы смотрим.

Как видно на схематическом чертеже, есть схематические символы для каждой части, и каждая помечена именем, и значение, где это необходимо.Например, аккумулятор имеет номиналом 6 вольт, а сопротивление резистора 330 Ом. Даже светодиод L1 имеет значение КРАСНЫЙ.

Предполагается, что линии на картинке выше представляют провода. Поэтому вы подключите провод между батареями. положительный вывод и один вывод на переключателе. Затем подключите другой вывод переключателя — к одному концу резистора. В другой конец резистора к аноду диода, а катод диода к минусовой клемме аккумулятора.

Итак, вы можете спросить, что делает вышеуказанная схема? Давай сделаем быстрый анализ. Если он собран и подключен правильно, закрывание переключатель SW1 позволит току начать течь. Текущая воля протекать через резистор R1, что предотвратит слишком большой ток от течения. Подробнее об этом позже. Тогда ток будет течь через светоизлучающий диод L1, заставляя его излучать свет. Размыкание в переключателе будет делать противоположное, вызывая ток прекратить.

Вольт, ток и сопротивление

Это несколько интересных концепций, которые действительно легко учиться. Электричество течет подобно потоку воды. Предположим на столе стоит бак с водой. И есть шланг подключен к днищу бака. Это похоже на батарею и провод. Батарея заполнена электронами, а провод представляет собой место для потока электронов.

Вода в баке создает давление в шланге.Сколько давления зависит от размера резервуара. Водяное давление измеряется в фунтах на квадратный дюйм (PSI). Электричество работает в очень похожий способ. Батарея генерирует «электрическое давление», и измеряется в вольтах.

Если конец шланга позволяет воде вытекать из него, то есть поток через шланг. Предположим, он вытекает на землю, куда вода хочет уйти из-за сила тяжести. Обычно это измеряется в галлонах в минуту.В электричество, если между плюсом и отрицательные клеммы аккумулятора, то электроны начинают течь. Это называется током и измеряется в амперах или амперах.

С водой количество воды, которая может течь, зависит от размер шланга. Очень маленький шланг обеспечивает очень маленький дорожка для воды. Чем меньше шланг, тем меньше воды поток. У электричества есть похожая вещь, называемая сопротивлением. Почти все электрические проводники обладают некоторым сопротивлением, даже простой провод.Чем ниже сопротивление, тем больше электрический ток. текущие потоки.

При движении воды оказывается, что давление воды и Диаметр трубы определяет, сколько воды может протекать по трубе. Если поднять давление воды в трубе фиксированного размера, то больше вода течет через него (быстрее!). Вы также можете уйти только напор воды и вставьте трубу побольше. Это бы имеют такое же влияние.

В электричестве существует аналогичная взаимосвязь.Количество ток зависит от сопротивления и напряжения (т. е. от размера трубы и давление). Для этого есть небольшая формула. Это называется законом Ома, и в нем говорится, что напряжение = ток *. Сопротивление. Используя алгебру, вы можете определить любой из этих ценностей, решая для него. Итак, ток = напряжение / сопротивление, Сопротивление = напряжение / ток.

Важным моментом является то, что эти три значения связаны между собой. Изменение одного из значений повлияет на два других.

Теперь, когда я вам это сказал, позвольте мне объяснить почему. Оказывается у этого нормального провода очень низкое сопротивление. Часто это в около 0,01 Ом или даже меньше. Если вы используете 6 вольт аккумулятор и подключите простой провод к его клеммам, затем величина теоретического протекания тока: Ток = Напряжение / Сопротивление или ток = 6 / 0,01, что равно 600 ампер. Теперь это Оказывается, что большинство батарей выдерживают только 2 или 3 ампера. Это означает, что аккумулятор разрядится почти сразу, что является нехорошо.Чтобы использовать аналогию с водой, провод с очень низким сопротивлением как действительно большая труба. На самом деле в этом случае труба почти такого же диаметра, как и резервуар. Если вы позволите воде течь, она полностью опустошит бак.

Здесь есть некоторая дополнительная опасность. Оказывается что, когда электроны проходят по проводу, они сталкиваются с некоторыми трение при прохождении через проволоку. Обычно это не проблема. Однако, если через провод проходит слишком много электронов, то проволока станет очень горячей и может расплавиться.Вы видели это если вы хоть раз смотрели на обычную лампочку. Путь лампочка работает, пропуская большой ток через очень маленький провод. Проволока раскалилась добела и хотелось бы сгорать. Однако, поскольку в лампочках нет воздуха, провод не может гореть, поэтому он застрял, будучи очень горячим.

Итак, как правило, нельзя допускать утечки электричества из один конец батареи к другому без использования каких-либо сопротивление.Если это произойдет, это называется коротким замыканием и будет обычно начинают гореть или хотя бы плохо дымить. Возможно у вас есть слышал термин электрическое короткое замыкание или короткое замыкание при упоминании сильно поврежденный электронный гаджет. Это не очень хорошая ситуация.

Теперь, вооружившись этой информацией, давайте посмотрим на наш первый схема снова, на этот раз глядя на сопротивление.

Контур № 1

Когда переключатель замкнут, ток начинает течь.Выключатель сам по себе имеет очень небольшое сопротивление, поэтому мы не будем его считать. В ток затем течет через резистор. Резистор ограничит количество тока, протекающего в этой цепи. Оказывается что величина тока, протекающего через эту цепь, равна определяется общим сопротивлением цепи. В этом Например, только одно устройство имеет сопротивление, поэтому общее сопротивление 330 Ом. Затем ток течет через светодиод, который не имеет сопротивления, а затем к отрицательной клемме батареи.Используя закон Ома, я могу сказать вам, что количество текущий текущий

Ток = 6 В / 330 Ом
Ток = 0,018 ампер

Это означает количество тока, протекающего по цепи. составляет 0,018 ампер или 18 миллиампер, сокращенно 18 мА. (милли, или строчная буква m означает деление на 1000, обычно раньше говорили о силе тока.1 ампер, или 1000 мА, оказывается довольно большой объем мощности.)

