Начала Электроники

Программный комплекс, созданный с целью имитирования на компьютере процесса сборки электрических схем.

Основное назначение данного конструктора – помощь школьникам и студентам в изучении процессов и явлений, протекающих в электрических цепях. Эта обучающая программа представлена как мультимедийное приложение и позволяет исследовать особенности работы схем, а также выполнить измерения электрических величин подобно тому, как это происходит в реальном эксперименте. Программа «Начала Электроники» позволяет изучить:

• законы параллельного и последовательного соединения катушек, проводников и конденсаторов;
• законы постоянного тока;
• зависимости сопротивления проводников от длины, поперечного сечения и удельного сопротивления материалов;
• принципы применения предохранителей;
• выделение тепловой энергии в осветительных и электронагревательных приборах;
• индуктивное и емкостное сопротивления и выделение мощности в схемах переменного тока;
• принципы создания электрических фильтров;
• явление резонанса.

Рабочее окно программы включает в себя стол для монтажа с контактными площадками размерами 7 х 7, корзину для выброса перегоревших и ненужных деталей (кнопки «удалить» в конструкторе попросту нет), панели вспомогательных инструментов и комментариев, панель деталей. Библиотека компонентов не велика, однако содержит все ключевые элементы – резистор, предохранитель, конденсатор, катушку, монтажный провод, реальный проводник, выключатель, элемент питания, генератор синусоидального напряжения, лампочку, электронагреватель, реостат и переменный конденсатор.

Ключевой особенностей конструктора является его максимальная имитация реального физпроцесса. В частности изображения деталей и измерительных приборов представлены в «натуральном» виде, лампочки и электронагревательные приборы светяться и «сгорают», если рассеиваемая на них мощность превышает рабочие значения, резисторы, конденсаторы и предохранители также могут «выходить из строя», а большинство операций сопровождают звуковые эффекты.

Для проведения измерений программный комплекс «Начала Электроники» оснащен цифровым мультиметром и двухканальным осциллографом. Возможна постановка задачи по определению параметров неизвестной детали для чего имеется определенный элемент – «черный ящик», могущий быть резистором, конденсатором, индуктивностью или батарейкой. Среди прочих особенностей программы – вызов стандартного калькулятора Windows, просмотр состояния и изменение параметров каждой детали схемы, загрузка и сохранение результатов работ.

Программа была написана сотрудниками Казахского Государственного Национального Университета имени аль-Фараби (http://e1998.newmail.ru/, Казахстан, город Алма-Ата) под руководством доцента кафедры теплофизики и технической физики Кашкарова Владимира Васильевича. Первая версия конструктора «Начала Электроники» увидела свет в 2000 году.

Программный комплекс «Начала Электроники» распространяется бесплатно и свободно. Приложение содержит краткие правила работы, справочные материалы, касающиеся электрического тока и элементов электрических цепей, ряд лабораторных работ для выполнения. Кроме того вместе с конструктором распространяется множество файлов с уже готовыми схемами.

Программа представлена на двух языках – русском и английском.

Лабораторный комплекс «Начала Электроники» не требователен к ресурсам комьютера и работает под управлением операционной системы Microsoft Windows (95, 98, ME, NT, 2000, XP, Vista, 7). Для поддержки аудио эффектов необходима звуковая карта. Приложение устанавливается автоматически.

Распространение программы: бесплатная.

Официальный сайт Начала Электроники: http://zeus.malishich.com/

Форматы файлов Начала Электроники: E

Скачать Начала Электроники

Обсуждение программы на форуме

Начинающим | Электроника для всех

Автор: Стюарт Болл
Название: Аналоговые интерфейсы микроконтроллеров
Издательство: Додэка

Чертовски мощная книжка. Даже сейчас, многие вещи оттуда мне были почти как откровения. Знать то я это знал, но не было четкой системы в голове и тут… Непередаваемое ощущение. А ведь я пролистал ее бегло, по диагонали. Надо курнуть посерьезней. Она не совсем для начинающих, требует некоторой первоначальной подготовки, например предварительно не помешает загрузить в мозги начала от Свореня или Борисова.

