Практическая электроника version 2.0 — Практическая электроника
Вы не знаете, чем плюс отличается от минуса? Не знаете, что такое напряжение, сила тока, трансформатор, резистор, транзистор? Желаете научиться понимать и читать электрические схемы? Вы хотите серьезно заняться электроникой и стать профи-электронщиком? Тогда эта книга для Вас, мой любимый читатель!
Практическая электроника version 2.0 — это полностью переработанная и дополненная первая часть книги. В книге исправлены небольшие ошибки, а также учтены все пожелания читателей.
В этой книге вы найдете множество интереснейших статей по электронике на простом доступном языке. В ней большое количество фотографий, рисунков и различных опытов, что делает эту книгу поистине ценным учебником для начинающих электронщиков. Прочитав эту книгу полностью, вы без труда начнете разбираться в простых электрических схемах, понимать радиотехнические термины, научитесь уверенно держать паяльник в руках и овладеете искусством пайки на уровне профи-электронщика. Научившись паять и разбираться в схемах, вы без труда спаяете любое электронное устройство или даже научитесь ремонтировать сложные электронные устройства.
Стоит ли ее качать, ведь она весит почти 200 Мегабайт и занимает 800 с лишним листов? Однозначно стоит! Потому что такого огромного количества фотографий и рисунков вы не встретите ни в одной другой книге! Книга распространяется абсолютно бесплатно! Скачивание происходит сразу же по прямой ссылке на высокой скорости. Желательно качать книгу в формате PDF. Для тех, кого не устраивает шрифт и тд, качаем в формате DOC. Приятного чтения, дорогие мои читатели!
в формате PDF
здесь
в формате DOC
здесь
PS: Друзья! Спасибо вам за то, что указали некоторые недочеты и грубые ошибки в книге. Буду очень рад различной конструктивной критике. В настоящее время грубые ошибки в книге в статье «Сопротивление проводника и диэлектрика» про золотые разъемы, а также косячные статьи про напряжение, силу тока, закон Ома, OWON SDS6062″Измерение среднеквадратичного напряжения, электрическое напряжение«. На сайте эти статьи исправлены.
С уважением админ сайта и автор книги «Практическая электроника».
Принцип работы геркона — Практическая электроника
Что такое геркон
Геркон образуется от двух слов: ГЕРметичный КОНтакт. Давайте рассмотрим его поближе:
Как вы видите на фото, самый простой геркон, который состоит из стеклянной колбочки. В ней находятся две железные пластинки. Принцип работы нашего героя состоит в том, что эти пластинки замыкаются, когда он попадает в магнитное поле. Магнитное поле может быть вызвано каким-нибудь куском магнита или с помощью катушки индуктивности, на которую подано напряжение прямо на ее выводы. Электрический ток, проходя по катушке, создает в ней магнитное поле. В свою очередь это самое магнитное поле может управлять герконом.
Принцип работы геркона
Давайте рассмотрим поближе этот самый геркон через наш USB микроскоп. В обычном состоянии железные пластинки геркона, как вы видите, не замкнуты.
Но стоит нам только преподнести магнит, как они сразу же замыкаются. В данном случае я использовал магнит от динамика мобильного телефона.
Как проверить геркон
Все вы, наверное, помните статью как проверить предохранитель мультиметром. Так вот, геркон проверяется почти таким же способом. Берем наш мультиметр, ставим крутилку на прозвонку и цепляемся щупами за выводы геркона. Так как он в исходном состоянии разомкнут, следовательно, мультиметр нам покажет обрыв.
Теперь берем магнит. В нашем случае это динамик. Как вы знаете, в его основе лежит тороидальный магнит. С помощью этого тороидального магнита мы создаем магнитное поле для геркона.
Я ХЗ но их бы взял — ne555. Три пятерки, лучше чем три шестерки.
Как только мы подносим магнит к геркону, его контакты замыкаются, и мультиметр нам покажет почти нулевое сопротивление.
Отсюда делаем вывод, что наш подопечный жив и здоров.
Если есть большое желание, на Али можно приобрести любые виды стеклянных герконов.
Еще момент! Узнай про протоны.
Цифровая электроника для начинающих (2019) Кириченко П. Г.
Основы цифровой электроники изложены простым и доступным для начинающих способом — путем создания на макетной плате забавных и познавательных устройств на транзисторах и микросхемах, которые сразу после сборки начинают работать, не требуя пайки, наладки и программирования. Набор необходимых деталей сведен к минимуму как по количеству наименований, так и по стоимости.
Рассмотрены цифровые сигналы и двоичная система счисления, простейшие схемы на МОП-транзисторах, устройства цифровой логики на транзисторах и микросхемах, комбинационные и последовательностные схемы, сдвиговые регистры и счетчики.
Книга дает необходимые и достаточные знания о работе аппаратной части современных микропроцессоров и микроконтроллеров.
Для интересующихся электроникой.
Оглавление:
Глава 1. Двоичная система в цифровой электронике
Числа, состоящие только из нулей и единиц
Такие разные электрические сигналы
Ответы на вопросы для самопроверки
Глава 2. Первые схемы на МОП-транзисторах
Транзистор — что это такое?
Что потребуется для сборки схем из этой книги?
Как выбрать подходящие для экспериментов транзисторы и другие детали?
Первая практическая схема, которая помогает увидеть нули и единицы
Игра «Кто быстрее?» на двух транзисторах
Ответы на вопросы для самопроверки
Ответы на задания по конструкциям для самостоятельной разработки
Глава 3. Цифровая логика на транзисторах
Собираем элемент, который переворачивает сигналы наоборот
Основные логические схемы: И, ИЛИ и все-все-все
Логическое ИЛИ
Вентиль ИЛИ-НЕ
Вентиль И-НЕ
Исключающее ИЛИ и Исключающее ИЛИ-НЕ
Конструирование всех базовых логических элементов: от таблиц истинности к схемам на транзисторах
Практическая схема ИЛИ-НЕ на транзисторах
Алгоритм создания цифровых логических схем на транзисторах
Практическая схема вентиля И-НЕ на транзисторах
Практические схемы вентилей И и ИЛИ на транзисторах
Практическая схема Исключающего ИЛИ на транзисторах
Добавляем входы в логические схемы
Создание логического вентиля по произвольной таблице истинности
Ответы на вопросы для самопроверки
Ответы на задания по конструкциям для самостоятельной разработки
Глава 4. Микросхемы цифровой логики
Общежитие для транзисторов: что важно знать о микросхемах цифровой логики
Приступаем к опытам с микросхемами
Соединим вместе входы логических элементов
Добавим недостающие входы
Инвертируем входы
Что делать с ненужными входами?
Кодовый замок: от идеи до готовой конструкции
Замысел
Приступаем к конструированию схемы
Доработка схемы: экономим энергию
Оборудуем замок сигнализацией
Игра «Угадай число» на базе схемы кодового замка
Ответы на вопросы для самопроверки
Ответы на задания по конструкциям для самостоятельной разработки
Глава 5. Основные комбинационные схемы
Как процессор выполняет вычисления: конструируем сумматор
Тайны двоичных кодов: шифраторы и дешифраторы
Схема дешифратора для клавиатуры кодового замка
Схема дешифратора
Учим цифровые схемы показывать десятичные числа
Мультиплексоры и демультиплексторы — регулировщики цифрового движения
Практическая схема мультиплексора
Демультиплексор
Транзисторные мультиплексоры
Ответы на вопросы для самопроверки
Глава 6. Последовательностные схемы
Два пишем, три в уме: как запомнить результат вычислений?
Практическая схема RS-триггера на вентилях И-НЕ
Входить только по сигналу: как в триггерах разрешают и запрещают запись данных?
Практическая схема тактируемого триггера
Приказано задержать! D-триггер
Двухступенчатые триггеры: теория и практическая схема
Т-триггер, или как посчитать импульсы?
Практическая схема D-триггера на транзисторах
От одного триггера к целому регистру, и зачем процессору конвейер
Ответы на вопросы для самопроверки
Ответ на задание по конструкции для самостоятельной разработки
Глава 7. Сдвиговые регистры и счетчики
Эстафета для триггеров: конструкция сдвигового регистра
Забавный светильник «Бегущие огни»
Считалочка для цифровых схем
Схема простейшего счетчика на Т-триггерах
Вычитающий счетчик
Как научить двоичный счетчик десятичной системе?
Две схемы электронного кубика для игр
Ответы на вопросы для самопроверки
Ответ на задание по конструкции для самостоятельной разработки
Глава 8. Макет оперативного запоминающего устройства
Как устроена память цифрового мозга?
Собираем память на макетной плате
Заключение
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Список дополнительной литературы для изучения электроники и двоичной логики
Приложение 2. Цоколевки транзисторов и микросхем, применяемых в схемах этой книги
Приложение 3. Цветовая маркировка резисторов
Приложение 4. Сводная таблица используемых компонентов
Приложение 5. Аналоги импортных микросхем серии CD4000BE
Предметный указатель
Автор: Кириченко П. Г.
Издательство: СПб.: БХВ-Петербург
Серия: Электроника
Год издания: 2019
Страниц: 176
ISBN: 978-5-9775-4010-0
Формат: DjVu
Качество: отличное
Размер: 28 Мб
Язык: русский
Скачать Цифровая электроника для начинающих
электроника Цифровая электроника электроника для начинающих Кириченко
Обучение радиоэлектронике с нуля. Самоделки для радиолюбителей
Азы электроники для чайников
С момента появления твердотельной электроники она начала развиваться темпами математической прогрессии. Активные радиоэлементы, по сравнению со старыми прототипами, уменьшились по размеру в тысячи раз. Некоторые детали стали измеряться в нанометрах. Большие электрические схемы стали помещаться в одном чипе (микросхеме).
Внедрение новых технологий открыло путь резкому развитию микроэлектроники. Это видно по совершенствованию приборов сотовой связи. За относительно короткий срок простой сотовый телефон превратился в смартфон с огромными возможностями. Громоздкие по габаритам маломощные компьютеры были заменены на ноутбуки. Появилось много различных миниатюрных электронных гаджетов. Прогресс в совершенствовании продуктов электронной промышленности с каждым днём только набирает обороты.
Познавательная электроника для начинающих должна начинаться с усвоения учебников, видео программ по основам цифровой электроники. Нужно понимать, что такое микросхематика, практическая электроника, как составляются цепи в электронных схемах. Самоучители пошагово дадут возможность ученику познать основы электроники.
Составляющие элементы
Для того чтобы получилась удобная мастерская радиолюбителя, достаточно выбрать для стола хорошо освещённый угол комнаты. На стене возле примыкающей стороны стола надо поместить несколько электрических розеток. Кроме того, понадобится следующее:
- электронные устройства;
- основные измерительные приборы;
- инструменты и материалы.
Электронные устройства
В первую очередь надо обзавестись регулируемым блоком питания. Блок подключают к бытовой электросети. Переменный ток преобразуется в постоянный с напряжением от 3 до 12 вольт. Устройство состоит из трансформатора, выпрямителя и стабилизатора.
Многофункциональное питающее устройство позволяет создать максимально комфортные условия работы радиолюбителя. В процессе сборки и монтажа радиосхем часто требуется подключение одновременно нескольких потребителей, как сетевого, так и постоянного тока напряжением 12 вольт.
Многофункциональная розетка
В корпусе многофункционального оборудования встроен общий выключатель для всех разъёмов. Также устройство снабжено блоком преобразователя переменного тока.
Дополнительная информация. Многофункциональную розетку можно приобрести в готовом виде. Начинающему радиолюбителю будет интересно собрать такое устройство своими руками.
Основные измерительные приборы
К основным измерительным приборам относятся амперметр, вольтметр и омметр. Как правило, приборы занимают довольно много места на рабочем столе. Выходом из этого положения будет приобретение мультиметра (тестера). Цифровое устройство заменяет собой сразу все три прибора.
Тестер оснащён жидкокристаллическим экраном. Прибором измеряют переменные и постоянные характеристики токов в разных диапазонах. Универсальное устройство может измерить постоянное и переменное напряжение, силу постоянного тока, величину сопротивления. Мультиметром тестируют диоды и конденсаторы, а также другие радиоэлементы.
На передней панели находятся:
- ЖК-дисплей. Он показывает значения величин различных характеристик тока в цифровом изображении.
- В центре находится вращающийся диск с указателем. Его устанавливают напротив метки требуемого режима измерения.
- Вокруг диска расположены следующие обозначения:
- OFF – прибор выключен;
- ACV – измерение переменного напряжения;
- DCV – то же постоянного напряжения;
- DCA – измерение величины постоянного тока;
- Ω – замер сопротивления.
- В гнездо COM вставляют наконечник чёрного провода.
- Гнездо «10АDC» красного провода служит для измерения напряжения или тока до 10 ампер.
- Разъёмом «VRmA» пользуются для замера токов до 200 mA.
- Для определения сопротивления служит гнездо со знаком «Ω».
- Клеммное отверстие под знаком « ▬►▌▬» используется для проверки электроцепи на разрыв.
Мультиметр
Важно! При использовании приборов надо помнить, что чёрный провод должен быть всё время подключён к гнезду COM со знаком «-». Если щупы перепутать местами, то сгорит плавкий предохранитель измерительного устройства.
Инструменты и материалы
Рабочий стол радиолюбителя должен быть укомплектован необходимыми инструментами и материалами.
Самые необходимые инструменты составляют следующий набор:
- Паяльник.
- Индукционная паяльная станция.
- Паяльный фен.
- Сопутствующие приспособления.
Вот примерный список материалов для начинающего радиотехника:
- текстолит для изготовления печатных плат;
- жидкость для травления;
- припой и флюс;
- салфетки или медная стружка.
Основные правила безопасности
Радиолюбителям, занимающимся конструированием различных электронных устройств, постоянно приходится иметь дело с электрическим током. Любая неосторожность в процессе изготовления, наладки и эксплуатации устройств может привести к печальным последствиям, поэтому необходимо тщательно выполнять несложные правила техники безопасности.
Закон Ома
В электронике абсолютно все связано с законами физики, которые выражаются, как правило, формулами. И совершенно не последнюю роль играет закон Ома. Курс физики нам говорит, что напряжение — это разность потенциалов между двумя точками. Если перекладывать определение на нашу трубу с водой, то потенциал — это давление, т. е. напряжение — это разница давлений между двумя точках. Этим и объясняется принцип его измерения вольтметром. Получается, что если попытаться измерить напряжение в двух соседних точках трубы, где нет никаких сопротивлений движению воды (отсутствуют краны и сужения, внутренним трением воды о стенки трубы мы пока пренебрежём) и давление не меняется — то разница давлений в этих двух точках будет равна нулю. Если же сопротивление присутствует, происходит снижение давления (в электрическом эквиваленте падение напряжения), то мы получим величину напряжения. Сумма напряжений на всех элементах равна напряжению на источнике. Т.е. если сложить показания всех вольтметров на нашей схеме, мы получим напряжение батареи.