Это сопротивление чрезвычайно важно в нашей схеме. Первый, это гарантирует, что мы не создали короткое замыкание. Второй, оказывается, что внутри светодиода есть какие-то очень маленькие провода, и нельзя позволить проводить очень много тока. Фактически, большинство Светодиоды загорятся, если вы пропустите ток более 30 мА. их. В данном случае наш резистор выполняет роль токоограничивающий резистор, который вы часто встретите в робототехнике и цифровая электроника.В большинстве схем с резистором соединенный последовательно с другой частью, резистор должен ограничьте количество протекающего тока.

Для последовательных резисторов (это резистор, подключенный к другому резистора, как показано ниже), вы добавляете два значения к определить полное сопротивление.

Контур № 2

Например, в цепи №2 я добавил дополнительный резистор. Это означает, что сопротивление добавлено, так что теперь у нас есть 660 Ом сопротивление.

Ток = 6 В / 660 Ом
Ток = 0,009 А

Теперь в цепи только 9 мА тока. Это означает, что Светодиод не будет светить так ярко. Однако схема также не разрядите аккумулятор так быстро. По идее батареи теперь должно хватить вдвое дольше.

Вкратце

Напряжение, ток и сопротивление взаимосвязаны в электрическая схема.Если вы знаете двоих из них, вы можете решить для третьего.
Резисторы — важные компоненты, ограничивающие ток поток
Никогда не закорачивайте аккумулятор или электрическую цепь. ДОЛЖЕН всегда быть сопротивлением в цепи
требуется токоограничивающий резистор.
Переключатели не имеют сопротивления.
Последовательное сопротивление можно суммировать.

Поп-тест № 1

Используя то, что вы узнали выше, найдите секунду, чтобы увидеть, вы можете решить эти маленькие проблемы.

1. Сколько тока будет проходить по этой цепи?

2. Светодиод в цепи, L3, может обрабатывать только 25 мА Текущий. Какого номинала должен быть ограничительный резистор R4, чтобы L3 оставался от сгорания?

3. Следующая схема имеет два резистора и светодиод. Как какой ток будет протекать через светодиод L4? (Подсказка: даже с LED4 посередине, эти два резистора включены последовательно)

4.Если светодиод L4 может обрабатывать до 25 мА, будет ли он безопасен в эта схема?

Вот ответы для проверки твоя работа.

Для ответа на все эти вопросы нужен закон Ома. Помнить,

Напряжение = ток * сопротивление
Ток = напряжение / сопротивление
Сопротивление = Напряжение / Ток

Вопрос 1:

Сопротивление = 270, Напряжение = 10, следовательно,

Ток = напряжение / сопротивление
Ток = 10 В / 270 Ом
Текущий =.037 или 37 мА

Вопрос 2:

Здесь мы знаем, что ток будет 25 мА, или 0,025, и Voltage = 10. Итак, нам нужно найти сопротивление.

Сопротивление = напряжение / ток
Сопротивление = 10 В / 0,025 А
Сопротивление = 400 Ом

Это означает, что в схеме следует использовать резистор 400 Ом для обеспечения что светодиод не горит.

Вопрос 3:

Резисторы серии

складываются вместе, чтобы получить общую сопротивление для цепи.

Ток = напряжение / сопротивление
Ток = 6 вольт / (270 Ом + 100 Ом)
Ток = 6 В / 370 Ом
Ток = 0,016 или 16 мА

Вопрос 4:

16 мА меньше 25 мА.Светодиод загорится, только если мы превысим 25 мА, чего у нас нет. Следовательно, это безопасное сопротивление.

Введение в базовую электронику

Если вы разрабатываете электронику, но не инженер-электрик, эта статья для вас. В нем представлен обзор всех основных электронных принципов, которые вам необходимо понять, чтобы эффективно управлять запуском вашего оборудования.

Многим предпринимателям, запускающим новый электронный аппаратный продукт, не хватает инженерных навыков для разработки собственного продукта.Поэтому вместо этого они предпочитают отдавать на аутсорсинг большую часть или всю разработку.

Это, конечно, нормально, и аутсорсинг — отличный способ восполнить пробелы в ваших собственных навыках. Тем не менее, я считаю, что базовое понимание электроники по-прежнему важно для любого, кто выводит на рынок электронный продукт.

Как основатель стартапа, занимающегося аппаратным обеспечением, вам не нужно знать, как все делать самому, но чтобы добиться успеха, вы должны иметь фундаментальное представление обо всех различных задачах, которыми вы должны управлять.

Как основатель стартапа по производству оборудования, вам не нужно знать, как все делать самостоятельно, но чтобы добиться успеха, вы должны иметь фундаментальное представление обо всех различных задачах, которыми вы должны управлять. Независимо от того, являетесь ли вы полным нетехнологом, новичком в производстве электроники, разработчиком программного обеспечения или каким-либо другим инженером, эта статья будет вам полезна. Я не буду вдаваться в подробности какой-либо отдельной подтемы, вместо этого я дам вам обзор основных электронных принципов.

Напряжение / ток / мощность

Все начинается с напряжения и тока. Самая распространенная аналогия для понимания напряжения и тока — это вода, текущая из приподнятого резервуара вниз по трубе.

Напряжение представляет собой давление воды, которое определяется высотой резервуара для воды. Чем выше бак, тем выше давление. Однако произвольная высота танка не имеет значения. Вместо этого важна разница в между высотой резервуара и высотой земли для труб.

То же самое и с электрическим напряжением, которое измеряется в вольтах (В). Напряжение измеряется как разница между двумя точками. Например, когда вы говорите, что что-то составляет 5 вольт, на самом деле это означает 5 вольт по отношению к напряжению заземления (что составляет 0 вольт).

Электрический ток, с другой стороны, эквивалентен количеству воды, протекающей по трубе, и измеряется в амперах (A). Для создания этого потока тока требуется напряжение. Чем больше приложено напряжения, тем больше будет производиться ток.

Мощность — это скорость выполнения работы, измеряемая в ваттах. Существуют различные уравнения для расчета электрической мощности, но самое простое для понимания состоит в том, что мощность просто умножается на напряжение, умноженное на ток.

Иллюстрация напряжения, тока и сопротивления — предоставлено Build-Electronic-Circuits.com

Резистор

Как следует из названия, резистор препятствует прохождению электрического тока.Величина сопротивления измеряется в Ом. Резистор считается пассивным компонентом , который потребляет мощность, которая рассеивается в виде тепла.