О чем эта книжка? Да обо всем, что начинается сразу за границей корпуса микроконтроллера. Трудно найти такой прибамбас который можно подключить к микроконтроллеру и который бы отсутствовал в этой книге. АЦП, ЦАПы, внешняя память, интерфейсы, кнопки, светодиоды, реле. Разнообразные датчики и подключение шинных магистралей. Энкодеры и двигатели, соленоиды, цифровые потенциометры, да еще черт знает что. Откуда берутся помехи и как с ними бороться, погрешности, способы замера разных величин. Готовые схемотехнические решения и общая концепция работы.

Причем расписано все буквально на пальцах, математика, конечно, есть. Но укладывается в пределы школьного курса. Как говорит сам автор: «Я не хочу писать книгу о вычислениях с теоретическими выкладками, и думаю, вы бы не стали ее читать. Эта книга — о реальных встроенных микропроцессорных системах, поэтому я хочу сфокусироваться на практических примерах. »

А за раздел по Автоматическому управлению автору можно смело ставить памятник. Все, что нам безуспешно пытались втереть на протяжении почти двух лет в универе, Стюарт разжевал буквально на пальцах, да так что становится понятно мгновенно, уложившись в десяток страниц. Попадись мне его труд на третьем курсе, то я бы не завалил, в свое время экзамен по ТАУ 🙂 Как я ТАУ сдавал потом это отдельная история, а моя фраза «А что, вам западло поставить отл коллеге по цеху?» стала кафедральным бояном 🙂 Да что я вам тут рассказываю, вот

содержание, изучайте и, мелко забив в косяк, выкуривайте махом. Очень многие вопросы отпадут на раз 🙂

Read More »

Обзор образовательных наборов по электронике для детей (7+) / MakeItLab corporate blog / Habr

Интересный и доступный образовательный набор по электронике для детей — это, наверное, мечта любого родителя, кто хочет увлечь ребёнка чем-то «реальным».

Направление популяризации технического творчества среди детей — было в числе интересов нашего хакспейса, и с момента образования (3 года назад) мы следили за ситуацией в этой сфере — и за это время на российском рынке появилось несколько интересных образовательных наборов для детей.

Мы взяли для обзора наборы на базе макетных плат, что обеспечивает быстрый старт — позволяет получить работающую схему без необходимости пайки, разработчики наборов — российские компании, и целевой возраст от 7 лет.

Обзор будет включать три набора, от компаний Амперка, Киберфизика и Мастер-Кит:

• Детский электронный конструктор Амперка Микроник
• Киберфизика. Основы электроники. Начало
• Конструктор Мастер-Кит NR03, Азбука электронщика — Основы cхемотехники

Эти наборы мы предоставили участнику хакспейса, и он с братом (7 лет) — сделали TestDrive всех наборов, и про это рассказ от первого лица:

Всем привет! Меня зовут Антон и я хочу рассказать о том, как от доброго коллеги мне и брату для обзора достались три набора для обучения электронике и схемотехнике.

Немного обо мне: 25 лет, диплом ИТ инженера. Познания в электронике заканчиваются университетским курсом. Иногда держу в руках паяльник (в основном, чтобы спаять провода), знаю, для чего нужен тот или иной элемент, если вспомню или найду формулу – могу что-то посчитать для схемы.

Брат, 7 лет от роду, учится в первом классе. Любит играть конструкторами, но не любит собирать сам. Интересуется компьютерами, телефонами, планшетами и прочими современными штуками.

Набор Микроник

Итак, первый набор, который я рассмотрел, был Микроник. Так получилось, что собирать его я начал в одиночку. Встретила опрятная с виду коробочка, внутри которой лежали аккуратно разложенные по пакетикам элементы и брошюра со схемами. До этого читал обзоры наборов от Амперки (и даже работал с одним таким) и поэтому исполнение мне показалось очень похожим. И не зря, это действительно оказался набор от Амперки. Брошюра очень красочная, все нарисовано с душой, достаточно понятно, хотя я был бы не против принципиальных схем и чутка теории.