Например, будем считать, что наша батарея даёт напряжение 5 вольт и резисторы имеют сопротивление 100 и 150 Ом. Тогда по закону Ома U=IR, или I=U/R, получаем, что по цепи течёт ток с силой I=5/250=20мА. Так как сила тока во всей цепи одинакова (пояснения чуть дальше), из того же закона Ома следует, что первый вольтметр покажет U=0,02*100=2В, а второй U=0,02*150=3В.
Из того же курса физики известно, что это количество заряда за единицу времени. В водяном эквиваленте — это сама вода, а её измеритель, амперметр — есть счётчик воды. Опять таки становится понятно, почему амперметр подключается в разрыв цепи. Если его подключить на место, например, вольтметра V1, то образуется новая цепь, из которой будет исключено сопротивление R1, а значит как минимум мы получим некорректные значения (что будет «как максимум»станет понятно чуть позже). Вернёмся к нашей водичке — подключение амперметра параллельно любому из элементов означает, что часть воды пойдёт по основной трубе, а другая часть пойдёт через счётчик — и как раз этот счётчик будет врать.2)Rt (формула действительна при постоянной силе тока и сопротивления).
Ещё одно важное замечание — при рассмотрении расчёта напряжения и силы тока я не нашёл уточнений, что в замкнутой цепи на всех участках сила тока будет одинаковой. Т.е. все счётчики будут крутиться с одной скоростью и показывать одни и те же значения. По сути, количество тока, который прошёл по цепи аналогичен количеству «воды», вышедшей из трубы.
Пожалуй, самое простое явление для объяснения. Вернувшись к нашей трубе, сопротивление — это есть все возможные сужения и краны. Согласно тому, что мы разобрали выше — при повышении сопротивления уменьшается ток во всей цепи и понижает напряжение на концах сопротивления. Или снова в водяных реалиях — закрытие нашего крана на пол оборота вызовет уменьшение расхода воды на всех счётчиках и пропорциональное (в зависимости от сопротивления) снижение давления на манометрах.
Так куда же все падает и уменьшается? Вот здесь аналогия с водой неоднозначна, так как в случае с электричеством «излишки» превращаются в тепло и рассеиваются.2)R.
Знакомство с микросхемами
Микросхема (от англ. chip — чип) представляет собой электронный «мини-кирпичик», содержащий транзисторы, диоды, резисторы и другие активные и пассивные элементы, общее число которых может достигать нескольких тысяч. Разновидностей микросхем достаточно много. Среди них — логические, операционные усилители, специализированные.
Это часть микроэлектроники, которая занимается исследованиями и разработкой электрических структурных построений цепей в интегральных микросхемах. Они представляют собой микроэлектронные изделия, выполняющие функции преобразования, обработки сигналов и накопления информации.
Важно! Микросхемы имеют высокую плотность соединённых элементов на площади в несколько мм2. Их элементы не могут быть отделены от кристалла и подложки.
Микросхемотехника
Проектированием и монтажом интегральных микросхем (ИМ) занимаются схемотехники. ИМ бывают нескольких видов:
- плёночные – все элементы и межэлементные компоненты выполнены в виде плёнок;
- гибридные – содержат кристаллы;
- аналоговые – предназначены для обработки сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции;
- цифровые – обработка сигналов по закону дискретной функции.
Применение специализированных микросхем на практике
На сегодняшний день микросхемы специального назначения стали неотъемлемой частью любого электронного устройства — от самого маленького до огромнейшего. Их настолько много, что перечислить все просто нереально. К тому же электроника не стоит на месте, и с каждым днем корпорации разрабатывают все новые и новые чипы.
Практическая электроника
Практическое изучение электроники с нуля начинается с понимания принципов работы электронных приборов и устройств, функционирование которых основано на взаимодействии электромагнитных полей и свободных электрических зарядов. Описание этих процессов можно найти во всех учебниках по радио,- и микроэлектронике. Особенно помогают в этом отношении видео уроки в интернете. Азы современной электроники в практической области постигаются приобретением знаний по следующим вопросам:
- Построение цепей;
- Полупроводники;
- Сигналы и измерения;
- Электропитание схем;
- Цифровая электроника.
Построение цепей
Основой создания различных электрических схем являются правила построения цепей. Те же принципы построения электрических связей распространяются и на структуру микросхем. Твёрдое знание самых важных законов Ома и Кирхгофа позволяют понять логику создания линий, связующих компоненты электронных схем.
Обратите внимание! Без изучения базовых законов физики и электротехники начать овладевать основами электроники с нуля невозможно. Именно эти знания открывают все секреты создания электронных схем. Можно часами простоять, наблюдая за работой тех или иных сложных устройств, но без знаний основ электроники понять механизмы их действия не получится.
Полупроводники
В мире микроэлектроники полупроводники занимают важное место. Для того чтобы понять принцип их действия, нужно знать их физические возможности. Полупроводники меняют своё сопротивление в зависимости от нагрева. С повышением температуры сопротивление падает, в условиях низких температур полупроводники приобретают свойства диэлектриков.
Полупроводники на плате
К полупроводникам относятся такие радиодетали, как:
- диоды;
- транзисторы;
- тиристоры.
Сигналы и измерения
Сигналы – это носители информации. Они передаются электронами электрической цепи. Величина заряженной частицы служит единицей измерения энергетического заряда. Измерения и исследования сигналов в электронике проводятся с помощью осциллографов. Цифровой прибор производит математическую обработку полученных результатов.
Цифровой осциллограф предназначен для профессиональных электронщиков и стоит довольно дорого. Для начинающих любителей подойдут недорогие модели отечественного производства – С1-73 и С1-101.
Электропитание схем
Энергообеспечение электронных схем осуществляется через специальные блоки питания. Сетевые импульсные блоки питания называют электронными трансформаторами. Это простые источники питания, работающие от сети 220 вольт. В сети интернет можно приобрести довольно дешёвые модели китайского производства.
Цифровая электроника
Основы цифровой электроники для начинающих базируются на понятии двоичной системы (ноль и единица) и алгебраической логике. В самоучителях и разных учебниках даются разъяснения, что такое базовые логические элементы электронных схем. К ним относятся триггеры, регистры, дешифраторы и микроконтроллеры.
Цифровая электроника
Цифровая технология передачи сигналов кодирует, а после доставки в нужное место дешифрует их. Этим добиваются чистоты информационных сигналов, защищённых от каких-либо помех. Примером этому служит цифровое телевидение.
Источники
- https://rusenergetics.ru/polezno-znat/elektronika-dlya-chaynikov
- https://amperof.ru/elektromontazh/radiotexnika-dlya-nachinayushhix.html
- https://coollib.com/b/334829/read
- https://amperof.ru/sovety-elektrika/elektronika-dlya-nachinayushhix.html
Как книга «Электроника шаг за шагом» обрела новую жизнь / Хабр
Привет, Хабр!
Хорошие новости для тех, кто следил за историей переиздания книги Рудольфа Свореня «Электроника шаг за шагом» — книга вот-вот, на днях, покинет типографию и попадёт в руки читателей. Почему так долго пришлось ждать новое издание книги? Что изменилось в тексте? А иллюстрации всё те же? Что со схемами — по-прежнему, на МП39, с плюсовой «землей»? Будет ли электронная версия книги? На эти и другие вопросы, я попытаюсь ответить ниже.
История переиздания книги «Электроника шаг за шагом» началась в 2015 году. Тогда, в течение учебного года, по выходным, я вёл занятия в кружке электроники для школьников. В список рекомендуемой литературы для кружковцев я всегда включал эту книгу Рудольфа Анатольевича Свореня. Однако, с каждым годом, получить бумажную версию книги становилось все сложнее – постепенно она исчезала из библиотек и стала редкостью даже у букинистов. С другой стороны, в сети без проблем можно было найти электронные копии книги. Но оставалась другая проблема — ряд сведений в книге уже стал неактуальным, электронные схемы для практических работ тоже нуждались в адаптации к доступной элементной базе и интересам нынешних школьников. Собственно, поэтому я решил узнать – можно ли попробовать переиздать её, добавив новую информацию в свете современных достижений электроники?
Стал искать возможность связаться с автором книги. На просторах интернета в огромном количестве можно было найти уже упоминавшиеся ссылки на скачивание отсканированных копий его книг, но о нём самом информации практически не было. И вдруг, в ответ на очередной запрос в поисковике, нахожу его контакты на Кинопоиске — «Я, Сворень Рудольф Анатольевич, возраст 87 лет, по образованию радиоинженер, по профессии журналист, писатель, кандидат педагогических наук, проживаю в Бостоне (США), гражданин России и США, пенсионер. телефон 1-781-***-****, селарофон 1-617-***-****, e-mail ***».
Звоню, знакомлюсь, рассказываю о своём предложении переиздать «Электронику шаг за шагом». В ходе разговора убеждаюсь, что несмотря на преклонный возраст, Рудольф Анатольевич сохранил ясный ум и прекрасную память. Но мою идею он поначалу встретил скептически, мол, книга устарела, нужно многое в ней изменить, а он сейчас занят другими делами. В то время он размышлял о проблемах школьного образования и пытался написать книгу «Самое главное — понять самое главное» — фрагмент этой книги был опубликован в журнале «Наука и жизнь», №4 за 2007 год.
Вот как он сам писал об этой своей работе в переписке со мной: «Книга «Самое главное…» должна быть такая, чтобы её даже без помощи учителя легко мог читать каждый школьник. Пока у меня получилась огромная рукопись объемом 1500 страниц. Чтобы дописать её, отредактировать, разделить на десять-двенадцать небольших книжек и укомплектовать иллюстрациями понадобится много времени, думаю пять-шесть лет. Я не стал всё остальное откладывать и сразу начинать столь большую по нужному времени работу, я начал готовить экспериментальное издание шести сравнительно небольших писем-книжечек (50 страниц текста и примерно столько же страниц иллюстраций в каждой) с общим названием «Мир устроен очень просто». Часть из этих писем уже готова и я надеюсь завершить эту работу за два года. Надеюсь, что двух лет хватит чтобы несколько изменить и улучшить вполне хорошие последние мои книжки об электричестве и электронике.»
Со временем (а мы общались с Рудольфом Анатольевичем великое множество раз по телефону, скайпу и электронной почте) выяснились и другие интересные детали: оказалось, что недавно он написал свою новую книгу – «Электричество шаг за шагом» (не повторяет «Электронику…», посвящена основам электротехники), но она была выпущена небольшим тиражом благотворительным фондом, в продажу не поступала и практически не дошла до читателя. Безусловно, эта история расстроила Рудольфа Анатольевича и служила дополнительным фактором, сдерживающим его работу по переизданию «Электроники…». Ведь никакой писатель не хочет писать, как говорят, в стол. Пообещав, что я договорюсь о переиздании уже двух книг, я начал действовать.
Началось общение с разными издателями, к сожалению, большей частью бесплодное.
Но были и исключения.Известное издательство «МИФ» хоть и не взялось за переиздание Свореня, но попросило меня порекомендовать какую-нибудь современную англоязычную книгу по электронике для детей, которую они могли бы перевести и издать в России, что я с удовольствием сделал. Результатом такого нашего сотрудничества стало издание на русском языке книги «Электроника для детей» норвежца Эйвинда Нидаля Даля. Книга тоже интересная, но рассчитана на детей помладше и поэтому не столь глубоко погружает в теорию, как книга Свореня. С другой стороны, она хорошо иллюстрирована, содержит пару десятков интересных детям электронных схем и подробные пошаговые инструкции. Надеюсь, я смогу несколько позднее написать более подробный обзор этой книги с лайфхаками по сборке схем из неё.
В это же время я создал страницу в Википедии, посвященную Р.А. Свореню. А Илья Немихин
nemilyaопубликовал серию статей
с воспоминаниями Рудольфа Анатольевичао том, как он прошел путь от радиоинженера до писателя. Чтобы убедиться – действительно ли нужна современному читателю эта книга, мы объявили регистрацию желающих приобрести новое издание книги «Электроника шаг за шагом». Таковых, за несколько лет, набралось около двух тысяч человек — неплохой тираж для технической книги по нынешним временам. Важным в этой инициативе оказалось то, что по следам этих публикаций к нам обратился владелец издательства «ДМК Пресс» Дмитрий Мовчан, который и предложил издать эти книги.
К сожалению, болезнь, а затем и смерть Рудольфа Анатольевича остановила процесс переиздания. Лишь благодаря поддержке внука писателя — Александра Бениаминова, удалось продолжить эту работу. В конце 2018 года вышло в свет второе издание книги «Электричество шаг за шагом», а в 2019 году началась работа над подготовкой к печати нового издания и самой известной книги Р. А. Свореня – «Электроника шаг за шагом».
Надо отметить, что в том же 2019 году поступило интересное предложение от Алексея Федосеева из Ассоциации участников технологических кружков. Он хотел от имени Ассоциации выкупить у наследников писателя права на книгу «Электроника шаг за шагом» и перевести произведение в общественное достояние. Тем самым, разрешив распространять и использовать книгу как в бумажном, так и в электронном виде всем желающим, без ограничений. В первую очередь — для целей обучения, для новых образовательных проектов и инициатив. Я себе это представляю так: книгу могли бы, к примеру, отлично дополнить VR и AR технологии, позволяющие заглянуть «внутрь» транзистора, чтобы увидеть процессы на границе p-n-перехода своими собственными глазами, и т.п. Но, увы, достичь соглашения по этому вопросу в ходе длительных переговоров так и не удалось.
Поэтому, переиздание книги пошло по традиционному пути — издательство «ДМК Пресс» приобрело права на издание книги определённым тиражом и приступило к допечатной подготовке. Предстоял большой объем работы как для художника – требовалось заново воссоздать все замечательные рисунки книги, так и для редактора. Напомню, что сам Рудольф Анатольевич был против репринтного издания книги и хотел ее переработать, исходя из современных реалий. В качестве редактора я предложил пригласить YRevich. Юрий Всеволодович Ревич – автор нескольких популярных книг по электронике для начинающих, в том числе для детей, и я надеялся, что он сможет, сохранив стиль и оригинальную авторскую манеру подачи материала, актуализировать информацию и практические схемы книги.
При подготовке данного издания книги почти в неприкосновенности сохранена бóльшая часть книги (вплоть до главы 12 включительно), посвященная общим принципам функционирования электронных устройств. К оригинальному тексту были добавлены примечания редактора для привязки к современным реалиям и терминологии.
Как пишет Юрий Ревич в предисловии от редактора, ему пришлось полностью отказаться от практической части в главах, посвященных радиовещанию, телевидению и звукозаписи. Не потому даже, что конструированием подобных устройств любители в настоящее время практически не занимаются – гораздо существеннее то, что изменились сами принципы работы таких устройств. Тем не менее теоретические основы этих разделов электроники по-прежнему интересны, ведь на них основываются и современные подходы. Эти разделы сведены в одну главу (глава 13). По той же причине сохранены главы об электронных музыкальных инструментах, автоматических устройствах и даже компьютерах, которые в то время ещё только выходили из пеленок. Сохранена также глава об источниках питания, она дополнена отдельным разделом об интегральных стабилизаторах.
