כל מה שאתה צריך לדעת על אלקטרוניקה למתחילים: 12 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

שוב שלום. במדריך זה נעסוק בנושא רחב מאוד: הכל. אני יודע שזה אולי נראה בלתי אפשרי, אבל אם אתה חושב על זה, כל עולמנו נשלט על ידי מעגלים אלקטרוניים, החל מניהול מים ועד ייצור קפה ועד נסיעה לעבודה/ בית ספר. וכל המכשירים האלקטרוניים הללו נשלטים על ידי רכיבים דומים מאוד (נגדים, טרנזיסטורים, פוטנציומטרים, קבלים, מתגים, והרבה, הרבה יותר). כל הרכיבים הללו מבצעים את אחת המשימות הבאות- קליטת נתונים, עיבוד נתונים והוצאת נתונים. לדוגמה, עכבר (שהוא שילוב של הרבה חתיכות קטנות) מודד את המיקום, מעבד מחשב חושב על המידע הזה, וצג המחשב מזיז את הסמן בהתאם לעכבר שלך. נתחיל בהוראה זו על ידי מעבר על כמה מהרכיבים הנ ל.

שלב 1: החלף

אהה, המתג הישן והטוב. יש אחד כזה כמעט בכל מעגל אלקטרוני שנוצר אי פעם. אם יש לך מעגל טוב שאין לו, אנא הערה למטה (סוללות מטבעות + נוריות לא נחשבות כאן). בכל מקרה, למתג יש עבודה אחת- להוציא חשמל, או לא. לא נשאר הרבה מה לומר על גיבור האלקטרוניקה הבלתי נאמן הזה.

שלב 2: נגדים

נגדים הם אבן יסוד לכל מעגל. יהיה לי קשה למצוא כל PCB (זה לוח מעגלים מודפסים, עבור ההדיוט) שאין לו אחד מהאובייקטים החיוניים להפחתת המתח. נגדים משמשים לקחת מתח אחד ולהפחית אותו למתח נמוך יותר. אין צורך לומר עוד הרבה דברים על רכיבים קטנים וחיוניים אלה.

שלב 3: טרנסניסטורים

טרנזיסטורים יכולים לבלבל, במיוחד עם כל הסוגים השונים. בעיקרו של דבר, טרנזיסטור הוא מתג מוליך למחצה המופעל על ידי זרם חשמלי. המתגים הזעירים אך החזקים האלה מגיעים בדגמים שונים, לכל אחד מהם מטרות מעט שונות. לכל מעגל מודרני המסוגל לעבד נתונים יש אחד מהבחורים האלה.

שלב 4: קבל

קבלים הם אמצעי לאחסון כמויות קטנות של חשמל. כך הם פועלים: ישנן שתי פיסות מתכת המוחלקות מחומר שאינו מוליך. סוג החומר הלא מוליך, או הדיאלקטרי, קובע את סוג הקבל ולמה הוא ישמש.

שלב 5: פוטנציומטרים/ראוסטטים

פוטנציומטר הוא סוג מרתק וחשוב של נגד משתנה. יש 3 סיכות- 2 כניסות ויציאה אחת. השימוש בכל שלוש הסיכות הופך אותו לחיישן יותר עבור הזנת נתונים, ואילו שימוש בשני סיכות הופך אותו לדרך ישנה ופשוטה של חנק. אם אתה דומה לי, אתה רוצה לדעת איך זה עובד. בעיקרון, יש נגד שמגלשה או מגב נעים לאורך, מה שהופך את המרחק שהחשמל משתנה בהתאם למיקום על המגב/ השקופית. זה מגביר או מקטין את ההתנגדות. פוטנציומטרים בדרך כלל נראים כמו התמונה למעלה, אך צורתם וגודלם עשויים להשתנות.

שלב 6: מנוע DC ללא מברשות

הדבר הזה די מגניב. נהגתי להראות לילדים קטנים (מבחינה טכנית גילי- הייתי בכיתה ה ') את מנוע ה- DC על ידי חיבור המסופים לסוללה של 9V וואלה- הוא הסתובב! כל שאר הילדים קינאו (או כך פינטזתי). אתה יכול להפעיל את כוח המנוע גם כן. זהו מכשיר פשוט מאוד- ישנם שני סלילים אלקטרומגנטיים או יותר המחליפים קוטביות. ואז יש מגנט רגיל שמסתובב בגלל הדחייה מהמעגלים האלקטרומגנטיים (ראו תמונה למעלה).

