Vše, co potřebujete vědět o elektronice pro začátečníky: 12 kroků

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

Ahoj znovu. V tomto Instructable se budeme zabývat velmi širokým tématem: všechno. Vím, že se to může zdát nemožné, ale pokud se nad tím zamyslíte, celý náš svět je řízen elektronickými obvody, od vodního hospodářství přes výrobu kávy až po dojíždění do práce/ školy. A všechna tato elektronická zařízení jsou řízena velmi podobnými součástmi (odpory, tranzistory, potenciometry, kondenzátory, přepínače a mnoho, mnoho, více). Všechny tyto součásti provádějí jeden z následujících úkolů- přijímání dat, zpracování dat a výstup dat. Například myš (což je kombinace spousty malých kousků) měří polohu, počítačový procesor o těchto informacích přemýšlí a monitor počítače pohybuje kurzorem podle vaší myši. Začněme tento Instructable tím, že si projdeme některé z výše uvedených komponent.

Krok 1: Přepněte

Ahh, starý dobrý vypínač. Jeden z nich je téměř v každém elektronickém obvodu, který byl kdy vyroben. Pokud máte dobrý obvod, který žádný nemá, napište prosím níže (knoflíkové baterie + diody LED se zde nepočítají). Přepínač má každopádně jednu úlohu- propustit elektřinu, nebo ne. K tomuto nevyslovenému hrdinovi elektroniky už toho mnoho říci nelze.

Krok 2: Rezistory

Rezistory jsou základním kamenem každého obvodu. Těžko bych našel jakoukoli desku plošných spojů (pro laika to je deska s plošnými spoji), která by neměla jeden z těchto životně důležitých předmětů snižujících napětí. Rezistory slouží k odebírání jednoho napětí a jeho snižování na nižší. O těchto životně důležitých malých součástech není třeba mnoho dalšího říkat.

Krok 3: Trasnistory

Tranzistory mohou být matoucí, zvláště u všech různých druhů. Tranzistor je v podstatě polovodičový spínač spouštěný elektrickým proudem. Tyto malé, ale výkonné přepínače se dodávají v různých modelech, z nichž každý má trochu jiné účely. Každý moderní obvod schopný zpracovávat data má jednoho z těchto chlapů.

Krok 4: Kondenzátor

Kondenzátory jsou prostředkem pro skladování malého množství elektřiny. Fungují takto: Existují dva kusy kovu rozdělené nevodivým materiálem. Typ nevodivého materiálu nebo dielektrika určuje druh kondenzátoru a k čemu bude použit.

Krok 5: Potenciometry/reostaty

Potenciometr je fascinující a důležitý typ proměnného odporu. K dispozici jsou 3 piny- 2 vstupy a jeden výstup. Použití všech tří kolíků z něj činí spíše senzor pro zadávání dat, zatímco použití dvou kolíků z něj dělá obyčejný starý způsob udušení napětí. Pokud jste něco jako já, chcete vědět, jak to funguje. V zásadě existuje odpor, kterým se pohybuje šoupátko nebo stěrač, což činí vzdálenost, v níž kolísá elektřina, v závislosti na poloze stěrače/ šoupátka. To zvyšuje nebo snižuje odpor. Potenciometry obecně vypadají jako na obrázku výše, ale jejich tvar a velikost se mohou lišit.

Krok 6: Bezkartáčový stejnosměrný motor

Tahle věc je docela cool. Kdysi jsem ukazoval malým dětem (technicky byly v mém věku- byl jsem v páté třídě) stejnosměrný motor připojením svorek k 9V baterii a to se roztočilo! Všechny ostatní děti žárlily (nebo jsem si to alespoň představoval). Můžete také ovládat výkon motoru. Je to velmi jednoduché zařízení- existují dvě nebo více elektromagnetických cívek, které střídají polaritu. Pak je tu normální magnet, který se otáčí kvůli odpuzování elektromagnetů (viz obrázek výše).