Предыдущие издания книги сопровождались необходимыми справочными данными по компонентам радиоаппаратуры, называвшимся тогда еще попросту радиодеталями. Этот раздел тогда был очень важен, потому что справочники по компонентам в то время были дефицитом и далеко не всем доступны. В этом издании все подобные разделы книги со справочными данными удалены полностью.
Кроме того, по многочисленным просьбам, на иллюстрациях в книге изменена полярность питания на более привычную современному читателю: питание на схему подается от положительного полюса источника, а «общий провод» подключается к отрицательному. В соответствии с этим изменением на рисунках изменена полярность подключения компонентов (батарей, диодов, электролитических конденсаторов и пр.), а также p-n-p-транзисторы заменены на n-p-n.
Работа художника потребовала гораздо больше времени, чем редактирование текста. Те, кто был подписан на рассылку новостей о переиздании книги, знают, что мы анонсировали выход в свет книги еще в конце прошлого года. Но вот до типографии книга добралась только сейчас.
Напишу пару слов о практических схемах и конструкциях, которые были в предыдущих изданиях книги. Эти разделы книги подверглись значительной переработке. Все практические примеры были созданы Юрием Ревичем заново на современной компонентной базе. Заново подготовленные практические примеры, чтобы не путать их с авторским текстом, выделены в особые разделы в конце глав, под названием Практикум. Будь моя воля, я бы выпустил двухтомник, потому что, на мой взгляд, этих практических примеров могло бы быть больше, и все эти электронные схемы отправил бы во второй том, ибо объем книги и так уже превысил 500 страниц. Если будет спрос на такой, полностью практический том книги, то, думаю, смогу убедить издателя его выпустить.
Можно ли приобрести электронную версию книги? На момент написания этого материала, мне было известно, что договор с наследниками подразумевает выпуск только бумажной книги. Но ситуация может измениться в любой момент, поэтому прошу вас уточнять информацию напрямую у издательства «ДМК Пресс». Мой опыт работы с издательством позволяет судить, что они быстро ориентируются на запросы и пожелания своих читателей.
В заключение хочу выразить благодарность всем, кто поддержал идею переиздания книги, кто писал искренние отзывы, присылал свои советы и рекомендации для нового издания. Отдельно хочу сказать большое спасибо за помощь и поддержку Илье Немихину, Ольге Басовой, Артемию DIHALT Исламову (проект easyelectronics.ru), Владимиру Чуднову (главный редактор журнала «Радио»), Александру Бениаминову (внук Р.А. Свореня), Юрию Ревичу (редактор книги), Дмитрию Мовчану (издатель). Именно благодаря всем вам эта замечательная книга обрела новую жизнь!
Update
Скачать ознакомительный фрагмент, оглавление и купить книгу можно на сайте издательства «ДМК пресс»
dmkpress.com/catalog/electronics/textbooks/978-5-97060-729-9/
Книга: Цифровая электроника для начинающих — Дмитрий Витальевич Елисеев Главная страница. — КнигаГо
Дмитрий Елисеев Цифровая электроника для начинающих
Версия текста 1.2, (с) 2018
Введение
Современный мир наполнен интеллектуальной электроникой. Еще 50 лет назад единственными устройствами в доме были утюг и телевизор, сейчас, чтобы перечислить всё, не хватит пальцев на обеих руках. Маршрутизатор WiFi “раздает” интернет, “умные” розетки подключены к беспроводной сети и передают текущее потребление электроэнергии, датчик за окном передает температуру на висящую на стене метеостанцию, которая не только показывает погоду, но и синхронизирует и показывает точное время по радиосигналу из Германии. Напольные весы не только позволяют узнать вес, но и отправляют его на смартфон, наручные часы не только показывают время, но и считают число пройденных шагов.
Что объединяет все эти устройства? То, что внутри каждого из них есть микроконтроллер — небольшой компьютер, способный выполнять программу, без которой устройство не будет работать. И чтобы понимать современную технику, надо понимать не только электронику, но и программирование. Тем более, что это занимательно и вполне интересно.
В данной книге описаны основы электроники, от простого к сложному — от светодиода до микропроцессора, от мультиметра до осциллографа. К сожалению, не везде есть радиокружки и не у каждого есть “знающие” знакомые. Эта книга позволит хоть сколько-то восполнить данный пробел. Как подключить светодиод, как воспользоваться мультиметром, книга даст ответы и на такие вопросы. Основной акцент книги — на цифровой электронике, поэтому “аналоговые” понятия рассказаны лишь поверхностно. Желающие узнать подробнее, например, о режимах работы транзистора, могут найти это в специальной литературе.
Книга рассчитана на начинающих свой путь в освоении электроники, и на школьников от 10-12 лет. Поэтому теория дается в минимальном объеме, а основной акцент делается на практических занятиях.
Если кто-либо благодаря этой книге заинтересуется электроникой или программированием, значит она написана не зря.
Книга распространяется бесплатно в электронном виде, последнюю версию можно скачать на странице https://cloud.mail.ru/public/F6Vf/nY6iSxXcd.
Приятного чтения.
Часть 1. Основы электроники
Биты и байты в компьютере — для пользователя зачастую лишь данные, которые можно посмотреть на экране. Однако на физическом уровне, это все равно остается в виде изменения токов и напряжений, тех самых с которыми экспериментировали еще Гальвани и Тесла более 100 лет назад. Поэтому при создании цифровых схем, нужно хотя бы на базовом уровне понимать, как это работает. Это не требуется для пользователя обычного персонального компьютера, но если мы делаем какое-то устройство, способное “общаться” с внешним миром, без этого никак не обойтись. К примеру, можно подключить мотор напрямую к выводу микроконтроллера — и испортить контроллер, т.к. он в состоянии выдавать лишь небольшой ток. Можно подключить датчик, рассчитанный на 3.3В, к 5-вольтовому выводу Arduino, результат будет аналогичный. Понимание таких моментов позволит делать эффективные и надежные схемы.
Поэтому мы начнем с основ электричества — с тока и напряжения, с измерений в электрической цепи.
1.1 Детали и инструменты
Электроника — это в первую очередь практическая наука. Чтобы проведенное с книгой время было полезным и интересным, желательно заранее приобрести соответствующие компоненты. Если в наличии нет ничего, то стоит приобрести сразу готовый набор, это выйдет немного дешевле.
Следующий вопрос — что и где купить. Весьма рекомендуется научиться приобретать товары на www.ebay.com — все комплектующие сейчас производятся в Китае, и заказывать их напрямую у китайских продавцов в 3-5 раз выгоднее, чем взять тот же товар в российском магазине. Для покупки на eBay достаточно зарегистрировать аккаунт Paypal, он позволяет оплачивать товары банковской картой, не передавая данные платежной карты непосредственно продавцу. Имея аккаунт Paypal, можно делать покупки и на ebay. Адрес и ФИО получателя стоит указать латинскими буквами, т.к. разные почтовые программы могут иметь разную кодировку, и не факт что в китайском магазине корректно отобразится русский шрифт. Ebay также имеет программу
Занимательная электроника и электротехника для начинающих и не только…
Рубрика: Радиоэлектроника
От производителя
В современном мире выросла роль технических специальностей, связанных с электроникой и электротехникой. Освоить их самостоятельно станет легче, если есть под рукой будет хорошая практическая книга-самоучитель. Электротехника и электроника в книге рассматриваются пошагово от самых азов. Если материал каких-то Шагов вам знаком, смело переходите к следующему шагу. В книге нет «теории ради теории». Изложено лишь самое необходимое, что позволит чувствовать себя уверенно при практической работе с электротехникой и электроникой. Есть в книге и необходимые базовые формулы, без которых не понять, как работает электротехника. А основная часть самоучителя — практика, которую с этой книгой можно легко освоить самостоятельно в ходе экспериментов. Помогут описания и рисунки практических работ в домашних условиях при помощи легкодоступных для каждого приборов и материалов. Книга проиллюстрирована мультимедийными роликами, которые можно бесплатно посмотреть или скачать с сайта автора книги «Электрокласс» в разделе «Основы электротехники и электроники». Они помогут в освоении материала самоучителя. Это лучший самоучитель для тех, кто делает первые шаги в освоении практической электроники и электротехники.Сегодня, в 10:50 11
Практическая электроника для проектирования и конструирования оптики
Инженеры-оптики используют широкий спектр датчиков и контроллеров в оптических системах. Фотодетекторы, камеры и исполнительные устройства используют для работы электронику и электрические системы управления. Существует множество производителей электронных систем, но иногда все, что нам нужно, — это простая схема для считывания показаний датчика или обработки сигнала. Независимо от того, должна ли необходимая электроника поддерживать фотодиод или тензодатчик или просто запускать несколько инструментов одновременно, часто необходимые компоненты легко доступны на столе.Однако может не хватать навыков и уверенности, чтобы начать сборку необходимого устройства. После того, как схема была собрана, возникает вопрос, как правильно проверить ее работу, и это может потребовать использования инструментов, которые, возможно, не использовались с тех пор, как один класс схем в бакалавриате все еще вызывает эти кошмары перед экзаменом!
Первые шесть глав книги «Практическая электроника для оптической техники» посвящены широкому кругу схем, которые имеют фундаментальное значение для понимания и работы с электроникой.Это поддерживается методами проведения электронных измерений и методами передачи данных с датчика на компьютер. В следующих семи главах представлены электронные устройства, которые представляют интерес для инженеров-оптиков и основаны на более ранней работе.
Книга разработана таким образом, чтобы вы могли начать работу с любой главы, которая привлекает ваше внимание, и при необходимости искать более специализированную информацию из предыдущих глав. Некоторыми примерами этих интересных схем являются трансимпедансные усилители и драйверы для фотодиодов при слабом освещении, использующие солнечные элементы в качестве источника питания или зарядного устройства, цифро-аналоговые преобразователи низкого разрешения, аналоговые контроллеры, четырехэлементные схемы обработки и аналоговые схемы управления.Включены обсуждения того, как выполнять практическую электронику, проектировать, переводить это на изготовление печатных плат и ограничения различных подходов к созданию прототипов.
В книге есть примеры, начиная от простых вычислений и заканчивая образцами сценариев MATLAB. Вам предлагается не только работать с примерами и использовать код MATLAB, но и создавать и тестировать схемы. Целью примеров на основе MATLAB является поддержка понимания основ и взаимосвязей, лежащих в основе электроники, и обеспечение отправной точки для вашего собственного кода.
Я надеюсь, что «Практическая электроника для оптической техники» предоставит заинтересованному читателю функциональный обзор темы электроники и понимание того, как знание электроники может улучшить оптические проекты. Хотя эта книга не претендует на роль полного трактата по электронике, так как есть много прекрасных книг по этой теме, цель здесь — предоставить введение, более тесно связанное с потребностями инженеров-оптиков.
Я очень признателен всем коллегам и друзьям, которые прямо или косвенно помогли мне в подготовке и написании этой книги, и я благодарен за их непоколебимую и бескорыстную поддержку.Я также ценю отзывы многих студентов, которые на протяжении многих лет помогали мне совершенствовать мои лекции и лаборатории по оптике и электронике. Я особенно благодарен своему деду Стивену Холмсу Скотту, который познакомил меня с электроникой много лет назад.
Несмотря на то, что при подготовке этой работы я пользовался поддержкой многих людей, все ошибки, которые остались в тексте, должны исправляться мной. Буду признателен за любую помощь в этом в виде комментариев и исправлений.Пожалуйста, направляйте любую корреспонденцию автору через Технический отдел Нью-Мексико, Департамент электротехники, Сокорро, Нью-Мексико 87801, США.
Я очень благодарен SPIE за поддержку за их интерес к публикации этой работы в рамках серии Tutorial Text Series и, в частности, за усилия Дары Берроуз в качестве редактора для придания этой работе ее окончательной формы.
Скотт В. Тир
Профессор электротехники
Институт горного дела и технологий Нью-Мексико
Socorro, Нью-Мексико
Май 2016 г.
Руководство по практической электронике для начинающих от Р. Х. Уорринга: Хороший переплет (1966)
Опубликовано Lutterworth Press, 1966 г.
Состояние: хорошее Твердая обложка
Об этом товаре
Первое издание.Легкий износ досок. Контент имеет тонировку по концам страницы. Диджей с некоторым износом кромок, разрывами и ремонтом ленты. Инвентарный номер продавца № 9999-9992233466Задать вопрос продавцу
Библиографические данные
Название: Руководство по практической электронике для начинающих
Издатель: Lutterworth Press
Дата публикации: 1966
Переплет: Твердая обложка
Состояние книги: Хорошее
Пылезащитный кожух Состояние: Пылезащитный кожух в комплекте
Издание: Первое издание
Описание магазина
Посетить витрину продавца
Условия продажи: Покупатели могут вернуть книги в течение 30 дней с момента первоначальной продажи
.]), я хотел сразу перейти к следующей.Я люблю поддерживать огонь, и ничто так не разжигает его, как работа с электроникой. С тех пор, как я начал работать с компьютерами (в мезозойскую эру), меня интересовала электроника в связи с тем, что они на самом деле делают внутри вычислительных устройств.
Очевидно, что электроника является неотъемлемой частью всех вычислительных устройств, но поскольку мы сосредотачиваемся на программном обеспечении, многие из нас никогда не задумывались о том, что происходит в самих электронных компонентах. Сейчас, с появлением недорогого оборудования, которое позволяет довольно легко заниматься разработкой встраиваемых систем, многие люди начинают уделять больше внимания электронике.Я верю, что он начинает больше открываться.
Одна из проблем, которые я обнаружил в прошлом, заключается в том, что существует несколько ресурсов, которые начинаются с самого начала и продолжаются оттуда (одна из моих любимых цитат / перефразировок из «Алисы в стране чудес»).
Я так взволнован написанием этой книги, что, несмотря на то, что она немного грубая (и я, скорее всего, буду писать книгу медленно, потому что это займет так много времени), я бы хотел начать размещать здесь главы. Так что, надеюсь, вы найдете это интересным и полезным.
Введение
Я написал следующее введение, чтобы объяснить, как работает эта книга. Когда я начал изучать электронику, я не знал, что читать об атомах и электронах. Атомы и электроны интересны, но я действительно хотел начать создавать что-то. Позже я был счастлив изучить теорию атома, но вначале это не имело для меня большого значения.
Может, ты чувствуешь то же, что и я. Если вы поймете, что согласны с остальной частью этого введения, то вы поймете, что книга подойдет вам.
Вот что я хотел :
Есть вещи, которые я хочу сделать. У меня ограниченный опыт работы в области электроники (а может быть, вообще нет), но я считаю, что то, чему мне нужно научиться, не должно быть слишком сложным. Я знаю, что веду себя немного наивно, но хочу, чтобы автор направлял меня, когда я строю проекты, которые помогут мне создать что-то интересное.
Я заинтересован в создании чего-нибудь интересного и / или полезного. Меня (пока) не интересует вся теория электроники, лежащая в основе того, как все работает.Сначала я хочу, чтобы какие-то вещи работали и что-то делали, а затем я могу найти время, чтобы вернуться и понять это.