Обозначение резистора с фиксированным значением

Номинальная мощность резистора определяет, сколько энергии он может потреблять без перегрева.

Примеры различных типов постоянных резисторов

Резистор, несомненно, является самым простым и наиболее часто используемым электрическим компонентом.Хотя они в основном сопротивляются только прохождению тока, резисторы имеют множество применений.

Резисторы

можно использовать для точного деления напряжения или ограничения допустимого тока. Их также можно использовать для синхронизации и фильтрации в сочетании с конденсатором или катушкой индуктивности.

Самым фундаментальным, основным уравнением, используемым в электрическом проектировании, является закон Ома, который определяет взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением. Этот закон можно записать с помощью следующего уравнения:

Ток = напряжение / сопротивление

Если существует только одно электрическое уравнение, вы должны помнить о законе Ома.В качестве примера закона Ома давайте рассмотрим простейшую возможную схему, состоящую из источника напряжения (V) и резистора (R).

Простая принципиальная схема, показывающая источник напряжения и резистор

Предположим, что источник напряжения составляет 3 В, а сопротивление резистора составляет 100 Ом. Какая сила тока (I) будет протекать в этой цепи?

Ток = напряжение / сопротивление = 3 В / 100 Ом = 0,03 A = 30 мА (мА = миллиампер = тысячные доли ампер)

Большинство сопротивлений имеют фиксированное постоянное значение, но также доступны переменные резисторы.Эти переменные резисторы называются потенциометрами .

Существуют также специальные резисторы, такие как термистор , сопротивление которого зависит от температуры. Для измерения температуры можно использовать термистор.

Конденсатор

Конденсатор в основном накапливает электрическую энергию. Во многих отношениях вы можете рассматривать конденсатор как аккумуляторную батарею. Конденсаторы и резисторы — два наиболее часто используемых электрических компонента.

Обозначение конденсатора

Емкость — это количество энергии, которое может хранить конденсатор, и измеряется в единицах, называемых фарадами (Ф).

Примеры различных конденсаторов

Конденсаторы

используются для различных целей, включая накопление энергии, фильтрацию, синхронизацию и развязку.

Одной из основных характеристик конденсаторов, которые делают их полезными для фильтрации, является их сопротивление (технически называемое их импедансом), уменьшающееся с увеличением частоты.

Например, для не колеблющегося сигнала постоянного тока конденсатор выглядит как разомкнутый переключатель с очень высоким сопротивлением.В то время как для высокочастотного колебательного сигнала конденсатор эквивалентен замкнутому переключателю с очень низким сопротивлением.

Развязка — одно из наиболее распространенных применений конденсаторов. Разделительные конденсаторы размещаются рядом с выводом питания интегральных схем (IC), чтобы подавить связь с другими частями схемы через соединение источника питания. Эти конденсаторы служат в качестве небольшого локализованного резервуара энергии для снабжения ИС током во время быстрых переходных нагрузок.

Индуктор

Катушка индуктивности — это просто катушка с проволокой, которую обычно называют катушками.Подобно конденсатору, индуктор накапливает электрическую энергию. Однако конденсатор накапливает эту энергию электрически, а катушка индуктивности — магнитно.

Обозначение индуктора

Резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности — это три типа пассивных электрических компонентов. Однако индукторы не так распространены, как резисторы и конденсаторы. Чаще всего индукторы используются в схеме, называемой импульсным стабилизатором (см. Ниже).Индукторы также обычно используются для фильтрации.

Примеры различных индукторов

Сопротивление (опять же, на самом деле импеданс) катушки индуктивности изменяется с частотой противоположным образом, как у конденсатора. Индуктор выглядит как замкнутый переключатель для сигнала постоянного тока и открытый переключатель для высокочастотного колебательного сигнала.

Полупроводник

Полупроводник — это материал, который находится на пороге между тем, чтобы быть проводником и быть изолятором.Самым распространенным полупроводниковым материалом на сегодняшний день является кремний. Используя полупроводниковые материалы, можно создавать электрические устройства, которые могут работать как проводник, так и как изолятор, как выключатель.

Диоды и транзисторы — два наиболее важных компонента, созданных из полупроводниковых материалов.

Диод

Диод — это полупроводниковый прибор. Наиболее распространенная функция диода — он позволяет току течь только в одном направлении.

Обозначение диода

Например, если вам нужно преобразовать переменный ток (AC), который меняет направление тока, в постоянный ток (DC), вы должны использовать диод.

Особый тип диодов, называемых светодиодами (LED), также очень распространен. В светодиоде, когда электрический ток проходит через полупроводниковый диод, он излучает фотоны света. Этот процесс во много раз более эффективен, чем свет, производимый лампами накаливания, которые расходуют энергию в виде тепла.

Транзистор

Пожалуй, самым важным технологическим достижением прошлого века стал транзистор. Транзисторы — это фундаментальный компонент любого современного компьютера.Транзистор — это не что иное, как электрический переключатель.

Обозначение транзистора

В цифровых приложениях они могут быть выключены (0) или включены (1). Соедините вместе достаточное количество этих переключателей, и они смогут хранить данные и выполнять сложные вычисления. Современный микропроцессор может содержать миллиарды транзисторных ключей.

ПРИМЕЧАНИЕ: Обязательно загрузите бесплатное руководство в формате PDF 15 шагов для разработки нового электронного оборудования .

Транзисторы также могут использоваться в аналоговых приложениях, где вместо того, чтобы быть полностью включенными или выключенными, они могут использоваться для контроля количества тока, проходящего через них. Например, обычное аналоговое использование транзисторов — для усиления сигнала.

Интегральная схема (ИС)

Хотя транзисторы являются основными строительными блоками для сложных компьютерных микросхем, на самом деле изобретение интегральной схемы (также обычно называемой микрочипом или просто микросхемой) делает все это возможным.

Примеры интегральных схем (ИС), которые также обычно называют микрочипами

Интегральная схема — это цельный кусок полупроводникового материала (опять же, обычно кремния), который содержит различные электрические компоненты (транзисторы, диоды, резисторы и конденсаторы).

Вместо схемы, состоящей из дискретных компонентов, IC объединяет их все вместе. Это позволяет сигналам между компонентами перемещаться намного быстрее без потери мощности.