Разложив все пакетики на столе и открыв брошюру, начал собирать схемы. Огорчило отсутствие батареек в комплекте, т.к. дома не всегда удастся найти три пальчиковых батарейки. Клеммник тоже оказался весьма капризным – провода пришлось дополнительно зачищать, но все равно оказалось сложно их крепить внутри клеммника. Доставать клеммник из макетной платы было не очень удобно, поэтому каждый раз мучался с отключением одного из проводов питания.

Сама макетная плата оказалась маленькая, а перемычки большими. Со сборкой первых схем проблем не возникло, хотя периодически приходилось поправлять и переставлять элементы, т.к. не было контакта с макетной платой. Дойдя до схемы с таймером 555 столкнулся с неожиданными трудностями. Собранная схема не работала. Примерно 20 минут потратил на внимательное изучение схемы, два раза с нуля пересобирал ее. И, наконец, после очередного раза, когда пошевелил все элементы – схема стала работать как надо.

Еще одна неприятная особенность, которая возникла при сборке набора обратно – складывать все пакетики оказалось неудобно. Места мало, крышка коробки с трудом закрылась.

В целом впечатления остались положительные – если судить по ценникам, то набор самый недорогой, и в целом вполне оправдывает свою цену – все разложено по пакетикам, все подписано, брошюра понятная и красочная, но макетная плата мне показалась маловата и ощущение, что элементы в макетке плохо держатся, т.к. иногда приходилось их поправлять, чтобы появился контакт.

Список проектов набора Микроник

Лампа
Разноцветные огни
Бочонок с электричеством
Телеграф
Диммер
Светофор
Глупый светильник
Волшебные пальцы
Кодовый замок
Маяк
Умный светильник
Стробоскоп
Железнодорожный эксперимент
Клаксон
Терменвокс
Сигнализация
Почти рояль
Таймер
Выключатель для коридора
Охота на утку

Набор “Киберфизика”

На второй день к работе с набором подключился брат. Нас встретила большая красочная коробка с кучей коробочек поменьше внутри. Пока малой разглядывал брошюру, я прошелся по коробочкам – все аккуратно разложено, все подписано, все в отдельных пакетиках. Обратил внимание, что элементы разложены по коробочкам тоже неспроста: отдельно резисторы, отдельно полупроводники, отдельно конденсаторы и так далее.

Брошюрка оказалась достаточно информативной, тут присутствует перечень элементов, необходимых для сборки каждый схемы, принципиальная схема и схема для сборки на макетной плате. Брат быстро сообразил, что надо посмотреть, какие элементы нужны для схемы, и достать из соответствующего пакетика необходимые элементы.

Порадовал размер макетной платы – много места для творчества. Я собрал первую схему с одним светодиодом, потом брат по аналогии добавил другие светодиоды. С небольшой моей помощью собрали другие схемы.

На следующий день брат уже сам спокойно собирал разные схемки, разве что иногда просил помочь, когда промахивался с выводами элементов. За первый день собрали половину схем, и я задумался, что надо бы поискать в Интернете еще простеньких схем, на будущее

От набора остались исключительно положительные впечатления – все сделано на высоком уровне, понятно даже ребенку. Из недостатков могу выделить разве что относительно высокую цену (по сравнению с Микроник), но если посмотреть цены на элементы по отдельности и цену на соответствующие учебные материалы, то вопрос отпадает – цена становится вполне адекватной.

Список проектов набора Киберфизика Основы электроники

Самая первая схема. Индикатор питания.
Световая азбука Морзе.
Кнопочный светофор.
Мягкий приглушенный свет. Диммер, или светорегулятор. Потенциометр.
Бестолковый светильник. Фоторезистор.
Копилка для электрического заряда. Конденсатор.
Человек-проводник. Биполярный транзистор.
Охранная сигнализация на одном транзисторе.
Строптивый огонёк. RC-цепочка.
Автоматический ночник.
Симметричный мультивибратор на двух транзисторах
Знакомство с самой популярной микросхемой — таймером 555. Сборка макета светофора на ж/д переезде.
Световой терменвокс. Активный зуммер.
Метроном на микросхеме NE555.
Толкай огонёк. Микросхема — кольцевой счетчик CD4017.
Бег на месте. Автомат «Бегущий огонёк».
Полицейская мигалка. Синий и красный светодиоды поочередно быстро вспыхивают по три раза, как настоящая мигалка на полицейском автомобиле.
Светодиодная рулетка. Почти как в казино.
Модель кодового замка.