Строить схемы
Я не против, если мы начнем с простого включения и выключения светодиода. Я просто хочу собрать схему и увидеть, как что-то происходит. Как только схема заработает, мне будет гораздо интереснее узнать, почему и как она работает. Я хочу увидеть в книге много схем, и я хочу увидеть схемы как можно раньше в книге.
Мы не можем просто собрать компоненты и пойти?
Современная электроника — это компоненты, поэтому я предполагаю, что смогу изучить некоторые основы, собрать все вместе, а затем узнать, как все это работает.Я не против изучать теорию, пока строю проект. На самом деле, я бы предпочел строить и учиться в унисон.
Я также понимаю, что некоторые из систем, которые я хочу построить, могут быть более сложными, чем я могу создать вначале, но я хотел бы увидеть некоторую доработку этих систем. Под наращиванием я подразумеваю примерно такой процесс:
Сформулируйте идею того, что мне нравится ⇒ Откройте дверь гаража с помощью телефона.
Посмотрите, как это можно сделать.
В моем телефоне есть Bluetooth. Как мне отправить сообщение по Bluetooth на дверь гаража, чтобы она открылась? Думаю, мне нужно будет написать приложение для телефона.
У моей гаражной двери нет Bluetooth, как я могу это добавить? Есть ли отдельный компонент bluetooth? Есть ли способ интегрировать новый компонент Bluetooth в мою старую гаражную дверь?
У моей гаражной двери есть настенный выключатель. Если бы я мог дистанционно активировать этот переключатель, дверь открылась бы.Как я могу это сделать? Есть ли компонент, который я мог бы использовать для этого?
Прочтите / посмотрите пошаговое руководство по построению частей системы по одной за раз.
Если это слишком сложно, автор должен предоставить это мне
Если что-то является слишком сложным или требует много времени на моем нынешнем уровне понимания, автор может предоставить мне этот фрагмент для загрузки (если это программное обеспечение) или в качестве дополнительной покупки готового компонента.Таким образом, я могу продолжать двигаться и строить проект под рукой, если захочу, а затем я могу вернуться и узнать, как именно он работает, когда я буду готов.
В первый раз дела не всегда работают
Я знаю, что с первого раза что-то не получается, и меня это устраивает. Я хотел бы видеть общие проблемы, которые возникают, чтобы, когда я застреваю, я понимал, что даже автор зацикливается на чем-то и разочаровывается. Я также хотел бы увидеть общие способы проверки моих схем и определения того, почему что-то не работает.
Мотивация редка, устраните барьеры для входа
У меня есть над чем поработать, и я не всегда могу работать над своими проектами в области электроники в течение долгих часов, поэтому заранее убедитесь, что у меня есть все необходимое для проекта, чтобы я мог сразу же приступить к работе, когда найду несколько минут. Кроме того, если я трачу все свое время на поиск компонентов и сбор материалов, я буду слишком устал, чтобы работать над своим проектом. Дайте мне список всего, что мне нужно (включая инструменты, которые я буду использовать) в начале каждого проекта, чтобы все было готово.
Я не хочу тратить все свое время на поиск компонентов, чтобы купить
Поиск компонентов для покупки у продавцов с хорошей репутацией
Мне нужны все компоненты, необходимые для создания конкретного проекта, прямо в начале каждого проекта. Я не хочу искать в Интернете все, поэтому дайте мне ссылки на места, где я могу купить компоненты, чтобы я мог заказать их и знать, что у меня все есть, как только они попадут в мой почтовый ящик. Я не хочу беспокоиться о том, делаю ли я заказ у надежного продавца / на сайте.Дайте мне ссылки на определенные сайты, которые, как уже известно автору, заслуживают уважения.
Как можно быстрее ведите меня от очень простых к продвинутым проектам
Опять же, я не возражаю против простых проектов, но быстро проведу меня по ним и объясню, насколько это будет важно позже. До тех пор, пока схемы, которые я изучаю, применимы, я не возражаю против простых маленьких схем в качестве примеров, но всегда держу их в контексте более широкой картины, чтобы я мог продолжать думать о том, как я могу использовать то, что я узнал, непосредственно в своей собственной. проекты.
Рабочее пространство и схемы питания
Я хочу, чтобы автор научил меня некоторым основам, включая правильную настройку моего рабочего места с электроникой, чтобы я мог приступить к экспериментам, когда буду готов. Более того, я знаю, что питание моих схем иногда может быть проблемой, потому что мне нужны разные напряжения и ток для разных проектов. Я хочу, чтобы автор помог мне продумать, как лучше всего реализовать мои простые эксперименты, а затем как лучше всего реализовать любые из моих проектов, которые я надеюсь построить для долгосрочного использования в качестве готовых продуктов.
Я хочу, чтобы книгу можно было читать
Я также хочу, чтобы книгу было легко читать. Я хочу, чтобы контент мог стоять сам по себе. Я хочу, чтобы книга проводила меня по материалу таким образом, чтобы я мог сначала просто прочитать главу, чтобы узнать, и увидеть, как автор проводит эксперимент и посмотреть, как идут дела. Я бы хотел, чтобы у него были фотографии и хорошие шаги, которые покажут мне, как воссоздать эксперимент, чтобы даже если я еще не могу провести эксперимент (потому что у меня еще нет деталей или оборудования), я все равно мог получить очень хорошее представление о том, как все пойдет.
Пример этого в главе 1. Я провожу некоторое исследование компонентов с помощью мультиметра, но читатель может еще не иметь измерителя или может ждать, чтобы увидеть, действительно ли он настроен, прежде чем вкладывать деньги в счетчик. Я попытаюсь описать все, что мы будем делать с измерителем, а затем покажу снимки измерителя в действии. Таким образом, читатель будет смотреть через мое плечо, когда мы оба проводим эксперимент, даже если у нее еще нет физического измерителя.
Классных проектов: к тому времени, когда я готов
К тому времени, когда я закончу писать книгу, я хочу создать несколько интересных полноценных проектов, которые я смогу развивать, или которые аналогичны более продвинутым проектам, о которых я мечтал построить.
Вот некоторые вещи, которые я хочу увидеть:
Изучите все доступные электронные компоненты * и основы их функций
Создание проектов с наименьшим количеством компонентов для экономии денег — т.е. не использовать микроконтроллер, если я могу сделать это с базовыми компонентами
Делайте крутые штуки со светодиодами
Цепи управления с ИК-датчиком
Узнайте, почему выключатели и автоматические выключатели — это самое важное в электронике
Генерация звуков и воспроизведение через динамики
Использование BlueTooth
Использование ЖК-экранов для отображения данных
Запись данных на SD-карту из моего IoT-проекта
Приведение в движение двигателей и сервоприводов
Написание базового кода для Arduinos — набор инструментов Arduino и что на самом деле означает написание кода для встроенного устройства
Сделайте музыкальный плеер с Arduino
Помогите мне узнать, как экономить электроэнергию в моих проектах, чтобы они могли работать от минимально возможных батарей — я хочу поделиться своими устройствами с людьми.
Разрешите мне открыть / закрыть дверь гаража с помощью телефона (через BlueTooth)
Узнайте, как я могу создать устройство для блокировки / разблокировки компьютера с помощью телефона
Заставляйте меня паять вещи только тогда, когда я должен или когда я делаю окончательный проект, и дайте несколько полезных базовых советов по пайке
* Очевидно, что существует огромное количество электронных компонентов, список которых был бы слишком обширным для этой книги, но мы рассмотрим огромный список общих компонентов и то, как эти компоненты используются для создания других.К концу книги вы научитесь читать таблицы данных, чтобы получить информацию, необходимую для исследования новых компонентов, которых нет в моем обширном списке.
Я хочу, чтобы это был собранный ресурс
Я хочу, чтобы книга провела меня через все эти проекты и помогла мне получить знания, и хорошо, что это не обязательно совершенно новая информация, которую нельзя найти где-либо еще. Я понимаю, что это собранный и целевой ресурс некоторых из наиболее интересных (по мнению автора) проектов, найденных автором.Я хочу, чтобы автор рассказал мне и об этих других ресурсах, чтобы я мог пойти дальше, пока читаю книгу, и когда закончу ее.
Вот и все. Именно такую книгу я искал. Я считаю, что именно такую книгу я создал (создаю) для вас.
Я создал его и для себя, потому что это журнал тех проектов, которые я хотел. Надеюсь, вам это понравится так же, как и мне, поскольку я все это собрал.
Если это похоже на то, что может вас заинтересовать, тогда приступим.
~ Роджер Дойч, 2 января 2018 г.
Это простейшая схема, которую вы можете построить. Никаких проводов не требуется.
Вот что вам нужно
Батарея CR2032 (батарейка типа «таблетка» — выглядит как монета)
Вы можете получить 2 из них на Amazon примерно за 3 доллара (http://amzn.to/2zdKCqY)
Светодиод
Вы можете получить 30 зеленых светодиодов с некоторыми резисторами (о резисторах мы поговорим позже) на Amazon примерно за 5 долларов (http: // amzn.к / 2zfJWRY)
Мультиметр (http://amzn.to/2CsC3JL)
Вот что вы узнаете
У аккумулятора есть положительная и отрицательная сторона.
У светодиода есть положительная и отрицательная сторона.
Компоненты с положительной и отрицательной сторонами называются поляризованными.
Не все компоненты поляризованы
Немного о трех основных игроках (напряжение, ток, сопротивление) электричества.Другими словами, из того, что составляет электричество, каким мы его знаем и используем.
Чтение таблиц
Основы мультиметра (электронного измерительного прибора)
Введение в закон Ома
Вот необходимая батарея:
Вы можете видеть, что эта сторона (назовем ее верхнюю) помечена для предоставления некоторой информации.
Это CR2032, напряжение 3 вольта (подробнее об этом чуть позже).Они часто сокращают это до просто V, например: 3V. Эти круглые маленькие батарейки часто называют монетными или кнопочными элементами, потому что они напоминают монету или пуговицу. Этот размером с монету в США. Их также иногда называют батарейками для часов, потому что давным-давно они использовались преимущественно в наручных часах.
Батареи (и некоторые другие компоненты) имеют положительную и отрицательную стороны
Метка + указывает на то, что это положительный полюс батареи.
Батареи имеют положительную и отрицательную стороны.
Я упоминаю об этом, потому что светодиоды (светоизлучающие диоды) также являются поляризованными компонентами, и у них тоже есть положительная и отрицательная стороны. На самом деле, поскольку у обычных светодиодов две ножки, одна ножка у них положительная, а другая — отрицательная. Ниже показано изображение светодиода (светоизлучающего диода).
Отрицательная сторона АКБ выглядит так:
Вы можете видеть, что на этой стороне немного больше текстуры.Наверное, просто чтобы убедиться, что он не скользит внутри, в чем бы он ни был установлен.
Маркировка компонентов
Эта сторона практически не имеет маркировки. Вот как много электронных компонентов: они предоставляют информацию с той или иной стороны. Это подсказка о том, что если вы не найдете никакой маркировки, возможно, вам нужно перевернуть компонент или поискать в другом месте, и вы, вероятно, что-то найдете.
Компоненты могут быть поляризованы
Как я уже сказал, любой электронный компонент может быть поляризованным.Это означает, что у него есть как положительные стороны, так и отрицательные. Это важно знать, потому что вам нужно выровнять одинаковые стороны разных компонентов при построении схемы. Однако не все компоненты поляризованы. Мы узнаем о резисторах, которые не поляризованы (не имеют отрицательной и положительной сторон) и могут быть включены в цепь в любом направлении. Вы можете думать о обычном куске провода как о неполяризованном, так как соединительный провод можно разместить в цепи в любом направлении.
Электронный поток
Другой способ думать о полярности — это то, как электроны проходят через цепь. Поляризованный компонент — это компонент, который позволяет электронам проходить через него только в одном направлении. Компоненты, такие как отрезок провода, который позволяет электронам течь в любую сторону, не поляризованы.
Светодиод позволяет электронам двигаться только в одном направлении, поэтому он поляризован.
Даже в этом первом простом эксперименте нам нужно понять поляризацию, поскольку нам нужно будет подключить положительную сторону светодиода (светоизлучающего диода) к положительной стороне батареи, а отрицательные стороны друг к другу.
Что на самом деле означает «положительный / отрицательный»?
Вам может быть интересно, что на самом деле означает положительное или отрицательное. Обычно это относится к источнику питания. В нашем случае источником питания является аккумулятор. Батарея имеет одну сторону, на которой скопилось избыточное количество электронов. Поскольку электроны несут отрицательный заряд, сторона батареи с избыточными электронами считается отрицательной стороной по сравнению со стороной с недостатком электронов — положительной стороной батареи.Именно эта разница создает напряжение. Мы поговорим об этом позже. На данный момент простого понимания того, что отрицательная сторона — это сторона с избыточными электронами, достаточно для понимания других концепций.
Выравнивание одинаковых сторон поляризованных компонентов
Чтобы светодиод заработал, нам нужно совместить положительную ножку светодиода с положительной стороной батареи, а отрицательную — с отрицательной стороной батареи.
Первый эксперимент
Давайте попробуем наш первый эксперимент, в котором загорится светодиод.Все очень просто. Вам не нужно ничего, кроме светодиода и упомянутой батарейки типа «таблетка».
Светодиод: более длинная нога положительна
Если вы внимательно посмотрите на светодиод, который собираетесь использовать, вы увидите, что одна из его ножек длиннее другой. Это положительная нога. Эта нога должна коснуться плюсовой стороны батареи.
Очевидно, что более короткая ножка будет отрицательной и должна касаться — как вы уже догадались — отрицательной стороны батареи.
Теперь вы можете сделать это, держа батарею вертикально в одной руке и опуская ножки, пока они не коснутся каждой стороны батареи.
Вот моя батарея CR2032, которая стоит на макетной плате, прислоненная к двум проводам (для стабилизации изображения).
Вот я держу ножки светодиода к соответствующим сторонам батареи, чтобы светодиод загорелся. Имейте в виду, что провода за аккумулятором не делают ничего, кроме стабилизации аккумулятора, поэтому я могу сделать снимок рукой.
Если по какой-то причине вы не можете сказать, какая сторона светодиода длиннее, есть (по крайней мере) две другие вещи, которые вы можете проверить, чтобы определить, какая сторона какая.
Плоская сторона пластика: негатив
Если вы внимательно посмотрите на пластиковое покрытие светодиода, вы увидите, что одна сторона (если рассматривать стороны как места, где каждая ножка входит в пластик) плоская с одной стороны. Эта сторона — отрицательная сторона, и, конечно, процесс устранения говорит вам, что другая сторона — положительная сторона.
Вы также можете заглянуть внутрь пластика и увидеть что-то вроде следующего:
Вы увидите, что одна сторона больше другой. На изображении видно, что металлическая пластина с правой стороны (внутри пластика) намного больше. Большая сторона — это отрицательная сторона, и, конечно же, меньшая сторона — положительная. Большая сторона называется наковальней, а меньшая сторона — стойкой.
Вот хороший вид на светодиод:
Изображение является общественным достоянием с: https: // commons.wikimedia.org/wiki/File:LED,_5mm,_green_(en).svg
Вы можете видеть, что отрицательная сторона светодиода также называется катодом, а положительная сторона — анодом. Мы будем говорить об этом больше по мере продвижения, и мы увидим эти термины, связанные с другими компонентами.
