Tot ce trebuie să știți despre electronica pentru începători: 12 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Buna din nou. În acest Instructable vom acoperi un subiect foarte larg: totul. Știu că poate părea imposibil, dar dacă vă gândiți la asta, întreaga noastră lume este controlată de circuite electronice, de la gestionarea apei până la producția de cafea până la deplasarea la serviciu / școală. Și toate aceste dispozitive electronice sunt controlate de componente foarte similare (rezistențe, tranzistoare, potențiometre, condensatori, comutatoare și multe, multe, mai multe). Toate aceste componente îndeplinesc una dintre următoarele sarcini: preluarea datelor, prelucrarea datelor și transmiterea datelor. De exemplu, un mouse (care este o combinație de o mulțime de bucăți mici) măsoară poziția, un procesor de computer se gândește la aceste informații, iar monitorul computerului deplasează cursorul în funcție de mouse. Să începem acest Instructable trecând în revistă unele dintre componentele menționate mai sus.

Pasul 1: comutați

Ahh, vechiul comutator. Există una dintre acestea în aproape fiecare circuit electronic realizat vreodată. Dacă aveți un circuit bun care nu are unul, vă rugăm să comentați mai jos (bateriile cu monedă + LED-urile nu contează aici). Oricum, comutatorul are o singură sarcină - să lase electricitatea să treacă sau nu. Nu mai sunt multe de spus despre acest erou nerostit al electronicii.

Pasul 2: Rezistențe

Rezistoarele sunt piatra de temelie a oricărui circuit. Mi-ar fi greu să găsesc orice PCB (care este placa de circuit imprimat, pentru profanul) care nu are unul dintre aceste obiecte vitale de reducere a tensiunii. Rezistoarele sunt utilizate pentru a lua o tensiune și a o reduce la una mai mică. Nu trebuie spus mult altceva despre aceste mici componente vitale.

Pasul 3: Trasnistori

Tranzistoarele pot fi confuze, mai ales cu toate tipurile diferite. În esență, un tranzistor este un comutator semiconductor declanșat de un curent electric. Aceste comutatoare mici, dar puternice vin în diferite modele diferite, fiecare cu scopuri ușor diferite. Fiecare circuit modern capabil să proceseze date are unul dintre acești tipi.

Pasul 4: Capicitor

Condensatoarele sunt un mijloc de stocare a unor cantități mici de energie electrică. Așa funcționează: există două bucăți de metal partiționate de un material neconductiv. Tipul de material neconductor sau dielectric determină tipul de condensator și pentru ce va fi folosit.

Pasul 5: Potențiometre / Reostate

Potențiometrul este un tip fascinant și important de rezistență variabilă. Există 3 pini - 2 intrări și o ieșire. Folosirea celor trei pini îl face mai mult un senzor pentru introducerea datelor, în timp ce utilizarea a doi pini îl face să fie un mod simplu de a sufoca tensiunea. Dacă ești ca mine, vrei să știi cum funcționează. Practic, există rezistența la care se deplasează un glisor sau ștergător, făcând distanța în care electricitatea fluctuează în funcție de poziția de pe ștergător / glisant. Aceasta crește sau scade rezistența. Potențiometrele arată în general ca imaginea de mai sus, dar forma și dimensiunea lor pot varia.

Pasul 6: Motor DC fără perii

Chestia asta e destul de tare. Obișnuiam să arăt copiilor mici (din punct de vedere tehnic erau vârsta mea - eram în clasa a V-a) motorul de curent continuu prin conectarea terminalelor la o baterie de 9V și voila- se învârtea! Toți ceilalți copii erau gelosi (sau așa am fantezat). Puteți folosi și puterea motorului. Este un dispozitiv foarte simplu - există două sau mai multe bobine electromagnetice care alternează polaritatea. Apoi, există un magnet normal care se rotește din cauza repulsiei de la electro-magneți (vezi imaginea de mai sus).

