Sve što trebate znati o elektronici za početnike: 12 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Zdravo opet. U ovom Instructable pokrićemo vrlo široku temu: sve. Znam da se to može učiniti nemogućim, ali ako razmislite, cijeli naš svijet kontrolira elektroničko kolo, od upravljanja vodama do proizvodnje kave do putovanja na posao/ školu. I svi ovi elektronički uređaji kontrolirani su vrlo sličnim komponentama (otpornici, tranzistori, potenciometri, kondenzatori, prekidači i još mnogo, mnogo, više). Sve ove komponente obavljaju jedan od sljedećih zadataka- prihvaćanje podataka, obrada podataka i izlaz podataka. Na primjer, miš (koji je kombinacija mnogo malih komada) mjeri poziciju, računarski procesor razmišlja o tim informacijama, a monitor računara 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 dobro kolo koje ga nema, molimo vas da komentarišete 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 kola. Bilo bi mi teško pronaći bilo koju PCB (to je štampana ploča, 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 mnogo više reći o ovim vitalnim malim komponentama.

Korak 3: Transnistori

Tranzistori mogu biti zbunjujući, posebno sa svim različitim vrstama. U osnovi, tranzistor je poluvodička sklopka koju pokreće električna struja. Ovi mali, ali snažni prekidači dolaze u različitim modelima, od kojih svaki ima nešto drugačiju namjenu. Svako moderno kolo sposobno 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 šta 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 više senzorom za unos podataka, dok upotreba dva pina čini običan stari način gušenja napona. Ako ste išta poput mene, želite znati kako to funkcionira. U osnovi, postoji otpornik kojim se pomiču klizač ili brisač, pa udaljenost struje varira ovisno o položaju na brisaču/ klizniku. Ovo povećava ili smanjuje otpor. Potenciometri općenito izgledaju kao na gornjoj slici, ali njihov oblik i veličina mogu varirati.

Korak 6: DC motor bez četkica

Ovo je super. 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 su bila ljubomorna (ili sam barem tako maštala). Možete koristiti i snagu motora. To je vrlo jednostavan uređaj- postoje dvije ili više elektromagnetnih zavojnica koje izmjenjuju polaritet. Zatim postoji normalni magnet koji se vrti zbog odbijanja od elektromagneta (vidi sliku iznad).

Korak 7: Relej

Relej je prekidač koji se aktivira električnom strujom. Nacrtao sam to na svojoj tabli na gornjoj slici. U osnovi, elektromagnetska zavojnica odbija magnetsku elektrodu, čineći je tako da dodiruje drugu elektrodu, propuštajući tako struju kroz krug.

Korak 8: Piezo zujalica

Piezo zujalica jedna je od najneugodnijih stvari u univerzumu. Mislim, ko želi čuti "BEEP, BEEP, BEEP!" kad čistimo frižider? Ili kad se mikrovalna pećnica isključi, ali ne želite prestati gledati Sherlocka i prisiljeni ste izdržati "Bip bip, bip bip, bip bip." Međutim, ovi maleni sudo-zvučnici važan su dio elektroničkog dizajna. Ako želite da vaš krug daje audio povratne informacije, ali vam ne treba 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, inače poznat i kao zvuk. Visina nakrivljenog zraka određena je brzinom vibracije, a brzina vibracije određena je naponom.

Korak 9: LED sijalice

Ove male sijalice su toliko česte u elektronici da je rijetkost da ih nemate barem 20 u kući. Oni su mali, pristupačni, energetski efikasni, super svijetli i ne zagrijavaju se. Šta se ne sviđa? U osnovi, svjetlo u LED diodi ili diodi koja emitira svjetlo nastaje kretanjem elektrona u poluvodičkom materijalu koji je otprilike ekvivalent filamentu u žarulji sa žarnom niti. Čak i u najdosadnijim krugovima uživam postavljajući male zelene ili bijele LED diode da ožive 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 se razlikuje od ostalih, jer se ne odnosi na komponentu, već na temu. Mikrokontroleri su jednostavni računari koji 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 vrsta mikrokontrolera, dat ću vam tri najpreporučljivija za početnike- Arduino, Raspberry Pi i BeagleBone. Sve ove tri ploče su programabilne i mogu se koristiti za bilo koji broj projekata.

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

Korak 11: Programiranje

Programiranje je odlično. 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: Postoji mnogo različitih jezika koje računari razumiju (C, Python, JavaScript, Ruby, C ++, Java itd.), A učenje govoriti (ili pisati) te jezike jedna je od najboljih stvari koje možete učiniti za sebe. Kada naučite jezik, samo recite računaru (ili mikrokontroleru) šta želite da radi i on će se pridržavati, nakon što otklonite greške. Bez osnovnog znanja o programiranju, potonut ćete prije nego što uđete u metaforički brod elektronike.

Korak 12: To je sve, narode

Ovim se završava Instructable. Hvala vam na čitanju i odvojite vrijeme da glasate 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.