Что, если коснуться обеими ногами положительной стороны?
Может быть, вам интересно, что произойдет, если прикоснуться обеими ногами к плюсу или обеими ногами к минусу батареи? Светодиод сломается, взорвется или расплавится? Нет, вообще ничего не произойдет.Продолжайте и попробуйте, чтобы убедиться в этом сами.
Почему ничего не происходит?
Ничего не происходит, потому что электроны не текут. Почему не текут электроны? Потому что между двумя ножками светодиода нет разницы в напряжении. Что это обозначает?
Напряжение — это часть электричества, которая проталкивает электроны по цепи. Напряжение — это толкающая сила электронов. Если нет разницы напряжений между двумя точками (в данном случае между двумя ножками светодиода), электроны не будут двигаться.В цепи есть электроны, но отсутствует толкающая сила, когда вы подключаете оба конца к одной и той же полярности (оба + (положительный) или оба — (отрицательный)). Толкающая сила (напряжение) в цепи создается разницей между электроны в двух точках цепи. Если у вас нет разницы между двумя точками (в данном случае двумя ножками светодиода), то у вас нет ни напряжения, ни движения электронов, ни потока электричества, также известного как ток.
Напряжение можно представить как давление воды
Представьте себе трубу, наполненную водой, но лежащую на ровной поверхности — оба конца трубы ровные.Поскольку между двумя концами трубы нет разницы, вода не течет. Однако, если вы поднимете один конец трубы, вода начнет течь к нижней стороне трубы и вылетать из нее. Это хорошая аналогия с тем, как ведут себя электроны.
Вы также можете думать об этом как о воде в ручье. Если русло ручья полностью выровнено, вода не будет двигаться. Если вода не движется, мы говорим, что нет течения. Мы также называем движущиеся электроны током. Итак, если нет напряжения, нет и тока — нет движущихся электронов.Если нет движущихся электронов, мы не получаем электричества — нет тока.
Там есть потенциальная энергия (энергия покоя), но поскольку ток не движется, ничего не происходит. Чтобы что-то произошло, электроны должны возбудиться. Например, любой медный провод содержит электроны, но до тех пор, пока медный провод не подключен к источнику, который содержит избыток электронов на одном конце и недостаток электронов на другом конце (обычно считается заземлением), нет ни напряжения, ни тока. потоки.Напряжение, давление, заставляющее электроны проталкиваться через провод, заставляет электроны двигаться. Но для получения напряжения между частями цепи должен быть перепад давления. В случае, когда вы подключили обе ноги к плюсу или обе ноги к минусу, перепада давления не было, поэтому ничего не происходит. Как будто труба лежала на ровной поверхности.
Электроны движутся, светодиод загорается
Однако, когда мы подключаем положительный полюс к положительному, а отрицательный — к отрицательному, тогда (при правильно заряженной батарее) электроны начинают течь.Когда электроны текут, они проходят через проводную связь светодиода (показанную на предыдущем изображении) к полупроводниковому кристаллу. Когда полупроводниковый кристалл активируется, он выделяет энергию в виде фотонов (света), которые загорают светодиод.
Разница давлений, о которой мы говорим, заключается в том, что в батарее, которую мы используем, накапливаются электроны на отрицательной стороне батареи по сравнению с положительной стороной. Поскольку на отрицательной стороне происходит накопление электронов, это создает разницу давления и напряжение между отрицательной стороной и положительной стороной батареи.Когда это происходит, и вы подключаетесь к каждой стороне с помощью проводника (провода, металла, светодиода и т. Д.), Который отдает свои электроны, тогда электроны могут течь с отрицательной стороны на положительную.
Как умирают батареи
Когда вы используете батарею, положительная сторона продолжает получать электроны. Когда он, наконец, наберет столько электронов, сколько имеет отрицательная сторона (после длительного использования батареи), батарея больше не будет работать, так как разница напряжений упадет до нуля. Это когда мы считаем батарею разряженной.Он достиг состояния равновесия электронов между двумя точками. Как будто оба конца трубы снова находятся на одном уровне.
Несколько слов о перемещении электронов
В предыдущих абзацах и по мере продолжения изучения материала вы увидите, что я упоминал, что электроны будут двигаться. Сторонникам теории атома я должен воспользоваться моментом, чтобы упомянуть, что электроны не движутся по проводам, как машина, едущая по шоссе.На самом деле это просто соглашение, которое мы используем, чтобы помочь нашему пониманию. Лучший способ объяснить, как движутся электроны, — это представить себе трубку, полную шариков для пинг-понга. Когда вы вставляете один шарик для пинг-понга в один конец трубки, каждый шарик для пинг-понга перемещается лишь незначительно, а шарик для настольного тенниса на дальнем конце выпадает. Это, вероятно, лучшее представление о том, как электроны в проводящем материале перемещаются от одного атома к другому, но когда мы говорим о токе и когда вы читаете в других местах, большинство людей обсуждают движение, используя традиционный способ представления электронов, движущихся как машина едет по шоссе, и это нормально для наших целей.
Сколько напряжения?
Для выполнения различных работ требуются разные величины напряжения. Очевидно, что если нам нужно быстрее протолкнуть больше электронов, нам понадобится большее напряжение. В случае нашего светодиода, если мы не подаем достаточное напряжение, электроны не будут иметь достаточно энергии для движения, и светодиод не загорится.
Как мы можем узнать, какое напряжение нам нужно для конкретной задачи, которую мы пытаемся сделать?
Оригинальный производитель детали предоставит эту информацию, чтобы мы могли ее проверить и узнать.Все это часть знакомства с работой с электроникой.
Сколько вольт для питания светодиода?
Вы можете просто погуглить что-нибудь вроде «сколько вольт для включения светодиода», и вы, вероятно, получите хороший ответ.
Моя батарея в настоящее время подает ток 3,077 В и 40 мА.
Вот как я измерил напряжение аккумулятора.
Я запустил свой мультиметр (универсальный измеритель), который можно использовать для измерения напряжения, тока и других измерений.
Я настроил свой измеритель на измерение напряжения, подключив щупы к правильным портам мультиметра. Затем я прикоснулся отрицательным датчиком (черный) к отрицательной стороне батареи и положительным датчиком (красный) к положительной стороне батареи и посмотрел на экран мультиметра, на котором отображалось напряжение (3,077).
Измерение напряжения и тока должно выполняться по-разному. Вы должны измерить падение напряжения на компоненте от одной стороны до другой (от высокой стороны к низкой), потому что это измеряет разницу между двумя сторонами.Точно так же, как вы не можете заставить светодиод загореться, прикоснувшись обеими ногами к положительной стороне батареи, вы не можете измерить напряжение, прикоснувшись обоими щупами к одной стороне батареи. Вместо того, чтобы измерять напряжение, мы должны измерить разницу между двумя точками, поэтому щупы должны касаться двух разных точек, а не одной и той же точки (отрицательной или положительной стороны).
Вот схема, показывающая вольтметр, когда мы используем его для измерения нашей батареи.
Я знаю, что это кажется чрезвычайно упрощенным, но хорошо знать, что даже измеритель может быть представлен на схеме, и это на самом деле показывает нам, что зонды измерителя должны быть размещены правильно.В случае измерителя напряжения щупы измерителя должны быть размещены в месте, где есть разница напряжений, чтобы измерить напряжение, в противном случае нет напряжения для измерения. Мы поговорим об этом подробнее в дальнейшем.
Вот еще один вид измерителя без соприкосновения двух датчиков. Значение на экране просто перемещается к разным значениям, поэтому вам придется игнорировать отображаемое значение, поскольку оно на самом деле ничего не измеряет и не имеет смысла. На изображении показано напряжение 13 мВ, но это всего лишь случайно сгенерированное значение, поскольку на самом деле оно никоим образом не измеряет разницу напряжений.
Главное, что нужно иметь в виду, это то, что красный провод, который вы видите, — это весь один зонд (один конец подключен к измерителю, а измерительный конец направлен на батарею. То же самое верно и для черного зонда. Дело в том, что всего два провода (два щупа), и с помощью этих двух щупов вы можете измерять напряжение.
Мы будем использовать эти же два датчика для измерения тока, но красный датчик будет перемещен к другому порту на измерителе.Но общий зонд (черный) останется в том же порту.
Измерение тока
Мы также можем измерять ток, но это нужно делать последовательно со схемой. Последовательное соединение со схемой означает, что мультиметр становится частью схемы. Чтобы лучше понять это, нам нужно подумать о том, что такое цепь и как электроны проходят только через непрерывно подключенную цепь.
Эта идея иногда сбивает с толку, поэтому не беспокойтесь, если вы еще не совсем ее поняли.По мере продвижения по книге он станет более твердым. Я просто хочу, чтобы вы знали, что вы должны измерять напряжение и ток по-разному, и что мы можем измерить и то, и другое с помощью измерителя.
Я нашел таблицу на сайте SparkFun:
https://www.sparkfun.com/datasheets/Components/LED/COM-09590-YSL-R531R3D-D2.pdf
В этом техническом описании перечислены абсолютные максимумы для конкретных продаваемых светодиодов SparkFun, и они выглядят следующим образом:
Обратите внимание, что в нем указано, что максимальный прямой ток не должен превышать 30 мА.Однако ток от моего монетного элемента CR2032 на самом деле обеспечивает 40 мА. Есть большая вероятность, что это ограничит срок службы светодиода. Но для наших целей это работает.
В другом разделе таблицы также указано максимальное напряжение:
Последствия превышения максимального напряжения
Как видите, максимальное напряжение составляет 2,2 В. Поскольку мы используем батарею 3 В, мы слишком быстро пропускаем электроны через светодиод. Это будет генерировать больше тепла и приведет к тому, что компоненты (стойка, наковальня, пластиковое покрытие) сломаются намного быстрее, поскольку материалы не оцениваются на этом уровне.
Конечно, поскольку мы используем его только для коротких импульсов, периодически прикасаясь двумя ножками к монетному элементу, мы, вероятно, не повредим светодиод настолько, чтобы он имел значение. Но если бы это было подключено в цепь, срок службы светодиода был бы значительно короче.
Как измеряется сила тока
Ток измеряется количеством электронов, которые проходят точку за определенный промежуток времени. Пока напряжение измеряется в вольтах. Ток измеряется в амперах, которые обычно сокращенно обозначают амперами.Один ампер тока — это один кулон электронов (6,24 x 10 18 или 6,24 квинтиллионов электронов), проходящих через точку в цепи за одну секунду. Это много электронов.
В нашей маленькой схеме мы имеем не один ампер, а только 40 мА (миллиампер), что составляет 0,040 ампер. Поскольку милли означает тысячную, это составляет сорок тысячных ампер. Таким образом, мы не выталкиваем столько электронов за точку так быстро. Тем не менее, мы выдвигаем больше, чем максимальное значение 30 мА, которое, как указано в таблице данных, может выдержать этот светодиод.Поскольку электроны создают трение в цепи, они также выделяют тепло, и это тепло плохо для нашей схемы, поскольку его больше, чем легко быстро рассеивается.
Вот как я измерил ток в этой маленькой цепи с помощью мультиметра.
Вот схема амперметра в нашей схеме.
Это фактически показывает нам, что наш амперметр является частью цепи. Другими словами, он добавляется в схему так же, как мы добавляем любой другой элемент в нашу схему — например, светодиод, резистор или любой другой компонент.Опять же, по мере продолжения чтения книги вы увидите больше о том, чем это отличается от того, как мы измеряем напряжение.
Быстрый пример измерения разности напряжений
Но вот небольшой пример того, чем отличается измерение напряжения. Напряжение следует измерять как разницу между двумя точками. В нашей исходной схеме с нашим измерителем напряжения мы измеряли только от положительной стороны батареи до отрицательной, поэтому было очевидно, что у нас есть перепад напряжения.Однако, когда в схеме есть компонент, он немного отличается.
Если вы посмотрите на нашу исходную схему измерения напряжения (показанную ниже слева) и сравните ее с примером справа (который содержит дополнительный светодиодный компонент), вы можете подумать, что тот, что справа, подходит для измерения напряжения. Однако это не так.
Если вы внимательно посмотрите на тот, что справа, оба щупа теперь являются одной отрицательной стороной цепи, и разницы напряжений нет.Когда нашу схему разделяют один или несколько компонентов, нам нужно убедиться, что мы измеряем напряжение на компоненте (ах).
Я знаю, что это все еще может немного сбивать с толку, но вот как вы можете измерить напряжение на светодиодном компоненте.
Теперь положительный датчик находится на положительной стороне цепи, а отрицательный датчик — на отрицательной стороне, и теперь на измерителе напряжения будет отображаться напряжение.Также обратите внимание, что это отличается от способа измерения амперметра (измерения тока).
Это все еще может сбивать с толку.
Цель всех этих объяснений и примеров — просто познакомить вас с этими концепциями, чтобы вы могли думать о них по мере того, как узнаете больше. Если это все еще кажется запутанным, это нормально, так как мы увидим это в будущем. Конечно, в следующих главах мы построим схемы и будем измерять их с помощью наших вольтметров и амперметров (мультиметра), и мы увидим эту работу в реальной жизни, а не просто как набор изображений.
Вырабатывается много тепла
Если мы увеличим напряжение и создадим больший ток в этой цепи, он достигнет точки, в которой светодиод плавится. Это потому, что электроны создают трение внутри цепи, и это трение создает тепло. В конце концов, ноги могут стать настолько горячими, что обожгут вас, если вы будете их держать. Чрезмерный нагрев — одна из опасностей при работе с контурами, поэтому будьте очень осторожны. Всегда проверяйте свои компоненты и источники питания, чтобы правильно учитывать максимальное напряжение и ток.
Вы также начинаете видеть, что напряжение и ток тесно связаны друг с другом, потому что, когда мы повышаем напряжение, ток в цепи обычно увеличивается. Это похоже на размышления о воде в трубе. Если вы поднимите трубу только на несколько градусов, вода не будет двигаться так быстро (поток воды будет медленнее), чем если вы поднимите трубу на 45 градусов. При прочих равных условиях в цепи напряжение и ток прямо пропорциональны друг другу.Чем выше напряжение, тем выше возрастает и ток.
Как мы можем контролировать напряжение?
Иногда у нас может быть батарея с неправильным напряжением. В нашей простой схеме у нас действительно есть источник батареи, который имеет слишком высокий уровень 3 В, и это заставляет нас превышать наш максимальный номинальный ток для нашего светодиода. Однако сложно (если не сказать совершенно невозможно) создать батарею с точно таким напряжением, которое нам нужно для каждой из наших цепей. Однако так же, как вы можете создавать трубы меньшего размера, которые ограничивают максимальное количество воды, которая может проходить через них, мы можем использовать компонент для ограничения скорости электронов (тока), которые движутся по цепи.
Основной компонент, который мы используем для этого, называется резистором, поскольку он сопротивляется току. Фактически он сопротивляется протеканию тока, понижая напряжение в цепи.