Вы можете быть удивлены, узнав, что мой бывший работодатель, Texas Instruments, — это компания, которая действительно изобрела интегральную схему много лет назад. Джек Килби был инженером TI, который изобрел эту технологию, изменившую мир.

Трансформатор

Трансформатор состоит из двух или более катушек индуктивности. Энергия передается от одной катушки к другой через магнитное поле. Чаще всего трансформатор используется для повышения или понижения напряжения. Чаще всего они используются в преобразователях переменного тока в постоянный.

Обозначение трансформатора

Линейный регулятор

Регулятор обычно относится к цепи, которая регулирует напряжение. Так, например, если у вас есть входное напряжение, которое может варьироваться от 6 до 20 В, вы можете использовать регулятор для получения постоянного выходного напряжения 5 В постоянного тока.

Существует два основных типа регуляторов: линейный и импульсный. Линейный регулятор, безусловно, является более простым для понимания и использования.

В линейном регуляторе используется транзистор, похожий на кран, для управления величиной тока, передаваемого на выход, и, таким образом, он может регулировать напряжение на выходе.

Преимущество линейного регулятора в том, что он дешев, прост в использовании и обеспечивает самое чистое и бесшумное напряжение питания. Их основной недостаток заключается в том, что в некоторых приложениях они расходуют неприемлемое количество энергии, которая рассеивается в виде тепла.

Регулятор переключения

По сравнению с линейными регуляторами импульсные регуляторы намного сложнее, требуют большего количества компонентов, производят больше электрических шумов и стоят дороже.

Импульсные регуляторы

существуют в основном по двум причинам: они тратят меньше энергии в большинстве приложений и позволяют делать изящные вещи, например, повышать напряжение питания с более низким напряжением до более высокого.

Например, предположим, что ваш продукт питается от литий-ионной батареи 3,7 В, но для компонента требуется источник питания 12 В.

Вы можете сложить четыре батареи вместе, чтобы получить 4 x 3,7 В = 14,8 В, а затем снизить их до 12 В с помощью линейного регулятора. Однако в большинстве случаев лучшим решением является повышение напряжения с 3,7 В до 12 В с помощью импульсного регулятора напряжения.

Принципиальная схема понижающего импульсного регулятора

В импульсных регуляторах

используются катушки индуктивности и конденсаторы для хранения и выделения энергии с определенной скоростью.Изменяя коэффициент заполнения (процент времени включения по сравнению со временем выключения), они могут регулировать выходное напряжение.

Условия, при которых их энергоэффективность вступает в игру по сравнению с линейными регуляторами, — это когда входное напряжение значительно выше, чем выходное напряжение.

В этом сценарии линейный регулятор может тратить впустую более половины мощности, которая идет в него, тогда как импульсный регулятор может тратить только несколько процентов подаваемой мощности.

Кристалл

Кристалл — это кусок кварца, работающий на физическом принципе, известном как пьезоэлектрический эффект.Когда вы сжимаете кусок кварца, он электрически колеблется с очень точной частотой, зависящей от приложенного механического давления.

Символ кристалла

И микроконтроллеры, и микропроцессоры требуют очень точного времени для работы. Это цель кристалла кварца.

Когда точная синхронизация не так важна, некоторые микроконтроллеры предлагают возможность вместо этого использовать менее точный внутренний генератор, состоящий из резистора и конденсатора (так называемый RC-генератор).

Блок микроконтроллера (MCU)

Для современных электронных продуктов микроконтроллер может быть наиболее важным компонентом, поскольку он служит «мозгом» продукта.

Микроконтроллер содержит центральный процессор (ЦП), память и несколько периферийных устройств, интегрированных в один кремниевый кристалл. Это высокоинтегрированный компьютерный чип, предназначенный для самостоятельной работы без необходимости использования внешних поддерживающих микросхем.

Микроконтроллер отлично взаимодействует с внешним миром через датчики, переключатели, освещение, преобразователи, реле, двигатели и т. Д.В то время как микропроцессоры отлично справляются с очень быстрой обработкой огромных объемов данных.

Arduino — это семейство средств разработки на базе 8-битных микроконтроллеров от Atmel. 8-битного микроконтроллера достаточно для довольно простых приложений.

Но для более сложных приложений, требующих более высокой скорости обработки и большего объема памяти, следует использовать 32-разрядный микроконтроллер. Самые популярные 32-битные микроконтроллеры основаны на архитектуре Arm Cortex-M.

Микропроцессорный блок (MPU)

Микропроцессор необходим для приложений, требующих быстрой обработки больших объемов данных.На фундаментальном уровне микропроцессор ничем не отличается от микроконтроллера, он просто быстрее, сложнее, дороже и потребляет больше энергии.

В отличие от микроконтроллера, в котором и процессор, и память интегрированы на одной микросхеме, микропроцессору обычно требуется отдельная микросхема для памяти. Это дает вам возможность использовать столько памяти, сколько требуется для вашего приложения.

Но процессору необходим высокоскоростной интерфейс с любой оперативной памятью, а это значительно усложняет конструкцию печатной платы.

Еще одно большое различие между микропроцессором и микроконтроллером состоит в том, что микропроцессор почти всегда работает в операционной системе (Linux, Android, Windows и т. Д.). С другой стороны, микроконтроллер просто выполняет код прошивки без использования операционной системы.

Принципиальная схема

Схема — это концептуальная инженерная схема, которая показывает, как все электронные компоненты соединяются вместе. Различные компоненты представлены с помощью символов, показанных в этой статье.

Пример принципиальной схемы

Печатная плата (PCB)

Схема — это всего лишь абстрактная диаграмма. Чтобы превратить его в реальный дизайн, теперь его нужно «преобразовать» в макет печатной платы (PCB).

Тот же программный пакет, который используется для создания принципиальной схемы, также используется для разработки компоновки печатной платы. Затем это программное обеспечение выполняет все необходимые проверки, чтобы убедиться, что компоновка печатной платы точно соответствует схематической диаграмме.

Пример печатной платы (PCB)

Электронный модуль

Электронный модуль — это автономная схема, предназначенная для выполнения определенной функции и встраиваемой в существующую систему. Один из самых распространенных типов электронных модулей — это беспроводной модуль.

