Viss, kas jums jāzina par iesācēju elektroniku: 12 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Sveiks atkal. Šajā pamācībā mēs apskatīsim ļoti plašu tēmu: viss. Es zinu, ka tas var šķist neiespējami, bet, ja jūs padomājat, visu mūsu pasauli kontrolē elektroniskās shēmas, sākot no ūdens apsaimniekošanas līdz kafijas ražošanai un beidzot ar pārvietošanos uz darbu/ skolu. Un visas šīs elektroniskās ierīces kontrolē ļoti līdzīgas sastāvdaļas (rezistori, tranzistori, potenciometri, kondensatori, slēdži un daudz, daudz, vairāk). Visi šie komponenti veic vienu no šiem uzdevumiem- datu ievākšanu, datu apstrādi un datu izvadīšanu. Piemēram, pele (kas ir daudzu mazu gabalu kombinācija) mēra pozīciju, datora procesors domā par šo informāciju, un datora monitors pārvieto kursoru atbilstoši jūsu pelei. Sāksim šo pamācību, apskatot dažus no iepriekšminētajiem komponentiem.

1. darbība: pārslēdzieties

Ak, vecais labais slēdzis. Gandrīz katrā elektroniskajā shēmā ir kāds no tiem. Ja jums ir laba ķēde, kurai tās nav, lūdzu, komentējiet zemāk (monētu elementi + gaismas diodes šeit netiek ņemtas vērā). Jebkurā gadījumā slēdzim ir viens darbs- izlaist elektrību vai nē. Par šo neizteikto elektronikas varoni vairs nav daudz ko teikt.

2. solis: rezistori

Rezistori ir jebkuras ķēdes stūrakmens. Man būtu grūti atrast kādu PCB (tas ir iespiedshēmas plates nespeciālistam), kurā nebūtu neviena no šiem būtiskajiem sprieguma samazināšanas objektiem. Rezistori tiek izmantoti, lai ņemtu vienu spriegumu un samazinātu to līdz zemākam. Par šīm svarīgajām mazajām sastāvdaļām nav daudz ko citu teikt.

3. solis: Trasnistori

Tranzistori var būt mulsinoši, it īpaši ar visiem dažādajiem veidiem. Būtībā tranzistors ir pusvadītāju slēdzis, ko iedarbina elektriskā strāva. Šiem mazajiem, bet jaudīgajiem slēdžiem ir dažādi modeļi, katrs ar nedaudz atšķirīgiem mērķiem. Katrā mūsdienu shēmā, kas spēj apstrādāt datus, ir viens no šiem puišiem.

4. solis: kapiitors

Kondensatori ir līdzeklis neliela elektroenerģijas daudzuma uzglabāšanai. Šādi viņi strādā: ir divi metāla gabali, kas nodalīti ar nevadošu materiālu. Nevadoša materiāla vai dielektriķa veids nosaka kondensatora veidu un to, kam tas tiks izmantots.

5. solis: potenciometri/reostati

Potenciometrs ir aizraujošs un svarīgs mainīgā rezistora veids. Ir 3 tapas- 2 ieejas un viena izeja. Izmantojot visas trīs tapas, tas ir vairāk sensoru datu ievadīšanai, turpretī divu tapu izmantošana padara to par vecu sprieguma slāpēšanas veidu. Ja jūs esat kaut kas līdzīgs man, jūs vēlaties zināt, kā tas darbojas. Būtībā ir rezistors, pa kuru pārvietojas slidkalniņš vai tīrītājs, padarot attālumu, kurā elektrība svārstās atkarībā no tīrītāja/ slaida stāvokļa. Tas palielina vai samazina pretestību. Potenciometri parasti izskatās kā attēlā iepriekš, taču to forma un izmērs var atšķirties.

6. solis: bezsuku līdzstrāvas motors

Šī lieta ir diezgan forša. Es mēdzu parādīt maziem bērniem (viņi tehniski bija manā vecumā- es biju piektajā klasē) līdzstrāvas motoru, savienojot spailes ar 9 V akumulatoru un voila- tas izgriezās! Visi pārējie bērni bija greizsirdīgi (vai es tā fantazēju). Jūs varat izmantot arī motora jaudu. Tā ir ļoti vienkārša ierīce- ir divas vai vairākas elektromagnētiskās spoles, kurām ir mainīga polaritāte. Tad ir normāls magnēts, kas griežas elektromagnētu atgrūšanas dēļ (skat. Attēlu iepriekš).