Да, небольшая математика помогает
Поскольку напряжение и ток связаны между собой, мы можем узнать очень маленькую формулу, которая позволяет нам вычислить, какое напряжение мы должны использовать, чтобы получить определенное значение тока, протекающего в цепи. Пожалуйста, не обращайте внимания на математику. Это не сложнее, чем выяснить, сколько денег у вас осталось, когда вы покупаете яблочный пирог в McDonald’s на 5-долларовую купюру.
Я хочу сказать, что вы все время делаете такие вычисления и не вспотеете и не боитесь математики.
На данный момент вам даже не нужно это понимать. Просто введите цифры и получите нужный ответ.
ЗаконОма гласит, что напряжение (измеренное в вольтах) равно току в цепи (измеренному в амперах), умноженному на сопротивление (измеренное в Ом) в цепи.
Гораздо проще увидеть это как формулу.
Напряжение = ток * сопротивление
Конечно, люди сокращают вещи, чтобы вы могли видеть это как:
В = C * R
Однако за этим стоит некоторая история, и изначально Voltage называлось Electromotive Force. Это имеет смысл, потому что мы знаем, что напряжение — это давление или сила, проталкивающая ток через цепь.
Вот почему вы увидите закон Ома в виде:
E = C * R
Это по-прежнему означает, что напряжение = ток * сопротивление.
Однако вы на самом деле этого не увидите, потому что ток был назван французскими исследователями интенсивностью тока (интенсивность тока). Таким образом, I исторически использовался для тока в цепи. Поэтому замените C вместо current на I, и у вас будет:
E = I * R
А поскольку математики очень любят сокращения, вы обычно видите это как:
E = IR
Больше изменений нет
Вот и все.Обещаю, что больше не поменяю.
Иногда мы знаем напряжение и ток, который нам нужен, но мы не знаем сопротивление, которое мы должны использовать (через компонент резистора), чтобы получить ток, который нам нужен.
Так обстоит дело с нашей первой схемой.
Мы знаем, что у нас есть 3 В, и мы знаем, что нам нужно не более 30 мА, но мы не знаем, какое сопротивление использовать. Чтобы вычислить это, мы просто изменим нашу исходную формулу, чтобы мы могли найти R (сопротивление).
Вот как это выглядит:
E / I = R
Конечно, это просто означает, что напряжение, разделенное на ток, даст нам размер резистора (в Ом), который нам нужен.
В нашем случае мы вставляем числа и идем:
3 / .030 = R 3 / 0,030 = 100 Ом
Это сработало очень хорошо. Итак, если бы мы хотели защитить нашу схему для длительного использования, мы бы просто добавили резистор на 100 Ом, и тогда ток был бы ограничен максимумом 30 мА.
Но, увы, реальный мир не точен, как и резисторы. Они хороши только в пределах определенных допусков. Конечно, батарея на 3 В тоже не точная, так как я измерил ее на 2.92V в одно время и 3.077 в другое время.
Если мы подключим это реальное напряжение, мы получим:
2,92 / 0,030 = R 2,92 / 0,030 = 97,333 (повторяющаяся десятичная дробь)
Самое приятное в электронике то, что она не точна. Как правило, можно немного расслабиться. Но, конечно же, поскольку максимальный ток на светодиодах составляет 30 мА (мА), мы хотим убедиться, что мы немного ниже этого значения, поэтому, если произойдет скачок напряжения или батарея 3,1 В, все будет в порядке.
Мы можем сделать это, просто немного увеличив резистор.
Вместо того, чтобы просто гадать, мы можем выбрать текущее значение, которое нам нравится, немного ниже максимального значения 30 мА, а затем снова выполнить наш расчет.
Конечно, если мы выберем слишком низкий ток, светодиод не будет гореть так ярко, или если мы ограничим его слишком сильно, светодиод вообще не загорится. Вернуться к таблице данных.
Я вижу строку, которая выглядит примерно так:
Предложение * , скорее всего, должно быть предложено. Итак, в таблице данных указано, что этот светодиод хорошо работает с током 16-18 мА.Замечательно. Видите, насколько полезными могут быть эти таблицы?
Давай с максимальным максимальным значением 0,018 А.
3 / .018 = R 3 / 0,018 = 166,666 (повторяющееся десятичное число)Резисторы
не подходят для этого конкретного размера
Когда вы пойдете в магазин за резисторами, вы обнаружите, что не найдете их такого точного размера. Это нормально, потому что мы можем найти что-нибудь близкое.
В этом случае мы просто увеличим сопротивление до 180 Ом.
Давайте пересчитаем, используя 180, чтобы увидеть, каким будет наше окончательное текущее значение.
Поскольку мы не рассчитываем конечный ток, мы хотим, чтобы наша формула выглядела следующим образом:
E / R = I 3/180 = 0,01666 (повторяющаяся десятичная дробь)
16 мА — хорошее число для нас. Однако нам не хватает некоторой информации, необходимой для правильных расчетов.
Все, что мы вычислили до сих пор, было бы в точности правильным, если бы наша схема состояла только из батареи, проводов и одного резистора. Однако мы забыли учитывать, что у нас также есть светодиод в цепи, и светодиод также создает сопротивление в нашей цепи.Это означает, что фактический ток, протекающий в цепи, будет ниже 18 мА, которые мы рассчитали ранее.
Давайте посмотрим на первую простую схему, которую мы собираемся построить в главе 2, чтобы вы могли получить представление о том, как выглядят компоненты:
Прямое напряжение (Vf) светодиода
Проблема здесь в том, что у нас нет значения сопротивления для светодиода, вместо этого у нас есть падение Vf
(прямое напряжение), которое произойдет на резисторе.Как указано в паспорте, падение напряжения будет где-то между 1,8-2,2 В. Обычно мы просто используем значение где-то посередине, например 1.9V, для наших расчетов.
Чтобы рассчитать требуемый размер резистора, нам просто нужно иметь в виду Vf
(прямое напряжение) светодиода и немного изменить нашу предыдущую формулу.
Так как светодиод фактически снизит напряжение нашей батареи на 1,9 В, мы изменим нашу предыдущую формулу, чтобы она выглядела следующим образом:
Напряжение аккумулятора (3) - светодиод Падение напряжения Vf (1.9) / R (180) = I
Вычтите прямое падение напряжения светодиода (1,9 В) из общего напряжения батареи (3 В).
3 - 1,9 = 1,1 В 1,1 В / 180 (Ом) = 0,006 = 6 мА
Опять же, упрощенная формула может выглядеть следующим образом (я использую Vb
как напряжение батареи):
(Vb - Vf) / R = I (3–1,9 В) / 180 = 0,006
Меньший ток может повлиять на цепь
6 мА — это намного меньшее значение для общего тока, протекающего в цепи, чем то, что мы рассчитали ранее (16 мА).Это важно знать, поскольку снижение тока может даже привести к тому, что светодиод не загорится.
Теперь, когда мы эффективно изменили общее напряжение (из-за падения напряжения на светодиодах), мы должны снова рассчитать целевой резистор.
1,1 В / 0,018 = R (номинальный размер резистора) 1,1 В / 0,018 = 61,111
Конечно, как я сказал ранее, вы не найдете резисторы для каждого расчетного значения, поэтому в этом случае мы просто будем использовать резистор 100 Ом. Опять же, давайте пересчитаем, чтобы знать, каким будет наш целевой ток.
1,1 В / 100 = I (целевой ток) 1,1 / 100 = 0,011 (11 мА)
Это много информации
Мы продолжим рассматривать эту концепцию в будущем, но я хотел, чтобы вы узнали об этом сейчас, поскольку она действительно влияет на течение и поможет вам в обучении по мере продолжения изучения материала.
Обобщение формул
Давайте обобщим формулы закона Ома и эту новую информацию, которую я вам только что дал, чтобы вы не чувствовали себя подавленными какой-либо алгеброй.
Вычислить любое значение из двух других
Мы можем вычислить любое из трех значений (напряжение, сопротивление или ток), просто выбрав формулу ниже и подставив два известных числа, которые у нас есть.
Расчет напряжения
E = IR (простое умножение)
Расчет сопротивления
R = E / I
Рассчитать текущий
I = E / R
Всегда учитывайте прямое напряжение со светодиодами
Конечно, если вы добавляете светодиод в схему, вы должны сначала рассчитать ваше общее напряжение, вычтя падение напряжения Vf для каждого светодиода в последовательной цепи.Конечно, рассчитать общее напряжение несложно. Просто вычтите падение Vf из напряжения батареи.
(Vb - Vf) = полное напряжение = E
Мы поговорим об этом подробнее и о том, что это фактически часть закона напряжения Кирхгофа, позже. Кроме того, в главе 3 мы настроим аналогичную схему и измерим ее с помощью мультиметра, чтобы вы могли воочию убедиться, что ток ниже из-за падения напряжения на светодиодах.
Не беспокойтесь о формулах слишком много
Не беспокойтесь об этих формулах, потому что со временем они станут вашей второй натурой.Если они все еще сбивают вас с толку, это не проблема, мы продолжим работать с ними вместе, и к тому времени, когда вы прочитаете половину этой книги, вы их все выучите наизусть, и они будут иметь для вас смысл.
Мы многому научились из этой главы
В этой главе вы многому научились и должны увидеть, как полученные знания на самом деле применимы к реальным схемам. Я знаю, что в этой главе была только одна схема, но то, что вы узнали с этой схемой (полярность, напряжение, ток, сопротивление), значительно облегчит понимание следующей главы, где мы создаем множество схем.
В эту главу не вошел очень хороший пример схемы, потому что она не могла работать сама по себе. Пришлось держать его в руках. С этого момента, начиная с главы 2, все наши схемы будут построены автономно. Для этого воспользуемся макетами.
Предстоящая Глава
Что такое макетная плата?
Для создания прототипов схем используется нечто, называемое макетной платой, для удержания проводов и компонентов вместе, поэтому вам не нужно спаять их вместе только для проверки.Макетные платы — это пластиковые блоки, которые обеспечивают основные электрические (металлические) соединения, которые удерживают ваши компоненты вместе, как если бы они были построены как печатная плата. Мы рассмотрим их более подробно во второй главе. Вам потребуются макеты и все остальные компоненты, перечисленные в начале главы, поэтому просмотрите список и заказывайте детали, чтобы получить их, когда будете готовы.
Все важное — выключатель
В следующей главе мы рассмотрим:
Неожиданное значение переключателей — я надеюсь, что этот доклад заинтересует и поразит вас, когда вы откроете для себя новый взгляд на автоматизацию и переключатели.
Огромное количество вещей в электронике, которые фактически играют роль переключателей. С переключателем, представляющим такую простую концепцию, удивительно (и пробуждает) то, что переключатели реализованы в электронике по-разному.
История
первая публикация: 2018-01-04
www.epemag.com PE Practical Electronics журнал для конструкторов для любителей
Practical Electronics (PE) — это модель No.1 британский журнал для любителей электроники во всем мире. Ежемесячный выпуск наполнен практическими конструкторскими проектами для любителей, особенностями, советами и рекламой от специализированных поставщиков электроники и многим другим.
PE доступен по всему миру в хороших газетных киосках, по подписке доставляется прямо к вам домой, а теперь его можно загрузить с Pocketmags для просмотра на ПК, iPad и других устройствах.
Есть что-то, что может понравиться аудио, радио, автомобилестроению, дому, испытательному оборудованию, судостроению и многим другим интересам.Поклонникам микроконтроллеров понравятся наши проекты PICmicro, также обычно можно загрузить бесплатные исходные коды. (На нашей странице Регуляторов есть более подробная информация.)
PE также продает специализированное программное обеспечение для электроники, компакт-диски, книги, проектные печатные платы и многое другое в нашем интернет-магазине.
Если вы новичок в электронике, студент, любитель электроники, полупрофессионал или техник, у PE найдется что-то для вас.
Вы можете подписаться на печатный журнал или попробовать PE PDF Version с фантастической экономией денег, или нашу загружаемую версию Pocketmags !
Проверьте страницу подписок и выберите версию PE, которая вам подходит.
(Требуются имя пользователя и пароль.)
Уважаемые читатели ,
Мы по-прежнему публикуем PE каждый месяц, как обычно!
Если у вас возникли проблемы с поиском или покупкой последнего выпуска, вы можете купить его в нашем новом интернет-магазине здесь ТОЧНО по той же цене, и мы отправим его по вашему адресу, включая P&P.(Только для Великобритании).
Если у вас еще нет онлайн-аккаунта, создайте его, прежде чем добавлять проблему в корзину. Просто нажмите «Создать учетную запись» в правом верхнем углу этого окна.
Международные читатели
Для получения подробной информации о том, как получить копию журнала Practical Electronics за пределами Великобритании, а также важных новостей о текущих и новых подписках (как печатных, так и цифровых), пожалуйста, ознакомьтесь с нашими последними обновлениями здесь
Мэтт Пулцер — Издатель
Напечатанные в полном цвете, все конструкционные элементы из полиэтилена представлены в высококачественном, кристально чистом стиле, что позволяет с уверенностью выполнять строительные проекты.Опубликовано ок. первый четверг каждого месяца.
ISSN 9770262 361188
Торговые дистрибьюторы Seymour London W1T 3EX
Здесь, в PE, мы очень гордимся своим наследием, создав британский рынок электроники для хобби 1960-х годов с нуля. Алан Уинстенли из PE написал эту специальную статью, состоящую из двух частей, в которой описывается происхождение журнала Practical Electronics в Великобритании, за которым последовала его маленькая сестра Everyday Electronics. В статьях показано, как наше название развивалось на протяжении многих лет, в том числе обложки некоторых важных выпусков, попутно затронутых ETI (Великобритания) и Hobby Electronics.
50-летие журнала EPE (часть 1) (PDF 6,6 МБ)
50-летие журнала EPE (часть 2) (PDF 9,8 МБ)
Щелкните ссылки правой кнопкой мыши и выберите Сохранить как …, чтобы загрузить их на жесткий диск.
7 лучших веб-сайтов для изучения и сборки электроники
Gadgetronicx> Электроника> 7 лучших сайтов для изучения и сборки электроники
Фрэнк Дональд 25 июня 2015 г.
Электроника
электронные учебные пособия
Изучение электроники — утомительный процесс, требующий много усилий и практики, чтобы овладеть этим искусством.Даже в Интернете есть множество статей и руководств по электронике, новички обычно теряются. В этой статье представлены 7 лучших веб-сайтов, на которых представлены первоклассные статьи, которые, безусловно, помогут вам понять различные концепции электроники.
Этот сайт подойдет для абсолютных новичков с большим количеством статей по категориям, которые помогут вам начать с нуля. Категории упрощают выбор предпочтительного варианта.
Sparkfun — поставщик компонентов электроники, известный среди инженеров и энтузиастов.В нем есть специальный раздел обучения, в котором есть множество электронных руководств по различным категориям (мне лично нравятся их руководства по проектированию печатных плат <3)
Еще один сайт с классическими учебниками по электронике от начального до сложного. Статьи разделены на различные уроки, чтобы облегчить просмотр. Наряду с этими статьями этот сайт также предоставляет полезные статьи по электронике и технологиям.