Набор Мастеркит

На третий день решили посмотреть, что же за набор из себя представляем Мастеркит. Это также достаточно большая коробка с оформлением в духе школьных учебников. Внутри оказалось брошюра, макетная плата, батарейка и… один пакетик с россыпью элементов.

Лично мне понравилось наличие теоретической части в брошюре. Тут и формулы расчета сопротивления, и формулы расчета емкости конденсаторов и изложение теории лично мне показалось более понятным и приятным.

Очень не порадовала колодка для подключения батарейки – после набора Киберфизики подключать провода оказалось очень неудобно – они то и дело норовили загнуться и не попасть внутрь макетки. В саму макетную плату, по ощущениям, элементы вставлялись лучше, но прозрачный пластик оказался не очень практичен в сравнении с белым – сложно разглядеть, куда подключен элемент. Также странным показалось подключение батарейки к макетной плате на схемах – плюсовой контакт подключаем к минусовой шине. Брату также пришлось объяснять, что обозначение шин «+» и «-» лишь для удобства.

Описываемые в брошюре схемы в основном идентичные, разве что сюда добавлен инфракрасный датчик, что добавило интереса.

В наборе мне понравилась брошюра с теоретической частью и языком изложения, но все достоинства перекрыли следующие недостатки:

— упаковка всех элементов в один пакетик
— немного странные схемы подключения питания
— плохая колодка для подключения батарейки к макетной плате

Выводы

Поскольку целью было сравнить три набора, то удобнее представить их в таблице:

Итого, я бы предпочел для начала занятий электроникой и схемотехникой набор Киберфизика, т.к. в нем есть все необходимое для начала и есть потенциал для дальнейшего изучения схем самостоятельно. Но и другие наборы так же могут заинтересовать электроникой.

Цены и где купить (UPD: цена на 12.2017 )

Электроника для начинающих. Введение

Эта статья является введением к серии уроков по электронике для начинающих. Серия составлена слегка необычно. Ты будешь погружаться в мир электроники постепенно, шаг за шагом пробираясь к основным принципам и понятиям. Твой путь начнется не с определения что такое ток, а сразу с вершины мира электроники — цифровых устройств. Будет интересно!

Содержание 

1. Введение
2. Как работает цифровая электроника
3. Шины в микропроцессорной системе
4. Бинарная арифметика
5. О том, что такое сумматор
6. Чем занимаются мультиплексоры и распределители
7. Дешифраторы и шифраторы в цифровой схемотехнике
8. Что делают регистры в процессоре и вне его?
9. Посчитаем? Цифровые счетчики
10. Триггер или цифровой рычаг
11. Логика, просто двочиная логика
12. Сигналы в электронике
13. Как работает аналоговая электроника
14. Взгляд на триггер глазами аналоговой электроники
15. Диоды и транзисторы
16. Катушки индуктивности и трансформаторы
17. Конденсаторы
18. Резисторы

Введение

Сегодня электрические устройства помогают управлять АЭС, самолётами, кораблями, готовить пищу, запускать спутники и исследовать дальние миры. Поэтому что такое электроника в нынешнее время должны знать почти все. Тем более что электричество изучают в школах и университетах.

С точки зрения обычного человека электроника это отрасль, которая поставляет полезные приборы для дома и работы, а с точки зрения радиолюбителя — целая наука, которая объединяет в себе успехи математики, физики, химии и производственных технологий. Если тебе интересна электроника, то ты попал на правильный сайт.