Pasul 7: Releu

Un releu este un comutator activat de un curent electric. L-am schematizat pe tablă albă în imaginea de mai sus. În esență, o bobină electromagnetică respinge un electrod magnetic, făcându-l să atingă un alt electrod, lăsând astfel curent prin circuit.

Pasul 8: Piezo Buzzer

Piezo Buzzer este unul dintre cele mai enervante lucruri din univers. Adică cine vrea să audă „BEEP, BEEP, BEEP!” ori de câte ori curățăm frigiderul? Sau când cuptorul cu microunde se stinge, dar nu vrei să nu te mai uiți la Sherlock și ești obligat să suporti „Beep beep, Beep Beep, Beep beep”. Cu toate acestea, aceste mici sudo-difuzoare sunt o parte importantă a designului electronic. Dacă doriți ca circuitul dvs. să ofere feedback audio, dar nu aveți nevoie de un difuzor obișnuit, acestea sunt componentele dvs. preferate. Fac zgomot cu o mică placă de metal numită piezo. Electricitatea trece prin piezo, făcându-l să vibreze foarte repede. Această mișcare face aer zgârcit, altfel cunoscut sub numele de sunet. Pasul aerului zgârcit este determinat de viteza vibrației, iar viteza vibrației este determinată de tensiune.

Pasul 9: Becuri LED

Aceste mici becuri sunt atât de frecvente în electronică încât este neobișnuit să nu aveți cel puțin 20 din acestea în casa dvs. Sunt mici, accesibile, eficiente din punct de vedere energetic, foarte strălucitoare și nu se încălzesc. Ce nu e de placut? Practic, lumina într-un LED sau dioda emițătoare de lumină este creată prin mișcarea electronilor în materialul semiconductor, care este aproximativ echivalentul filamentului dintr-un bec cu incandescență. Chiar și în cele mai plictisitoare circuite, îmi place să plasez mici LED-uri verzi sau albe pentru a înviora lucrurile.

* Atenție: sufocați întotdeauna curentul care intră într-un LED cu un fel de rezistor. De obicei, acestea funcționează la o tensiune scăzută, în jur de 3,3 volți.

Pasul 10: Microcontrolere

Acest pas este diferit de ceilalți, deoarece nu este vorba despre o componentă, ci despre un subiect. Microcontrolerele sunt computere simple care sunt utilizate pentru a absorbi, interpreta, afișa și răspunde la date. Majoritatea microcontrolerelor folosesc toate sau majoritatea componentelor pe care le-am discutat. Deoarece există atât de multe tipuri de microcontrolere, vă voi oferi trei dintre cele mai recomandate pentru începători - Arduino, Raspberry Pi și BeagleBone. Aceste trei plăci sunt toate programabile și pot fi utilizate pentru orice număr de proiecte.

* Declinare de responsabilitate: Dețin doar Arduino și Raspberry Pi, deci nu pot garanta pentru BeagleBone.

Pasul 11: Programare

Programarea este minunată. Am un sentiment de căldură ori de câte ori lucrez la un program, un fel de adrenalină, dar fără răspunsul la luptă / fugă. Aș dori să explic tot ce știu despre programare, dar ar dura ceva timp. Deci, iată versiunea condensată: există multe limbi diferite pe care computerele le înțeleg (C, Python, JavaScript, Ruby, C ++, Java etc.), iar învățarea de a vorbi (sau de a scrie) aceste limbi este unul dintre cele mai bune lucruri pe care le puteți face pentru tine. Odată ce ați învățat limba, spuneți doar computerului (sau microcontrolerului) ce doriți să facă și acesta se va conforma, după o depanare. Fără măcar o cunoaștere de bază a programării, vă veți scufunda înainte de a vă urca pe barca metaforică a electronicii.

Pasul 12: Atât, oameni buni

Aceasta încheie instructabilul. Vă mulțumesc că ați citit și vă rog să vă alocați timp pentru a mă vota în concursul pentru electronice pentru începători dacă v-a plăcut acest ghid. Sper din suflet să vă simțiți inspirați să preluați designul electronic acum.