Krok 7: Relé

Relé je spínač aktivovaný elektrickým proudem. Na obrázku nahoře jsem to nakreslil na moji tabuli. V podstatě elektromagnetická cívka odpuzuje magnetickou elektrodu, takže se dotýká jiné elektrody, a tím nechává proud procházet obvodem.

Krok 8: Piezo bzučák

Piezo Buzzer je jednou z nejotravnějších věcí ve vesmíru. Chci říct, kdo chce slyšet „PÍP, PÍP, PÍP!“kdykoli uklízíme lednici? Nebo když se vypne mikrovlnná trouba, ale vy nechcete přestat sledovat Sherlocka a jste nuceni snášet „Píp píp, píp píp, píp píp“. Tyto malé sudo reproduktory jsou však důležitou součástí elektronického designu. Pokud chcete, aby váš obvod poskytoval zvukovou zpětnou vazbu, ale nepotřebujete běžný reproduktor, toto jsou vaše komponenty. Vytvářejí hluk s malou kovovou deskou zvanou piezo. Elektřina prochází piezo, což způsobuje, že vibruje velmi rychle. Tento pohyb vytváří vlněný vzduch, jinak známý jako zvuk. Rozteč vlnitého vzduchu je určena rychlostí vibrací a rychlost vibrací je určena napětím.

Krok 9: LED žárovky

Tyto malé žárovky jsou v elektronice tak běžné, že je neobvyklé, že jich doma nemáte alespoň 20. Jsou malé, cenově dostupné, energeticky účinné, super jasné a nezahřívají se. Co se nelíbí? V zásadě je světlo v LED nebo světelné diodě vytvořeno pohybem elektronů v polovodičovém materiálu, který je zhruba ekvivalentem vlákna v žárovce. I v těch nejnudnějších obvodech mě baví umisťovat malé zelené nebo bílé LED diody.

*Varování: Vždy potlačte proud jdoucí do LED pomocí nějakého odporu. Obvykle pracují při nízkém napětí, kolem 3,3 voltů.

Krok 10: Mikrokontroléry

Tento krok se liší od ostatních, protože nejde o komponentu, ale o téma. Mikrokontroléry jsou jednoduché počítače, které se používají k absorpci, interpretaci, zobrazení a reakci na data. Většina mikrokontrolérů používá všechny nebo většinu komponent, o kterých jsme diskutovali. Protože existuje tolik druhů mikrokontrolérů, dám vám tři nejvíce doporučované pro začátečníky- Arduino, Raspberry Pi a BeagleBone. Tyto tři desky jsou programovatelné a lze je použít pro libovolný počet projektů.

*Prohlášení: Vlastním pouze Arduino a Raspberry Pi, takže nemohu ručit za BeagleBone.

Krok 11: Programování

Programování je úžasné. Cítím teplo, kdykoli pracuji na programu, jakýsi adrenalin, ale bez reakce boj/let. Rád bych vysvětlil vše, co vím o programování, ale to by chvíli trvalo. Zde je zkrácená verze: Existuje mnoho různých jazyků, kterým počítače rozumějí (C, Python, JavaScript, Ruby, C ++, Java atd.), A naučit se mluvit (nebo psát) tyto jazyky je jednou z nejlepších věcí, které můžete udělat pro tebe. Jakmile se naučíte jazyk, řekněte počítači (nebo mikrokontroléru), co chcete, aby udělal, a po určitém ladění bude vyhovovat. Bez alespoň základní znalosti programování se potopíte, než se dostanete na metaforickou loď elektroniky.

Krok 12: To je vše, lidi

Tím je instruktáž ukončena. Děkuji, že jste si to přečetli, a pokud se vám tato příručka líbila, věnujte mi prosím čas a hlasujte pro mě v soutěži Začátečník v elektronice. Upřímně doufám, že se cítíte inspirováni k nástupu elektronického designu.