Этот сайт охватывает все основы электроники посредством серии статей, которые идеально подходят для абсолютных новичков.
В отличие от трех вышеупомянутых веб-сайтов, этот сайт также предлагает статьи по проектированию схем с простыми проектами и схемами DIY вместе с базовыми учебными пособиями.Каждый проект / схема снабжен прекрасным и точным объяснением, которое очень помогает посетителям.
Adafruit — еще один поставщик компонентов и запчастей. В их учебном разделе есть огромный репозиторий учебных пособий, который будет полезен для всех уровней — от начального до продвинутого.
Этот сайт можно охарактеризовать как рай для рукоделия, поскольку каждый проект, который вы видите на этом сайте, будет сопровождаться пошаговыми инструкциями и фотографиями, которые проведут вас через весь процесс обучения.
Мне удалось составить список этих лучших веб-сайтов, которые впечатлили меня и помогли мне в процессе обучения. Я мог быть упущен из этого списка, так что поделитесь своим мнением о сайтах, которые, по вашему мнению, стоит добавить :).
Связанное содержание
Базовая электроника для начинающих — степень в области электротехники и электроники
Базовая электроника для начинающих
Цель этой главы — предоставить некоторую базовую информацию об электронных схемах.
Мы исходим из того, что у вас нет предварительных знаний об электронике, электричестве или схемах, и начинаем с основ.
Это нетрадиционный подход, поэтому он может быть интересным или, по крайней мере, забавным, даже если у вас есть некоторый опыт.
Итак, первый вопрос: « Что такое электронная схема? » Схема — это структура, которая направляет и контролирует электрические токи, предположительно для выполнения некоторой полезной функции.
Само название «схема» подразумевает, что конструкция замкнута, что-то вроде петли.
Изучить основы электроники и создавать собственные проекты намного проще, чем вы думаете. В этом руководстве мы дадим вам краткий обзор общих электронных компонентов и объясним, каковы их функции.
Затем вы узнаете о принципиальных схемах и о том, как они используются для проектирования и построения схем.
И, наконец, вы примените эту информацию, создав свою первую базовую схему.
Это видео знакомит с основами электроники для начинающих.Он охватывает такие темы, как последовательные и параллельные цепи, закон Ома, светодиоды, резисторы, потенциометры, схемы делителей напряжения и многое другое.
Базовая электроника для начинающих
Цель этой главы — предоставить некоторую базовую информацию об электронных схемах.
Мы исходим из того, что у вас нет предварительных знаний об электронике, электричестве или схемах, и начинаем с основ.
Это нетрадиционный подход, поэтому он может быть интересным или, по крайней мере, забавным, даже если у вас есть некоторый опыт.
Итак, первый вопрос: « Что такое электронная схема? » Схема — это структура, которая направляет и контролирует электрические токи, предположительно для выполнения некоторой полезной функции.
Само название «схема» подразумевает, что конструкция замкнута, что-то вроде петли.
Изучить основы электроники и создавать собственные проекты намного проще, чем вы думаете. В этом руководстве мы дадим вам краткий обзор общих электронных компонентов и объясним, каковы их функции.
Затем вы узнаете о принципиальных схемах и о том, как они используются для проектирования и построения схем.
И, наконец, вы примените эту информацию, создав свою первую базовую схему.
Это видео знакомит с основами электроники для начинающих. Он охватывает такие темы, как последовательные и параллельные цепи, закон Ома, светодиоды, резисторы, потенциометры, схемы делителей напряжения и многое другое.
простых электронных проектов для начинающих и студентов инженерных специальностей
Эта статья предназначена для всех тех энтузиастов электроники, которые стремятся поиграться с базовыми компонентами электроники, доступными повсюду.Итак, вот очень простые, но интересные электронные проекты . Эта статья представляет собой набор из простых электронных проектов с компоновкой печатной платы , которые могут быть полезны новичкам, дипломникам и студентам инженерных специальностей при выполнении мини-проектов. На практике реализация простых электронных проектов помогает разобраться со сложными схемами. Поэтому мы рекомендуем начинать эти проекты новичкам, так как они могут работать на них с первой попытки. Прежде чем приступить к этим проектам, новички должны знать, как использовать макетную плату и основные компоненты, используемые в электронике.
Простые электронные проекты для студентов инженерных специальностей
Вот список простых электронных проектов для начинающих и студентов инженерных специальностей, которые могут быть полезны при выполнении мини-проектов. Эти проекты основаны на электронике, электротехнике, дипломе, новичках, простых электронных проектах без микроконтроллера, простых электронных проектах без IC, простых электронных проектах с использованием светодиодов, простых электронных проектах с транзисторами.
Простые электронные проектыПростые электронные проекты для студентов-электронщиков
Следующие ниже проекты представляют собой простые электронные проекты для студентов-электронщиков.
1). Тестер кристаллов
Кристалл используется в качестве генератора для генерации высокой частоты. Во всех крупных электронных проектах вместо катушки используется кристалл. Проверить катушку с помощью мультиметра несложно, а вот кристалл — довольно сложно. Итак, чтобы преодолеть эту проблему, этот простой проект разработан с использованием нескольких пассивных компонентов для тестирования кристалла.
Компоненты цепи
Необходимые компоненты схемы тестера кристалла включают следующее.
Компоненты тестера кристалловСхема подключения
Эта электронная схема состоит из кварцевого генератора, двух конденсаторов и транзистора, образующего генератор Колпитта. Комбинация диодов и конденсаторов используется для выпрямления и фильтрации соответственно. Другой транзистор NPN используется в качестве переключателя, чтобы светодиод светился.
Принципиальная схемаи ее работа
Вся схема работает с двумя транзисторами, двумя диодами и несколькими пассивными компонентами.Если тестовый кристалл исправен, он работает как генератор в сочетании с транзистором. Диод выпрямляет выходной сигнал генератора, а конденсатор фильтрует выходной сигнал. Этот выход теперь подается на базу транзистора, и транзистор начинает проводить.
Принципиальная схема Crystal Tester Simple Electronics ProjectsСветодиод подключен к коллектору транзистора через резистор. Светодиод получает правильное смещение и начинает светиться, т.е. начинает светиться.В случае возникновения какой-либо неисправности в тестовом кристалле светодиод не горит.
2). Монитор напряжения батареи
Этот электронный проект используется для контроля заряда и разряда батареи, чтобы напряжение батареи не превышало установленный уровень для этой батареи. По сути, он действует как управляемое зарядное устройство. Он указывает на состояние батареи.
Компоненты цепи
К обязательным компонентам схемы контроля напряжения аккумуляторной батареи относятся следующие.
Компоненты монитора напряжения аккумуляторной батареи
Подключение цепей
Схема монитора напряжения аккумуляторной батареи реализована на ИС операционного усилителя (LM709), который используется в качестве компаратора. Здесь двухцветный светодиод используется для индикации состояния батареи. В качестве делителя потенциала используется комбинация резистора и потенциометра.
Напряжение на этом делителе потенциала подается на инвертирующий входной вывод компаратора. Резисторы R3 и R4 используются в качестве ограничителя тока светодиода.
Принципиальная схемаи ее работа
Вся электронная схема питается от аккумулятора 12 В. Когда уровень напряжения батареи увеличивается до 13,5 В, напряжение на инвертирующем входе меньше, чем напряжение на неинвертирующем входе, и выход OPAMP становится низким. LED1 начинает излучать красный свет, что указывает на перезарядку аккумулятора.
Монитор напряжения батареи Simple Electronics Projects Принципиальная схемаКогда уровень напряжения батареи падает до 10 вольт, напряжение на инвертирующей клемме меньше напряжения на неинвертирующей клемме.Выход OPAMP становится высоким. Светодиод LED2 начинает излучать ЗЕЛЕНЫЙ свет, что указывает на необходимость зарядки аккумулятора.
3). Светодиодный индикатор
В этом проекте разработан индикатор с использованием светодиодов. Это недорогой электронный проект, который может заменить традиционные индикаторы, используемые в мотоциклах и автомобилях.
Компоненты цепи
Необходимые компоненты цепи светодиодного индикатора включают следующее.
Компоненты светодиодного индикатораПодключение цепей
Таймер 555 используется в нестабильном режиме для генерации тактовых импульсов.Триггерный вывод таймера закорочен на вывод порогового значения. Двоично-десятичный счетчик IC 7490 используется для индикации количества импульсов путем включения / выключения светодиодов. Светодиоды подключены к выходу счетчика IC.
Принципиальная схемаи ее работа
Импульсы, генерируемые таймерами 555, поступают на тактовый вход счетчика. Соответственно, счетчик генерирует высокий сигнал на каждом из своих выходных контактов в зависимости от количества полученных импульсов. При высоком уровне сигнала на любом выходном контакте горит подключенный светодиод.Когда счетчик начинает прогрессировать, кажется, что индикатор движется влево.
Схема светодиодного индикатораЕсли частота импульсов увеличивается, то кажется, что свет, излучаемый светодиодами, движется в одном определенном направлении. Если частота высокая, светодиоды мигают. Индивидуальное мерцание устраняется, поскольку кажется, что свет перемещается влево с большей скоростью.
4). Электронные кости
Dice — это куб, который часто используется во многих домашних играх.Очевидно, что игра в кости должна быть беспристрастной. Используемые обычные кубики часто смещаются из-за определенных деформаций или дефектов конструкции. Здесь, в этом электронном проекте, построены электронные кости, которые всегда будут оставаться беспристрастными и обеспечивать точное считывание.
Компоненты цепи
Необходимые компоненты схемы электронных кубиков включают следующее.
Компоненты электронных кубиковСхема подключения
Здесь таймер 555 подключен в нестабильном режиме.Резистор 100 кОм подключен между контактами 7 и 8. Резистор номиналом 100 кОм подключен между контактами 7 и 6. Выход таймера на контакте 3 подключен к входному контакту тактового сигнала счетчика IC 4017.
Разрешающий вывод микросхемы счетчика заземлен. 4 выходных контакта (от Q0 до Q5) подключены к светодиоду. Выходной вывод 5 -й подключен к выводу 15 сброса микросхемы счетчика. Вся эта схема питается от источника питания 9 В.
Принципиальная схемаи ее работа
При правильных номиналах резистора и конденсатора таймер 555 генерирует тактовые импульсы с частотой 4.8 кГц, то есть тактовый цикл довольно небольшого периода времени. Когда эти импульсы подаются на счетчик, каждый выходной вывод становится высоким в соответствии с количеством импульсов.
Схема электронных игральных костейСветодиод, подключенный к каждому выводу, начинает светиться, когда вывод становится высоким. Другими словами, светодиоды начинают светиться при каждом соответствующем отсчете. Переключение светодиодов происходит с такой высокой скоростью, что человеческий глаз не может его заметить. Счетчик автоматически сбрасывается, когда счет увеличивается до 7.
5).Электронный термометр
Это один из простых электронных проектов, в котором сконструирован электронный термометр. Его можно использовать для измерения широкого диапазона температур. Этот термометр может заменить клинический термометр, используемый врачами.
Компоненты цепи
Необходимые компоненты схемы электронного термометра включают следующее.
Компоненты электронного термометраСхема подключения
Батарея на 9 В используется в качестве источника постоянного тока для всей цепи.Диод используется в качестве датчика температуры и подключается к тракту обратной связи операционного усилителя. Входное напряжение фиксируется VR1, R1 и R2 на неинвертирующем выводе 3 операционного усилителя IC1. Выход из этого IC1 подается на инвертирующий терминал другого OPAMP IC2. На неинвертирующий терминал этого OPAMP подается сигнал фиксированного напряжения. Выход этой микросхемы подключен к амперметру, который показывает текущее показание, которое откалибровано для отображения температуры.
Принципиальная схема и ее работа
Падение напряжения на диоде изменяется при изменении температуры.При комнатной температуре падение напряжения на диоде составляет 0,7 В и уменьшается со скоростью 2 мВ / градус Цельсия. Это изменение напряжения регистрируется операционным усилителем. Выходной сигнал операции зависит от падения напряжения на диоде.
Схема электронного термометраЗдесь еще один операционный усилитель используется в качестве усилителя напряжения. Выходной сигнал IC1 усиливается операционным усилителем IC2. Амперметр показывает текущую амплитуду выходного сигнала, и он откалиброван для отображения значения температуры.
Простые электронные проекты для студентов-электротехников
Следующие ниже проекты представляют собой простые электронные проекты для студентов-электротехников.
1). Электронный контроллер двигателя
Эта электронная схема предназначена для управления двигателем с помощью электронных устройств. Он эффективнее любого электромеханического управляющего устройства. Этот проект также предназначен для устранения проблем, связанных с шумовым запуском и шумовыми импульсами.Эти типы электронных проектов очень просты, и их легко построить и реализовать. Здесь мы продемонстрировали управление яркостью лампы вместо управления двигателем.
Компоненты цепи
К необходимым компонентам схемы электронного контроллера мотора относятся следующие.
Компоненты электронного контроллера двигателяПодключение цепи
Вторичная обмотка трансформатора соединена с диодами. Диод D1 и D2 используются для выпрямления, а конденсатор используется как фильтр шума коммутационной схемы.Здесь 5 транзисторов смещены в режиме общего эмиттера. Транзисторы Q1, Q2, Q3 используются для обнаружения любых колебаний напряжения. Выход транзистора Q1 отдан транзистору Q2.
Выход транзистора Q2 подается на базу транзистора Q3, а выход транзистора Q4 подается на базу транзистора Q4. Коллектор транзистора Q5 подключен к реле 2CO. К реле (в другой его точке) также подключен обратносмещенный диод. Цепь резисторов R11, R12, VR1 образуют цепь датчика тока.
Принципиальная схемаи ее работа
Вся цепь получает питание при нажатии переключателя SW1. При нажатии переключателя sw1 трансформатор получает питание от сети и преобразует его в низкое напряжение. Ток через резистор R8 передает ток базы транзистору T5.
Схема электронного управления двигателемКогда реле срабатывает, двигатели также включаются. Датчик тока обнаруживает высокий логический сигнал. Когда транзистор T4 получает сигнал высокого логического уровня от датчика тока, резистор R8 подает сигнал низкого уровня на транзистор T5, и транзистор не будет проводить.
В результате на реле не подается питание и двигатель отключается. Переключатель SW2 используется для выключения двигателя. Транзистор T4 включается, когда на транзистор T3 подается повышенное и пониженное напряжение. Конденсатор C2 и резистор R10 вместе образуют фильтр нижних частот для предотвращения появления шумов и импульсов. Это также обеспечивает достаточную выдержку времени для схемы.
2). Цепь автоматического выключения фар автомобиля
Эта электронная схема экономит энергию аккумулятора, когда ключ зажигания автомобиля выключен.Это снижает необходимость проверки включения / выключения фар. Мы также можем изменять время выключения ламп, изменяя потенциометр, подключенный к микросхеме таймера.
Компоненты цепи
К обязательным компонентам цепи автоматического выключения автомобильных фар относятся следующие.