Пример электронного модуля

Например, если вы хотите добавить Wi-Fi в свой дизайн, у вас есть два маршрута.Вы можете разработать схему, необходимую для реализации Wi-Fi. Эта схема будет построена на микрочипе с Wi-Fi-радио. Другой вариант — вместо этого вы можете использовать модуль Wi-Fi, который уже является полностью работающей схемой.

Модули

используются в основном потому, что они упрощают конструкцию. Это означает меньше времени для вывода на рынок и более низкие затраты на разработку. Кроме того, для беспроводных функций можно использовать модули, чтобы снизить затраты на сертификаты, такие как сертификация FCC.

Макет

Макетная плата — это макетная плата без пайки, которая позволяет быстро и легко подключать различные электронные компоненты, включая даже некоторые довольно простые микрочипы.

Пример схемы, построенной с использованием макета

Макетные платы

отлично подходят для простых проектов, которые не работают на значительной скорости. Например, если вы хотите создать простую схему для мигания светодиода при нажатии кнопки, вы можете использовать макетную плату.

Но если вы хотите разработать сложную микропроцессорную схему, то макетная плата не подходит.

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

Мы живем в аналоговом мире, а компьютеры работают в цифровом.Аналоговые относятся к сигналам и информации, которые представлены непрерывно изменяемыми величинами.

Например, в нашем аналоговом мире вы можете сказать, что это 13:00, 14:00 или любое другое значение между этими двумя временами. С другой стороны, в цифровой области есть только два состояния: 0 (выключено) или 1 (включено).

Чтобы компьютерный чип мог обрабатывать любую аналоговую величину, он должен сначала быть преобразован в серию цифровых данных. Это назначение аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Многие микроконтроллеры включают встроенные аналого-цифровые преобразователи или их можно добавить в качестве внешнего чипа.

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП)

Противоположностью аналого-цифрового преобразователя, как вы уже догадались, является цифро-аналоговый преобразователь. Многие микроконтроллеры также имеют встроенные ЦАП, хотя и не так часто, как АЦП.

Типичный пример ЦАП предназначен для аудио. Например, когда вы разговариваете на своем смартфоне, ваш голос преобразуется из аналогового в цифровой, а затем передается по беспроводной сети в цифровом формате на принимающий телефон. Затем принимающий телефон преобразует цифровые данные обратно в аналоговый звук, который подается в динамик.

Основным преимуществом передачи данных в цифровом формате по сравнению с аналоговыми данными является то, что цифровые данные гораздо менее чувствительны к помехам и шумам.

UART / I2C / SPI

Вообще говоря, цифровые чипы связываются друг с другом двумя способами: последовательным или параллельным. Последовательная связь означает, что все данные передаются последовательно по проводам, в отличие от параллельной связи , передает данные по нескольким проводам одновременно.

Большинство микросхем взаимодействуют с использованием последовательных методов из-за необходимости меньшего количества проводов, что упрощает конструкцию.Обратной стороной последовательной связи является то, что она обычно не такая быстрая, как параллельная.

Например, соединение между микропроцессором и любой оперативной памятью должно быть очень быстрым, и поэтому обычно требуется параллельный интерфейс.

Универсальный асинхронный прием-транзит (UART) — один из старейших и наиболее распространенных последовательных протоколов. Асинхронный просто означает, что тактовый сигнал не используется для целей синхронизации.

Интерфейс UART требует как минимум двух линий: приема и передачи.Таким образом, данные передаются только в одном направлении по каждой из двух строк данных.

I2C — это популярный последовательный протокол, в котором используются два провода: тактовый сигнал и двунаправленная линия передачи данных. I2C считается синхронным, поскольку он использует часы для измерения времени. I2C обычно используется для сопряжения всех типов датчиков с микроконтроллером.

SPI — еще один очень распространенный протокол последовательной связи. Как и в случае с UART, SPI использует две однонаправленные линии данных, но вместо этого синхронизируется с тактовым сигналом.

SPI обычно является предпочтительным выбором, когда скорость передачи данных более важна. Например, вы можете использовать SPI при подключении цветного дисплея к микроконтроллеру. Но вы, вероятно, будете использовать I2C для подключения датчика температуры к микроконтроллеру.

Заключение

Эта статья была разработана, чтобы дать вам очень краткое введение в самые фундаментальные основы электроники, включая обзор многих доступных электронных компонентов.

Однако, чтобы использовать эти электронные компоненты, они должны быть соединены вместе, чтобы образовать электронные схемы.Так что не забудьте сейчас прочитать мой блог Введение в основные электронные схемы.

Наконец, не забудьте загрузить бесплатный PDF-файл : Ultimate Guide to Develop и Sell Your New Electronic Hardware Product . Вы также будете получать мой еженедельный информационный бюллетень, в котором я делюсь премиальным контентом, недоступным в моем блоге.

Другой контент, который может вам понравиться:

4.5 2 голоса

Рейтинг статьи

Введение в электронику: базовая терминология

Этот пост также доступен на следующих языках: 日本語 (японский) Deutsch (немецкий)

Понимание основ электроники может быть сложной задачей для некоторых людей, в то время как другим очень легко понять концепции тока и напряжения.Это руководство проведет вас по каждой из основных концепций электроники по одному и убедитесь, что вы понимаете и получаете представление о каждой из тем, не скучая. Итак, приступим!

Базовая терминология

Прежде чем углубляться в основную терминологию, вы должны знать, что такое сборы. Есть два типа обвинений; положительный и отрицательный. Подобные заряды отталкивают, а непохожие — притягивают. У каждого атома есть положительный и отрицательный заряды. Положительные заряды находятся внутри ядра и называются протонами, а отрицательные заряды, называемые электронами, находятся на орбитах, окружающих ядро.

Эти электроны либо остаются внутри орбит, либо движутся как свободные / подвижные электроны, в зависимости от типа элемента, к которому они принадлежат. Если вы посмотрите на таблицу Менделеева, обратите внимание, что элементы разделены на три категории; металлы, полупроводники и неметаллы. Металлические элементы имеют подвижные электроны, поэтому их называют проводниками, в то время как неметаллы крепко держатся за свои электроны, что делает их плохими проводниками.

Текущий

Что же тогда ток? Это скорость потока зарядов, а это означает, что если вы подсчитаете количество зарядов, проходящих через точку внутри провода за одну секунду, вы получите количество тока, протекающего через него.