שלב 7: ממסר

ממסר הוא מתג המופעל על ידי זרם חשמלי. תרשמתי אותו על לוח הלוח שלי בתמונה למעלה. בעיקרו של דבר, סליל אלקטרומגנטי דוחה אלקטרודה מגנטית, מה שהופך אותו לגעת באלקטרודה אחרת, ובכך מאפשר זרם דרך המעגל.

שלב 8: זמזם פיצו

זמזם הפיז'ו הוא אחד הדברים המעצבנים ביותר ביקום. כלומר, מי רוצה לשמוע "ביפ, ביפ, ביפ!" מתי אנחנו מנקים את המקרר? או כשהמיקרוגל כבוי, אבל אתה לא רוצה להפסיק לצפות בשרלוק, ואתה נאלץ לסבול "ביפ ביפ, ביפ ביפ, ביפ ביפ". עם זאת, רמקולים סודיים זעירים אלה הם חלק חשוב בעיצוב אלקטרוני. אם אתה רוצה שהמעגל שלך יתן משוב אודיו, אך אינך צריך רמקול רגיל, אלה הם רכיבי ההגעה שלך. הם עושים רעש עם צלחת מתכת קטנה הנקראת פיזו. חשמל עובר דרך הפאזו וגורם לו לרטוט מהר מאוד. תנועה זו גורמת לאוויר מתפתל, הידוע גם בשם צליל. גובה הצליל של האוויר המסתובב נקבע על פי מהירות הרטט, ומהירות הרטט נקבעת על ידי המתח.

שלב 9: נורות לד

נורות קטנות אלה נפוצות כל כך באלקטרוניקה, עד כי אין זה כולל לפחות 20 כאלה בביתך. הם קטנים, נוחים, חסכוניים בחשמל, מוארים במיוחד, ולא מתחמם. מה לא לאהוב? ביסודו של דבר, האור במנורת LED, או דיודה פולטת אור, נוצר על ידי תנועת אלקטרונים בחומר המוליך למחצה, המקביל בערך לנימה בנורת ליבון. אפילו במעגלים המשעממים ביותר, אני נהנה להציב נוריות קטנות ירוקות או לבנות כדי להחיות את הדברים.

*אזהרה: תמיד נחנק את הזרם שנכנס לנורית עם סוג של נגד. הם בדרך כלל פועלים במתח נמוך, סביב 3.3 וולט.

שלב 10: בקרי מיקרו

שלב זה שונה מהאחרים, מכיוון שהוא לא עוסק ברכיב, אלא בנושא. בקרי מיקרו הם מחשבים פשוטים המשמשים לקליטת, פרשנות, הצגה והתייחסות לנתונים. רוב בקרי המיקרו משתמשים בכל או ברוב המרכיבים בהם דנו. מכיוון שיש כל כך הרבה סוגים של מיקרו-בקרים, אני אתן לך שלושה מהמומלצים ביותר למתחילים- Arduino, Raspberry Pi ו- BeagleBone. שלושת הלוחות הללו ניתנים לתכנות וניתן להשתמש בהם לכל מספר פרויקטים.

*כתב ויתור: אני הבעלים של ה- Arduino ו- Raspberry Pi בלבד, כך שאני לא יכול להתחייב ל- BeagleBone.

שלב 11: תכנות

תכנות זה מדהים. אני מקבל תחושת חמימות בכל פעם שאני עובד על תוכנית, סוג של עומס אדרנלין, אבל בלי תגובת הקרב/מעוף. הייתי רוצה להסביר את כל מה שאני יודע על תכנות, אבל זה ייקח קצת זמן. אז הנה הגרסה המרוכזת: יש הרבה שפות שונות שמחשבים מבינים (C, Python, JavaScript, Ruby, C ++, Java וכו '), ולמידת דיבור (או הקלדה) של אותן שפות היא אחד הדברים הטובים ביותר שתוכלו לעשות לעצמך. ברגע שאתה לומד את השפה, פשוט ספר למחשב (או למיקרו -בקר) מה אתה רוצה שהוא יעשה, וזה יעמוד בתנאי, לאחר קצת איתור באגים. בלי אפילו ידע בסיסי בתכנות, אתה שוקע לפני שאתה עולה על הסירה המטפורית של האלקטרוניקה.

שלב 12: זה הכל, אנשים

זה מסכם את ה- Instructable. תודה שקראתם, והקדישו את הזמן להצביע עבורי בתחרות האלקטרוניקה למתחילים אם נהניתם מהמדריך הזה. אני מאוד מקווה שאתה מרגיש השראה לעסוק בעיצוב אלקטרוני עכשיו.