Компоненты цепи Отключение фар автомобиляПодключение цепи
Эта схема в основном состоит из микросхемы таймера 555, транзистора NPN и реле.ИС таймера подключена в моностабильном режиме работы. В этом режиме таймеру требуется триггерный вход для генерации импульса с определенным периодом времени. Выход микросхемы таймера подключен к NPN-транзистору. Коллектор этого транзистора подключен к одному выводу катушки реле. Реле используется для управления периодами включения / выключения лампы.
Принципиальная схемаи ее работа
Выключатель зажигания действует как запускающий импульс таймера. Когда зажигание включено, на триггерный вывод таймера подается высокий логический сигнал, и таймер не производит никаких выходных сигналов.Диод, как и транзистор, не проводит. На катушку реле подается напряжение, когда она подключается к надлежащему источнику питания и включаются фары.
Принципиальная схема автоматических автомобильных фарКогда ключ зажигания выключен, на второй вывод таймера подается низкий логический импульс, поэтому выход таймера становится ВЫСОКИМ в течение периода времени, который задается значениями RC. Катушка реле будет под напряжением, и лампа будет гореть, но в течение определенного минимального периода времени, а затем погаснет.
3). Цепь пожарной сигнализации
Эта простая электронная схема предназначена для подачи сигнала тревоги в случае возникновения пожара. Эта схема работает по принципу повышения температуры окружающей среды при возникновении пожара, и это изменение температуры регистрируется и обрабатывается для подачи сигнала тревоги.
Компоненты цепи
К обязательным компонентам цепи пожарной сигнализации относятся следующие.
Подключение цепи
Здесь транзистор PNP используется в качестве датчика пожара, а его коллектор подключен к базе транзистора NPN через последовательную комбинацию потенциометра и резистора.Эмиттер этого NPN-транзистора подключен к базе другого транзистора. Эмиттер этого транзистора подключен к реле. Для защиты от противо-ЭДС через реле подключен диод. Это реле используется для управления переключением нагрузки, которой может быть звуковой сигнал или звонок.
Принципиальная схема и ее работа
При возгорании температура повышается. Это вызывает увеличение тока утечки PNP-транзистора Q1. В результате транзистор Q2 смещается и начинает проводить.Это, в свою очередь, переводит транзистор Q3 в состояние проводимости.
Принципиальная схема проекта простой электроники пожарной сигнализацииКлеммы коллектора и эмиттера этого транзистора закорочены, и ток течет от источника постоянного тока к катушке реле. На катушку реле подается напряжение, и нагрузка включается.
4). Индикатор входящего мобильного вызова
Эта схема предназначена для индикации входящих вызовов на сотовый телефон. Этот электронный проект помогает избавиться от неприятностей, вызванных внезапным звонком мобильного телефона.Есть много ситуаций, когда мы не можем выключить мобильный телефон или перевести его в беззвучный режим, но громкий звонок может оказаться очень неудобным. Эта схема оказывается облегчением в таких ситуациях.
Компоненты цепи
Требуемые компоненты схемы индикатора входящего мобильного вызова включают следующее.
Схема подключения
Катушка соединена с конденсатором с базой NPN-транзистора. Коллектор этого NPN-транзистора подключен к пусковому выводу таймера IC555.Эта ИС таймера соединена в моностабильном режиме с резистором 1 МОм, подключенным между контактами 7 и 8. Выход таймера на контакте 3 подключен к аноду светодиода и катоду диода. Вся эта схема питается от батареи 9 В.
Принципиальная схемаи ее работа
Когда мобильный телефон принимает входящий вызов, его передатчик генерирует сигнал около 900 МГц. Это колебание улавливается катушкой в цепи. Когда ток течет от катушки к базе транзистора, он проводит.Поскольку транзистор проводит, т.е. включается, коллектор и эмиттер закорачиваются и соединяются с землей.
Схема индикатора мобильного входящего вызоваЭто дает низкий логический сигнал на триггерный вывод таймера, и таймер запускается. На выходе таймера вырабатывается высокий логический сигнал. Светодиод приобретает правильное смещение и начинает мигать. Это мигание светодиода указывает на входящий вызов.
5). Схема LED Knight Rider
Беговая цепьLED Knight rider — это генератор световых эффектов или световых эффектов, которые создают эффекты движения вперед и назад.Этот тип освещения используется в основном в автомобильных приложениях и другом последовательном типе освещения. Это одна из схем применения IC 4017.
Компоненты цепи
Необходимые компоненты схемы райдера LED Knight включают следующее.
Подключение цепи
Эта схема состоит из двух микросхем, то есть микросхемы таймера и микросхемы декадного счетчика. Микросхема таймера 555 генерирует тактовые импульсы, которые подаются на тактовый сигнал микросхемы декадного счетчика.Скорость, с которой горят индикаторы, зависит от постоянной времени RC или тактовой частоты таймера. Десятилетний счетчик IC 4017 имеет десять выходов, которые последовательно загораются при подаче импульсов на тактовый вход. Эти светодиоды соединены через диоды, чтобы обеспечить движение вперед и назад.
Принципиальная схемаи ее работа
ИС таймера555 подключена в нестабильном режиме, так что она будет продолжать генерировать импульсы с частотой, фиксированной значениями RC, подключенными к ней.
Светодиодный индикатор Принципиальная схемаЭти импульсы подаются на микросхему 4017, поэтому выходы этой микросхемы последовательно включаются с частотой, установленной таймером.Первоначально светодиоды включаются в порядке возрастания, а когда включается последний светодиод, переключение светодиодов происходит в обратном порядке.
Другими словами, первые 6 выходов подключаются непосредственно к светодиодам для последовательного переключения светодиодов, а следующие 4 выхода подключаются к каждому светодиоду, чтобы создать эффект обратного освещения. Изменяя потенциометр на таймере, мы можем получить переменную скорость переключения светодиода.
Простые электронные проекты для дипломников
Следующие ниже проекты представляют собой простые электронные проекты для дипломников.
FM-передатчик
FM-передатчикпозволяет отправлять, а также принимать любой внешний аудиоисточник, воспроизводимый через микрофон с диапазоном FM (частотный модулятор). Его также называют модулятором RF (радиочастоты) или модулятором FM.
Когда звук с портативных аудиоустройств, таких как iPod, телефон, mp3-плеер, проигрыватель компакт-дисков подключен к FM-передатчику, звук с аудиоустройства транслируется через передатчик как FM-станция. Затем он улавливается автомобильным радиоприемником или другими FM-приемниками, когда тюнер настроен на передаваемый FM-диапазон или частоту.
Это первый этап, на котором преобразователь преобразует выходной сигнал внешнего аудиоисточника в частотные сигналы. На втором этапе происходит модуляция аудиосигнала с помощью схемы модуляции FM. Затем этот модулированный FM-сигнал передается на РЧ-передатчик. Таким образом, настроив FM-приемник или местные FM-устройства, можно услышать звук, который фактически отправляется передатчиком.
Компоненты цепи
Необходимые компоненты цепи FM-передатчика включают следующее.
- Q1 транзистор-BC547
- Конденсатор-4,7 пФ, 20 пФ, 0,001 мкФ (имеет код 102), 22 нФ (имеет код 223)
- Конденсатор переменной емкости VC1
- Резисторы-4,7 кОм, 3300 Ом
- Конденсаторный / электретный микрофон
- Индуктор-0,1 мкФ
- 6-7 витков с использованием провода 26 SWG / индуктора 0,1 мкГн
- Антенна Длина провода от 5 см до 1 метра для антенны
- Батарея 9 В
Принципиальная схема и ее работа
Эта схема используется для передачи бесшумного ЧМ-сигнала на расстояние до 100 метров с использованием одного транзистора.Переданное сообщение от FM-передатчика затем принимается FM-приемником, проходя через три каскада: каскады генератора, модулятора и усилителя.
Схема FM-передатчикаРегулируя генератор, управляемый напряжением: VC1, генерируется частота передачи 88-108 МГц. Входной голос, подаваемый в микрофон, преобразуется в электрический сигнал и затем передается на базу транзистора T1. Частота колебаний зависит от значений R2, C2, L2 и L3. Переданный сигнал от FM-передатчика принимается и настраивается FM-приемником.
12). Сигнализация дождя
Эта схема предупреждает пользователя, когда идет дождь. Это помогает горничным защитить свою выстиранную одежду и другие материалы, а также вещи, уязвимые для дождя, когда они большую часть времени остаются дома для работы.
Компоненты цепи
Требуемые компоненты цепи аварийной сигнализации дождя включают следующее.
- Зонды
- Резисторы 330К, 10К
- Транзисторы BC 548, BC 558
- Динамик
- Аккумулятор 3V
- Конденсатор.01mf
Принципиальная схема и ее работа
Сигнализация дождя начинает работать и срабатывает, когда дождевая вода попадает на датчик, и как только это происходит; через него протекает ток, который включает транзистор Q1, который является транзистором NPN. Проводимость Q1 делает активным Q2, который является транзистором PNP.
Схема сигнализации дождяЗатем транзистор Q2 проводит ток, и ток течет через динамик, и динамик подает сигнал тревоги.Пока зонд не соприкоснется с водой, этот процесс повторяется снова и снова. В этой системе колебательный контур изменяет частоту вибрации и тем самым меняет тон.
Приложения
Дождь сигнализация используется для
- Для целей орошения
- Повышение мощности сигнала в антеннах
- Промышленное назначение
13). Мигающие лампы с таймером 555
Основная идея здесь состоит в том, чтобы изменять интенсивность ламп с интервалом в одну минуту, и для этого мы должны обеспечить колебательный вход для переключателя или реле, которое приводит в действие лампы.
Компоненты цепи
Необходимые компоненты, используемые в мигающих лампах, использующих схему таймера 555, включают следующее.
- R1 (потенциометр) -1 кОм
- R2-500Ом
- С1-1 мкФ
- C2-0.01 мкФ
- Диод-IN4003
- Таймер-555 IC
- 4 лампы-120 В, 100 Вт
- Реле-EMR131B12
Принципиальная схема и ее работа
В этой системе таймер 555 используется в качестве генератора, способного генерировать импульсы с интервалом максимум 10 минут.Частоту этого временного интервала можно регулировать с помощью переменного резистора, подключенного между разрядным выводом 7 и выводом 8 Vcc таймера IC. Значение другого резистора установлено на 1 кОм, а конденсатор между контактами 6 и 1 установлен на 1 мкФ.
Мигающие лампы с использованием таймера 555Выход таймера на выводе 3 подается на параллельную комбинацию диода и реле. В системе используется реле с нормально замкнутыми контактами. В системе используются 4 лампы: две из которых соединены последовательно, а две другие пары последовательно соединенных ламп соединены параллельно друг другу.Переключатель DPST используется для управления переключением каждой пары ламп.
Когда эта схема получает питание 9 В (также может быть 12 или 15 В), таймер 555 генерирует колебания на своем выходе. Диод на выходе используется для защиты. Когда на катушку реле поступают импульсы, на нее подается питание.
Общий контакт переключателя DPST подключен таким образом, что верхняя пара ламп получает питание 230 В переменного тока. Поскольку переключение реле изменяется из-за колебаний, яркость ламп также меняется, и они кажутся мигающими.То же самое происходит и с другой парой ламп.
Простые электронные проекты для начинающих
Следующие ниже проекты представляют собой простые электронные проекты для начинающих.
Однотранзисторный FM-передатчик
Этот мини-проект используется для разработки FM-передатчика на одном транзисторе. Эта схема эффективно работает в диапазоне от 1 до 2 км / с. Входом этой схемы является электретный конденсаторный микрофон, принимающий аналоговые сигналы. В этой схеме используется меньше компонентов, поэтому ее можно легко построить на печатной или макетной плате.Используя эту схему, можно увеличить дальность действия передатчика, подключив длинную антенну с помощью провода.
Схема защелки транзистора
Схема защелки — это электронная схема, используемая для блокировки его выхода. Как только на эту схему подается входной сигнал, она сохраняет это состояние даже после отключения сигнала. Выход этой схемы может использоваться для управления нагрузкой с помощью реле, иначе только через выходной транзистор.
Автоматический светодиодный аварийный свет
Этот аварийный светильник с использованием светодиодов отличается простотой и экономичностью, включая светочувствительность.Эта система использует основной источник питания для зарядки и активируется после отсоединения или выключения источника питания. Мощность этого контура более восьми часов.
Указатель уровня воды
В электронике это простая схема, используемая для определения, а также индикации уровня воды в резервуаре. Приложения этого проекта включают заводы, квартиры, отели, дома, коммерческие комплексы и т. Д.
Зарядное устройство для мобильных телефонов на солнечных батареях
Этот проект используется для создания зарядного устройства телефона, использующего солнечную энергию для зарядки мобильных телефонов, цифровых фотоаппаратов, компакт-дисков, MP3-плееров и т. Д.Солнечная энергия — лучшая возобновляемая энергия, которая действует как хороший источник энергии при ярком солнечном свете.
Но основная проблема при использовании этой энергии — это нерегулируемое напряжение из-за изменения силы света. Чтобы решить эту проблему, используется регулятор напряжения для изменения выходного напряжения. Заряд, который накапливается в батарее с помощью солнечной энергии, может передаваться различным нагрузкам. Доступный заряд можно проиллюстрировать на ЖК-дисплее
.Под управлением сотового телефона Land Rover
Для робота доступны различные методы управления, такие как Bluetooth, Remote, Wi-Fi и т. Д.Однако эти методы управления ограничены определенными областями и также сложны в разработке. Чтобы преодолеть это, разработан мобильный управляемый робот. Эти роботы имеют возможность беспроводного управления в широком диапазоне, пока сотовый телефон не получит сигнал.
7-сегментный счетчик проекта
В этом цифровом мире цифровые счетчики используются повсюду. Таким образом, семисегментный дисплей — это один из лучших электронных компонентов, используемых для отображения чисел. Счетчики требуются в цифровых секундомерах, счетчиках предметов или продуктов, таймерах, калькуляторах и т. Д.
Тестер кристаллов
Кристаллический тестер — важный инструмент в проектах электроники, который работает с высокочастотными инструментами для получения частоты генератора.Эта схема может использоваться для тестирования и проверки работы кристалла в диапазоне частот от 1 МГц до 48 МГц.
Еще несколько простых электронных проектов
Следующий список включает простые электронные проекты с использованием макета, LDR, IC 555 и Arduino.
Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о простых схемных проектах с использованием макета
Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о простых электронных проектах, использующих LDR
Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о простых электронных проектах с использованием ic 555
Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о простых электронных проектах, использующих Arduino
.Все так просто и основных схем , не правда ли? Разве вы не находите, что все эти электронные проекты достойны того, чтобы их можно было реализовать дома или использовать в качестве? Конечно, думаю.Итак, есть одна маленькая задача для вас. Среди всех этих проектов выберите тот, который привлекает ваше внимание, и попробуйте внести в него некоторые изменения. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке: Беспаечный проект 5 в 1
Таким образом, это все об основных электронных проектах для начинающих, чтобы студенты узнали о работе компонентов и способах реализации проектов. Если у вас есть какие-либо сомнения относительно этих проектов или любой другой информации о последних проектах и их реализации, вы можете прокомментировать их в разделе комментариев, приведенном ниже.
Фото:
.