7. solis: relejs

Relejs ir slēdzis, ko aktivizē elektriskā strāva. Es to diagrammēju uz savas tāfeles augšējā attēlā. Būtībā elektromagnētiskā spole atgrūž magnētisko elektrodu, liekot tai pieskarties citam elektrodam, tādējādi izlaižot strāvu caur ķēdi.

8. solis: Pjezo skaņas signāls

Pjezo skaņas signāls ir viena no kaitinošākajām lietām Visumā. Es domāju, kurš vēlas dzirdēt "BEEP, BEEP, BEEP!" kad mēs tīrām ledusskapi? Vai arī tad, kad mikroviļņu krāsns izslēdzas, bet jūs nevēlaties pārtraukt skatīties Šerloku, un esat spiests izturēt "Pīkstiens, pīkstiens, pīkstiens". Tomēr šie mazie sudo skaļruņi ir svarīga elektroniskā dizaina sastāvdaļa. Ja vēlaties, lai jūsu ķēde sniegtu audio atgriezenisko saiti, bet jums nav nepieciešams parasts skaļrunis, tie ir jūsu galvenie komponenti. Viņi rada troksni ar nelielu metāla plāksni, ko sauc par pjezo. Elektroenerģija iet caur pjezo, izraisot tā vibrāciju ļoti ātri. Šī kustība rada šķidru gaisu, kas citādi pazīstams kā skaņa. Strīķa gaisa piķi nosaka vibrācijas ātrums, un vibrācijas ātrumu nosaka spriegums.

9. solis: LED spuldzes

Šīs mazās spuldzes ir tik izplatītas elektronikā, ka jūsu mājā nav retums vismaz 20 no tām. Tie ir mazi, par pieņemamu cenu, energoefektīvi, īpaši spilgti un nesakarst. Kas nepatīk? Būtībā gaismas diodes jeb gaismas diodes gaismu rada elektronu kustība pusvadītāju materiālā, kas ir aptuveni ekvivalents kvēlspuldzes kvēldiegam. Pat visgarlaicīgākajās ķēdēs man patīk izvietot mazas zaļas vai baltas gaismas diodes, lai iedzīvinātu lietas.

*Brīdinājums: Vienmēr noslāpējiet strāvu, kas nonāk gaismas diodē ar kāda veida rezistoru. Tie parasti darbojas ar zemu spriegumu, aptuveni 3,3 volti.

10. solis: mikrokontrolleri

Šis solis atšķiras no citiem, jo tas nav par sastāvdaļu, bet par tēmu. Mikrokontrolleri ir vienkārši datori, kurus izmanto, lai absorbētu, interpretētu, parādītu un reaģētu uz datiem. Lielākā daļa mikrokontrolleru izmanto visas vai lielāko daļu no mūsu apspriestajām sastāvdaļām. Tā kā ir tik daudz veidu mikrokontrolleru, es jums sniegšu trīs iesācējiem visvairāk ieteicamos- Arduino, Raspberry Pi un BeagleBone. Visas šīs trīs plates ir programmējamas, un tās var izmantot jebkuram projektam.

*Atruna: man pieder tikai Arduino un Raspberry Pi, tāpēc es nevaru galvot par BeagleBone.

11. solis: programmēšana

Programmēšana ir brīnišķīga. Es sajūtu siltuma sajūtu ikreiz, kad strādāju pie programmas, sava veida adrenalīna, bet bez cīņas/lidojuma reakcijas. Es gribētu paskaidrot visu, ko zinu par programmēšanu, bet tas prasītu kādu laiku. Tātad šeit ir saīsinātā versija: datori saprot daudzas dažādas valodas (C, Python, JavaScript, Ruby, C ++, Java utt.), Un iemācīties runāt (vai rakstīt) šajās valodās ir viena no labākajām lietām, ko varat darīt priekš sevis. Kad esat iemācījies valodu, vienkārši pasakiet datoram (vai mikrokontrolleram), ko vēlaties, lai tas darītu, un pēc noteiktas atkļūdošanas tas atbilst. Bez pamata zināšanām par programmēšanu jūs nogrimsit, pirms nokļūsit elektroniskajā metaforiskajā laivā.

12. solis: Tas ir viss, ļaudis

Tas noslēdz pamācību. Paldies, ka lasījāt, un, lūdzu, veltiet laiku, lai nobalsotu par mani iesācēju elektronikas konkursā, ja jums patika šī rokasgrāmata. Es patiesi ceru, ka jūs tagad jūtaties iedvesmots uzsākt elektronisko dizainu.