На первых порах электроника может показаться тебе крутой, неприступной горой, которая завораживает своими невероятно красивыми снежными пиками. Возможно, ты сейчас думаешь, что только избранные могут осилить изучение электроники. Я считаю иначе. Если кто-то смог её освоить, то и ты сможешь. Надо только разобраться как устроен мир электроники, ухватить общие идеи, а затем постепенно углублять знания.

Если сто лет назад электроники не существовало и информация была в основном об электричестве и электрических машинах, то сегодня электроника представляет огромный мир с множеством направлений. Поэтому можно слегка с грустью, но правдиво заметить, что всё изучить невозможно и хвататься за всё подряд будет плохим решением. 

В начале радиолюбительского пути особенно трудно. Сейчас доступно много информации по электронике и глаза разбегаются с чего начать и с какого края к ней подойти. Я сам был на твоём месте и честно скажу — голова порой кипела. Поэтому я и решил написать путеводиль по электронике для начинающих радиолюбителей. С его помощью я хочу помочь тебе ступить на радиолюбительский путь и войти в мир электроники. 

Электроника — это занимательно, интересно, красиво и мне хочется, чтобы больше людей увлекались электроникой. Развитие современного общества целиком полагается на успехи электроники. Она более, чем достойна стать как хобби, так и полноправной профессией на всю жизнь.

Почему следует прочитать мой путеводитель?

Традиционно изучение электроники начинается снизу вверх: сначала рассказывается что такое заряд, потом — что такое напряжение и ток, затем описываются резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности, потом диоды, транзисторы, операционные усилители, различные виды микросхем и тому подобное. 

В этой книге я поставил всё с ног на голову. И сделал это намеренно. Подумай о том, как ты разбираешься в чем-то новом для себя? Например, увидел необычное устройство, заинтересовался его конструкцией, стал изучать как оно работает, затем как оно устроено, из чего состоит и как связаны между собой его части. Постепенно, шаг за шагом, ты углубляешься и твои знания становтся более глубокими. Ты как будто спускаешься с горы к её подножию, продвигаясь от целого к деталям. Так устроено наше мышление. Сначала мы создаем общую картину мира, затем разбиваем её на части и изучаем каждую часть по отдельности. 

Очевидно, что спускаться с горы проще, чем подниматься на вершину. Поэтому я решил, что вместо изучения резисторов начнём сразу с цифровой техники и микроконтроллеров. Затем посмотрим, как устроены отдельные блоки цифровой техники, спустимся до логических элементов и бинарной арифметики, а затем постепенно перейдём к аналоговой электронике и рассмотрим как на самом деле устроены те же самые логические элементы, но с точки зрения аналоговой электроники.

Затем спустимся ещё на ступеньку ниже и посмотрим как устроены разные электронные компоненты и на основе каких физических принципов они работают. Попутно будем разбирать разные физические принципы и понятия.  Я считаю, что благодаря этому легче понять основные принципы и получить хорошее основание для дальнейшего самостоятельного изучения электроники.

По ходу повествования лишние подробности будут отбрасываться, чтобы сделать акцент на самые важные и основополагающие идеи. На первых порах много деталей только помешают ухватить самые важные идеи. Я надеюсь, что, отбросив лишнее, мне удастся внести ясность, сделать мой рассказ понятным и занимательным. Пусть меня за это простят опытные радиолюбители, профессиональные инженеры и академики «электронных» наук. Эта книга не для вас. Но вы можете помочь мне сделать её лучше, указав на ошибки в тексте.

Если бы у меня была такая книга в начале моего пути — я был бы счастлив. Пусть мой путеводитель превратит твой стартовый путь в электронику в путешествие по скоростному шоссе. Поехали!

Но перед тем как перейти к основному рассказу я хочу сказать спасибо гигантам и их трудам, на плечах которых я строю свой рассказ: П. Хоровиц, У. Хилл, С. А. Гаврилов, Ю. Ревич, Ю. Сато, В.Г. Борисов, А. Шишков, А. Ровдо, Ё. Суэмацу, А.В. Белов, А.Н. Крылов, Е.А. Седов и другие, — всех и не вспомнить. Спасибо вам за ваши книги. Они многому меня научили.