Какое направление тока в цепи? Путь, по которому текут электроны, называется электрическим током, тогда как обычный путь идет в противоположном направлении. Вы можете сказать, что это поток положительных зарядов. Внутри цепи обычный путь тока проходит от положительного конца батареи к отрицательному, как показано на схеме ниже.

Напряжение

Разница в заряде между двумя точками определяется как напряжение. Чтобы лучше понять это, рассмотрим энергетическую аналогию.Если мяч находится на вершине холма, он имеет большое количество потенциальной энергии по сравнению с тем, что остается после того, как он скатится вниз и достигнет дна. Попутно мяч теряет силу в обмен на проделанную работу. Точно так же электроны испытывают изменение энергии при движении по цепи. Разница в их энергии между двумя точками называется напряжением.

Закон

Ома связывает напряжение и ток в цепи. Вот что в нем говорится:

В = ИК

Где В, — напряжение в вольтах, I — ток в амперах, а R — сопротивление в Ом.

Мы подробно рассмотрим резисторы в следующем разделе. Схема ниже демонстрирует, как измеряется напряжение между двумя точками на резисторе.

Мощность

Обычно мощность определяется как скорость передачи энергии. Все мы знаем, что энергию нельзя уничтожить, но ее можно преобразовать из одной формы в другую. Например, потенциальная энергия преобразуется в кинетическую, когда рок катится с холма; то, как быстро происходит эта передача, — еще один способ измерить мощность.

В электронике электрическая энергия преобразуется в другие формы энергии и наоборот. Например, когда батарея обеспечивает питание, химическая энергия преобразуется в электрическую. Точно так же лампочка загорается в результате преобразования электрической энергии в световую.

Подводя итог, можно сказать, что электрическая мощность — это скорость передачи электрической энергии. С математической точки зрения мощность — это произведение напряжения и тока, и она представлена как:

P = VI

Где P, — мощность в ваттах, В, — напряжение в вольтах, а I — ток в амперах.

Рассмотрим схему, показанную выше. Мы можем рассчитать мощность, потребляемую нагрузкой, используя указанное выше уравнение. Нам нужно знать значения напряжения и тока. Для вычисления тока воспользуемся законом Ома. Преобразуя уравнение закона Ома, получаем:

I = V / R

= 9 В / 10 Ом = 0,9 А

Теперь мы можем вычислить мощность, рассеиваемую резистором:

P = VI

= (9) (0.9)

P = 8,1 Вт

Мощность, рассеиваемая резистором 10 Ом, составляет 8,1 Вт, что соответствует скорости передачи электроэнергии в этой цепи.

переменного и постоянного тока

Вы, должно быть, слышали, что существует два типа цепей; AC и DC. Что такое переменный и постоянный ток? Как можно различить эти термины?

AC означает «переменный ток», а DC означает «постоянный ток». В цепях постоянного тока ток течет только в одном направлении, в то время как в цепях переменного тока он меняет свое направление через фиксированный промежуток времени.Это позволяет обеим схемам проявлять разные свойства и служить различным приложениям.

DC в основном используется в цифровых и логических цепях, в то время как переменный ток присутствует в электрической системе нашего дома. Поскольку переменный ток периодически меняет свое направление, он представляется как синусоидальная волна с определенной частотой и амплитудой. Постоянный ток описывается как постоянный уровень, прямая линия, поскольку он не меняется.

Общие элементы схемы

Теперь, когда вы поняли базовый словарь электроники, давайте взглянем на некоторые общие элементы схемы и посмотрим, как они работают.

Резисторы

Резистор — важный элемент электронной схемы. Он предлагает противодействие потоку тока, который регулируется законом Ома, и эта противодействующая сила помогает разработчикам устанавливать значения тока в цепи в соответствии со своими требованиями. Например, если вы работаете в цепи, которая требует меньшего тока, вам придется ввести в схему высокое значение сопротивления.

Условные обозначения на схемах

Типы резисторных блоков

Резисторы SMD различного типа в корпусе

Резисторы

поставляются в разных типах корпусов.Их можно разделить на SMD (устройства для поверхностного монтажа) и аксиальные резисторы. Резисторы SMD обычно используются в печатных платах и при разработке электронного оборудования. Эти резисторы различаются числовым кодом, называемым имперским кодом, который относится к размерам резистора SMD.

Некоторыми распространенными примерами резисторов SMD являются 0603 и 0805. 0603 преобразуется в длину 0,06 дюйма и ширину 0,03 дюйма. Точно так же код 0805 соответствует длине 0,08 дюйма и ширине 0.05 дюймов. Размеры резисторов SMD преобразуются в разные номинальные мощности, например, резистор 0603 имеет номинальную мощность 0,10 Вт, а 0805 — 0,125 Вт. Другие британские коды включают 0201, 0402, 1206, 1210, 1812, 2010 и 2512.

С другой стороны, резисторы цилиндрической формы, обычно используемые студентами и любителями, являются осевыми резисторами. У них есть схема цветовой кодировки, которая позволяет нам определять значение сопротивления, не измеряя его мультиметром.Осевые резисторы бывают разных типов, включая углеродную пленку, металлическую пленку, проволоку круглого сечения и углеродную композицию.

Различные электронные компоненты, резисторы крупным планом на белом фоне.

Цветовое кодирование

Схема цветовой кодировки резистора поначалу может показаться вам немного сложной, но если вы углубитесь в электронику, вы обнаружите, что ее очень легко интерпретировать. Каждый осевой резистор имеет четыре цветных полосы, три из которых указывают значение сопротивления, а четвертая указывает значение допуска резистора и имеет серебристый или золотистый цвет.

При считывании значения сопротивления всегда держите полосу допуска с правой стороны и считывайте цвета с левой стороны. В таблице ниже показано значение, которое представляет каждый цвет.

Цвет	Цифра	Множитель	Допуск (%)
Черный	0	100
Коричневый	1	101	1
Красный	2	102	2
Оранжевый	3	103
Желтый	4	104
Зеленый	5	105	0.5
Синий	6	106	0,25
Фиолетовый	7	107	0,1
Серый	8	108
Белый	9	109
Золото		10-1	5
Серебро		10-2	10
Нет			20

Рассмотрим резистор с коричневыми, черными, оранжевыми и золотыми полосами.Чтобы расшифровать значение сопротивления, давайте взглянем на таблицу выше. Коричневый соответствует первой цифре, то есть 1, черный соответствует 0, который является второй цифрой. Это составляет 10. Затем оранжевый представляет множитель; 103, а золото представляет собой допуск 5%. Это создает значение сопротивления 10 кОм с допуском 5%.

