Sve što trebate znati o elektronici za početnike: 12 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Bok opet. U ovom Instructable pokrivat ćemo vrlo široku temu: sve. Znam da se to može činiti nemogućim, ali ako razmislite, cijeli naš svijet kontrolira elektroničko kolo, od upravljanja vodama do proizvodnje kave do putovanja na posao/ školu. I svim tim elektroničkim uređajima upravljaju vrlo slične komponente (otpornici, tranzistori, potenciometri, kondenzatori, sklopke i još mnogo, mnogo, više). Sve ove komponente izvršavaju jedan od sljedećih zadataka- prihvaćanje podataka, obrada podataka i izlaz podataka. Na primjer, miš (koji je kombinacija mnogo malih komada) mjeri položaj, računalni procesor razmišlja o tim podacima, a monitor računala pomiče kursor prema vašem mišu. Počnimo ovaj Instructable pregledavanjem nekih od gore navedenih komponenti.

Korak 1: Promijenite

Ahh, stari dobri prekidač. Postoji jedan od njih u gotovo svakom elektroničkom krugu ikada napravljenom. Ako imate dobar krug koji ga nema, komentirajte ispod (dugmaste baterije + LED diode se ovdje ne računaju). U svakom slučaju, prekidač ima jedan posao- propustiti struju ili ne. Nema se mnogo toga za reći o ovom neizgovorenom junaku elektronike.

Korak 2: Otpornici

Otpornici su kamen temeljac svakog kruga. Bilo bi mi teško pronaći bilo koju PCB (to je tiskana pločica, za laika) koja nema jedan od ovih vitalnih objekata za smanjenje napona. Otpornici se koriste za uzimanje jednog napona i njegovo smanjenje na niži. Ne treba puno više govoriti o ovim vitalnim malim komponentama.

Korak 3: Transnistori

Tranzistori mogu biti zbunjujući, pogotovo sa svim različitim vrstama. U osnovi, tranzistor je poluvodička sklopka koju pokreće električna struja. Ovi sićušni, ali snažni prekidači dolaze u različitim modelima, svaki s nešto drugačijom namjenom. Svaki moderni sklop sposoban za obradu podataka ima jednog od ovih tipova.

Korak 4: Capicitor

Kondenzatori su sredstvo za skladištenje male količine električne energije. Ovako oni rade: Postoje dva komada metala pregrađena neprovodnim materijalom. Vrsta neprovodnog materijala ili dielektrika određuje vrstu kondenzatora i za što će se koristiti.

Korak 5: Potenciometri/reostati

Potenciometar je fascinantna i važna vrsta promjenjivog otpornika. Postoje 3 pina- 2 ulaza i jedan izlaz. Korištenje sva tri pina čini ga više senzorom za unos podataka, dok korištenje dva pina čini običan stari način gušenja napona. Ako ste išta poput mene, želite znati kako to funkcionira. U osnovi, postoji otpornik po kojem se pomiču klizač ili brisač, pa udaljenost električne energije varira ovisno o položaju na brisaču/ klizniku. Time se povećava ili smanjuje otpor. Potenciometri općenito izgledaju kao na gornjoj slici, ali njihov oblik i veličina mogu varirati.

Korak 6: DC motor bez četkica

Ova stvar je prilično cool. Nekad sam pokazivao maloj djeci (tehnički su bili mojih godina- bio sam u petom razredu) istosmjerni motor spajanjem terminala na 9V bateriju i voila- zavrtilo se! Sva druga djeca bila su ljubomorna (ili sam barem maštala). Također možete upravljati snagom motora. To je vrlo jednostavan uređaj- postoje dvije ili više elektromagnetskih zavojnica koje izmjenjuju polaritet. Zatim postoji normalni magnet koji se vrti zbog odbijanja elektromagneta (vidi sliku gore).

Korak 7: Relej

Relej je prekidač aktiviran električnom strujom. Nacrtao sam to na bijeloj ploči na gornjoj slici. U biti, elektromagnetska zavojnica odbija magnetsku elektrodu, pa je dodiruje s drugom elektrodom, propuštajući tako struju kroz krug.

Korak 8: Piezo zujalica

Piezo zujalica jedna je od najneugodnijih stvari u svemiru. Mislim, tko želi čuti "BEEP, BEEP, BEEP!" kad čistimo hladnjak? Ili kad se mikrovalna pećnica isključi, ali ne želite prestati gledati Sherlocka i prisiljeni ste izdržati "Bip bip, bip bip, bip bip". Međutim, ti sićušni sudo-zvučnici važan su dio elektroničkog dizajna. Ako želite da vaš krug daje audio povratne informacije, ali ne trebate običan zvučnik, ovo su vaše komponente. Oni stvaraju buku pomoću male metalne ploče koja se zove piezo. Električna energija prolazi kroz piezo, zbog čega vrlo brzo vibrira. Ovaj pokret stvara zgužvani zrak, poznat i kao zvuk. Visina nagnutog zraka određena je brzinom vibracije, a brzina vibracije određena je naponom.

Korak 9: LED žarulje

Ove male žarulje toliko su česte u elektronici da je rijetkost da ih nemate barem 20 u kući. Oni su mali, pristupačni, energetski učinkoviti, super svijetli i ne zagrijavaju se. Što se ne sviđa? U osnovi, svjetlo u LED diodi ili diodi koja emitira svjetlo nastaje kretanjem elektrona u poluvodičkom materijalu koji je otprilike ekvivalent žarnoj niti u žarulji sa žarnom niti. Čak i u najdosadnijim krugovima uživam postavljajući male zelene ili bijele LED diode kako bih oživio stvari.

*Upozorenje: Uvijek prigušite struju koja ide u LED s nekom vrstom otpornika. Obično rade na niskom naponu, oko 3,3 volta.

Korak 10: Mikrokontroleri

Ovaj korak je drugačiji od ostalih, jer se ne radi o komponenti, već o temi. Mikrokontroleri su jednostavna računala koja se koriste za upijanje, tumačenje, prikaz i reagiranje na podatke. Većina mikrokontrolera koristi sve ili većinu komponenti o kojima smo govorili. Budući da postoji toliko mnogo mikrokontrolera, dat ću vam tri najpreporučljivija za početnike- Arduino, Raspberry Pi i BeagleBone. Ove tri ploče su sve programabilne i mogu se koristiti za bilo koji broj projekata.

*Odricanje od odgovornosti: Vlasnik sam samo Arduina i Raspberry Pi, pa ne mogu jamčiti za BeagleBone.

Korak 11: Programiranje

Programiranje je super. Dobijem osjećaj topline kad god radim na programu, neka vrsta adrenalina, ali bez borbe/bijega. Htio bih objasniti sve što znam o programiranju, ali to bi potrajalo. Evo skraćene verzije: Računari razumiju mnogo različitih jezika (C, Python, JavaScript, Ruby, C ++, Java itd.), A učenje govoriti (ili upisivati) te jezike jedna je od najboljih stvari koje možete učiniti Za sebe. Nakon što naučite jezik, samo recite računalu (ili mikrokontroleru) što želite da radi i ono će se pridržavati, nakon što otklonite pogreške. Bez osnovnog znanja o programiranju, potonut ćete prije nego što uđete u metaforički brod elektronike.

Korak 12: To je sve, ljudi

Ovim se završava Instructable. Hvala vam na čitanju i odvojite vrijeme za glasovanje za mene na natjecanju za početnike u elektronici ako vam se svidio ovaj vodič. Iskreno se nadam da se sada osjećate nadahnuto za elektronički dizajn.