Параллельное и последовательное соединение

Вы можете подключить два или более резистора двумя основными способами; последовательные и параллельные. Последовательное соединение — это когда вы подключаете два резистора один за другим, а параллельное соединение — это когда вы подключаете концы резистора к концам другого резистора.На схемах ниже показано, как можно подключить два резистора последовательно и параллельно.

При параллельном соединении ток I, идущий от батареи, делится на два тока I1 и I2. После прохождения через параллельные резисторы эти отдельные токи снова соединяются, образуя ток I, который возвращается обратно в батарею. Напряжение на обоих резисторах остается неизменным. Итак, следует помнить, что при параллельном соединении резисторов ток делится, а напряжение остается прежним.-1

R (всего) = (10 000/11 000)

R (всего) = 0,9 кОм

Однако при последовательном соединении ток, протекающий через резисторы, остается неизменным, а напряжение делится. Общее значение сопротивления в серии можно рассчитать, просто сложив отдельные значения сопротивления.

R (всего) = R1 + R2

Используя значения, представленные на принципиальной схеме, мы можем рассчитать общее сопротивление как:

R (итого) = 10k + 1k

R (всего) = 11 кОм

Конденсаторы

Второй по распространенности элемент в электронных схемах — конденсатор.Это устройство для накопления заряда, состоящее из двух параллельных металлических пластин, разделенных диэлектрическим слоем. Металлические пластины имеют противоположный заряд и способны накапливать заряды. Конденсаторы обычно используются для соединения и развязки, в качестве резервуара заряда и для обеспечения эффекта сглаживания форм колебаний напряжения.

Есть два типа конденсаторов: поляризованные и неполяризованные. Поляризованные конденсаторы необходимо подключать с соблюдением их полярности. Одна из их ног отмечена знаком «+», а другая — знаком «-».Положительный вывод конденсатора всегда должен подключаться к положительному полюсу источника питания. Отрицательная ножка должна соединиться с отрицательной клеммой источника питания.

Параллельное и последовательное соединение

Как и резисторы, вы также можете подключать конденсаторы последовательно или параллельно, в зависимости от вашего применения. Емкость измеряется в фарадах, и общее значение емкости изменяется по-разному в обеих конфигурациях. Давайте рассмотрим каждую из настроек по очереди.

Чтобы вычислить общую емкость конденсаторов, подключенных параллельно, мы просто складываем значения.

C (всего) = C1 + C2

C (всего) = 100 мкФ + 10 мкФ

C (всего) = 110 мкФ

Однако предположим, что конденсаторы соединены последовательно. В этом случае их значения емкости сначала инвертируются, затем складываются, а затем снова возвращаются, точно так же, как мы вычисляем сопротивление резисторов параллельно.

C (всего) = (1 / C1 + 1 / C2) ^ — 1

C (всего) = (1/100 мкФ + 1/10 мкФ) ^ — 1

C (всего) = (11μ / 100μ) ^ — 1

C (всего) = 100/11

C (всего) = 9.09 мкФ

Сквозное отверстие в сравнении с SMD

Электронные компоненты выпускаются в разных типах корпусов, основные из которых сквозные и SMD. Вы можете закрепить детали со сквозными отверстиями на макетных и макетных платах, поскольку они имеют длинные токопроводящие ножки, которые можно легко вставить. Вот почему их называют сквозными устройствами. С другой стороны, устройства поверхностного монтажа (SMD) используются на печатных платах и электронных устройствах, таких как платы микроконтроллеров. Компоненты SMD обычно намного меньше компонентов со сквозными отверстиями и занимают только одну сторону печатной платы.Следовательно, используя компоненты SMD, вы можете создавать конструкции меньшего размера.

Что такое цепь?

Когда вы соединяете несколько электронных компонентов и подключаете их к источнику переменного или постоянного тока, вы получаете цепь. Это не означает, что вы начинаете подключать элементы схемы, не зная их номинальной мощности, потому что в этом случае вы, вероятно, окажетесь во взрывоопасной ситуации. Формально говоря, схема — это комбинация электронных компонентов, соединенных проводящими проводами, по которым может течь электрический ток.

Создание цепи

Что нужно для создания простой электронной схемы? Вам для этого нужна степень инженера? Конечно, нет! Вы можете узнать, как построить простую схему, выполнив несколько простых шагов.

Во-первых, вам нужно решить, какой источник питания вы будете использовать. После этого вам нужно выбрать компоненты схемы и выяснить, как вы будете их соединять.

Например, мы создаем схему усилителя, в которой используется микросхема LM386, а также некоторые резисторы и конденсаторы.Батарея 9 В постоянного тока питает цепь. Выходной сигнал поступает на динамик, который представляет собой усиленную версию входного сигнала. Конденсаторы в этой схеме используются для различных целей. В некоторых местах они блокируют постоянный ток и передают сигнал от входа к выходу, в других они подают дополнительный ток, чтобы напряжение питания не проседало, сохраняя плавность 9 В при больших нагрузках. В некоторых случаях они используются для фильтрации нежелательных частот.

Попробуйте сами. Используйте Fusion 360, чтобы создать эту схему и поразить своих друзей и коллег своими новыми знаниями в области дизайна электроники.Вы еще не используете Fusion 360? Скачать сегодня.

Электроника: начиная с основ

02.03.2020 | Автор: Клайв Максфилд,

У меня много друзей, которые ничего не знают об электронике и компьютерах. Это справедливо, поскольку я обычно мало знаком с их областями знаний. В большинстве случаев тот факт, что мы идем своим собственным путем, не имеет значения; Однако время от времени наши сферы как бы сталкиваются.

Такой случай произошел недавно, когда трио моих друзей — Гудли Джуджу, Ронни и Саар — попросили меня научить одного из них «как заставить светодиоды мигать». У этих парней, которые все прекрасные артисты, есть офис в соседнем от меня здании. Одно из их направлений деятельности — трафаретная печать их оригинальных рисунков на футболках. Несколько недель назад они начали изучать продукты Adafruit на основе NeoPixel, такие как носимая электронная платформа FLORA, которая может использоваться для управления сотнями NeoPixel (рис. 1).

Рис. 1. Носимая электронная платформа FLORA — это круглый, сшиваемый, совместимый с Arduino микроконтроллер, который может управлять сотнями трехцветных светодиодов NeoPixel и предназначен для расширения возможностей удивительных проектов носимых устройств. (Источник изображения: Adafruit)

Эти парни все время меня выручают. Гудли Джуджу (для краткости) — фотограф, поэтому, если мне понадобится профессиональное изображение, снятое для чего-то другого, он принесет свой зеленый экран, освещение и тому подобное в мой офис и снимет.Так что, конечно, я сказал да.

Фактически, Гудли — член их веселой банды, назначенный «научиться ремеслу» (рис. 2). Мы начали с разговора о том, что он знал об электронике и вычислительной технике. Мне не потребовалось много времени, чтобы понять, что нам придется начинать с нуля.

Рис. 2: Хороший Джуджу и ваш скромный рассказчик (это я в гавайской рубашке). В обмен на всю фотографическую и художественную помощь Гудли и его друзей я рассказываю Гудли об электронике и Arduino.(Источник изображения: Макс Максфилд)

Мы начали с рассмотрения темы напряжения, тока и сопротивления. Конечно, это потребовало от нас краткого обсуждения атомов (протонов, нейтронов, электронов), молекул и ионов. Мы также ввели понятие проводников и изоляторов. Как только нас устроила идея, что электричество представляет собой миграцию большого количества электронов от источника к цели, мы начали обсуждать взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением. Для этого я всегда хотел бы начать с аналогии с водой (рис. 3).

Рис. 3. Аналогия с водой дает полезный способ представить взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением. Напряжение соответствует высоте воды; сопротивление обратно пропорционально площади отверстия; а ток равен количеству воды, текущей в любой конкретный момент времени. (Источник изображения: Макс Максфилд)

Если бы я делал это с кем-то моложе, мы бы на самом деле взяли большую пластиковую бутылку, отметили сторону несмываемым маркером и с удовольствием разбрызгали бы воду повсюду.В случае с Goodly этого было достаточно, чтобы нарисовать картину.

В этой аналогии напряжение (электрический потенциал) приравнивается к высоте воды в бутылке, а сила тока равна количеству воды, протекающей через отверстие в любой конкретный момент времени. Сложность заключается в том, чтобы передать идею о том, что сопротивление потоку обратно пропорционально площади отверстия.

Это приводит нас к закону Ома, который определяет соотношение между этими тремя величинами в системе устойчивого состояния: V = I x R (напряжение равно току, умноженному на сопротивление).Конечно, это также заставляет нас объяснить, почему мы измеряем напряжение в вольтах (в честь итальянского физика Алессандро Вольта) и используем символ V, почему мы измеряем ток в амперах или амперах (в честь французского математика и физика Андре-Мари Ампер) и использовали символ I (не A), и почему мы измеряем сопротивление в омах (в честь немецкого физика Георга Симона Ома) и используем символ Ω. (Забавно, насколько это сложно, когда пытаешься объяснить это кому-то другому.)

Самое замечательное в этой аналогии с водой состоит в том, что легко осознать тот факт, что удвоение напряжения удвоит ток, а удвоение сопротивления уменьшит ток вдвое, и так далее.

Еще один отличный визуальный элемент для такого рода вещей — это классическая «Три персонажа и трубка». Я уверен, что большинство инженеров видели это тысячу раз. К сожалению, я не знаю, кто создал оригинал, чтобы спросить разрешения на его использование. Таким образом, я обратился к Ронни (представленный ранее), который придумал для меня индивидуальное представление (рисунок 4).

Рис. 4. Представление «Cool Beans» напряжения (В), тока (I) и сопротивления (R). Текущий персонаж проталкивается через трубу; символ напряжения — тот, который толкает; и персонаж сопротивления ограничивает способность текущего персонажа двигаться.(Источник изображения: Макс Максфилд)

Поскольку я часто слышу, как я говорю: «Крутые бобы», Ронни создал этих персонажей как антропоморфных бобов (в наши дни многие из них не встречаются). Идея состоит в том, что символ напряжения пытается протолкнуть текущий символ через трубу (или провод в случае электрической цепи), в то время как символ сопротивления посвящен препятствованию чему-либо.

Это также оказывается подходящим моментом для того, чтобы указать, что так же, как сопротивление в нашей предыдущей аналогии с водой обратно пропорционально площади отверстия в бутылке, так и сопротивление в электрической цепи обратно пропорционально площадь поперечного сечения провода (я знаю, это грубое упрощение, но оно работает как отправная точка).

Нашим следующим шагом будет переход к простой схеме светодиода и токоограничивающего резистора. Для этого мы могли бы использовать что-то вроде красного светодиода LTL-10223W от Lite-On Inc .; резистор CF14JT150R 1/4 Вт, 150 Ом, допуск 5% от Stackpole Electronics Inc .; и макет GS-830 от Global Specialties.

Для питания и заземления мы, вероятно, использовали бы A000073 Uno от Arduino вместе с парой 759 соединительных проводов «папа-папа» от Adafruit. Я лично считаю, что это хороший способ представить Arduino Uno на картинке, но важно дать понять студенту, что на данном этапе мы используем его только в качестве источника питания.

Это будет включать объяснение таких вещей, как причина, по которой важно выбрать цветовой код для своей проводки и придерживаться его (я предпочитаю зеленый для заземления и красный для 5 вольт). Мы также обсудим тот факт, что светодиод проводит электричество только в одном направлении, и как определить анод (длинный вывод) от катода (плоская сторона на корпусе). Это также послужит хорошим поводом для введения цветовых кодов резисторов и допусков, в рамках которых мы будем рассчитывать значение нашего ограничивающего резистора.

После того, как загорелся наш первый светодиод, мир превратился в нашу устрицу (или лобстера, или ракообразного по нашему выбору).

Заключение

Забавно, но вы понимаете, как много вы знаете (и как много вы не знаете), когда дело доходит до того, чтобы кому-то что-то объяснить.