Основы электроники. урок №1: начало

Как проверить напряжение мультиметром

черный провод мультиметра необходимо подключить к разъему „COM”;
красный провод необходимо подключить к разъему для измерения напряжения „V” (Внимание! Подключение проводов иным образом может привести к повреждению прибора!)
мы ожидаем получить значение около 1,5 вольта, поэтому ручку мультиметра устанавливаем на значение «20» в области DCV или V- (буква V с тире, означает постоянный ток) и если это необходимо, включаем прибор (некоторые модели включаются при повороте ручки), при этом мультиметр должен показать 0;
металлическими наконечниками щупов мультиметра касаемся выводов батарейки… но какой куда? Попробуйте обе комбинации – результат должен быть один и тот же, только в одном случае будет отражаться положительное число, а в другом случае то же число, но только со знаком минус.
считываем значение – в нашем случае напряжение новой батарейки составляет 1,62 вольт;
выключаем мультиметр.

ВНИМАНИЕ! Во время проведения измерений, чтобы не повредить мультиметр, всегда выбирайте диапазон измерения большее максимально ожидаемого результата! Если мы не знаем чего ожидать, то безопаснее будет выбрать более высокий диапазон и в дальнейшем уменьшить его для получения максимально точного результата. Поскольку мы научились измерять напряжение мультиметром, то давайте померим и другие батарейки/аккумуляторы! Мы для тестирования выбрали:

Поскольку мы научились измерять напряжение мультиметром, то давайте померим и другие батарейки/аккумуляторы! Мы для тестирования выбрали:

• заряженный аккумулятор 1,2 вольта, размер АА — мультиметр показал 1,34 вольт.
• частично разряженный аккумулятор Ni-Mh (используемый в камере) — мультиметр наш показал 1,25 вольт.

Далее нам понадобятся 4 батарейки формата ААА, кассета для 4 батареек и макетная плата (что такое макетная плата и как ею пользоваться можно узнать здесь). Установим наши 4 батарейки в кассету. Затем концы проводов кассеты вставим в отверстия макетной платы так, как это показано на следующих фото:

Следующим шагом будет подготовка соединительных проводов (перемычек), их еще называют джамперами. Это такие провода, которые будут объединять отдельные радиодетали между собой на макетной плате.

Конечно же, какое-то количество джамперов входит в комплект вместе с макетной платой. Но если их у вас нет, то не беда, их можно сделать самим.

Держатель для платы
Материал: АБС + металл, размер зажима печатной платы (max): 20X14 см…

Подробнее

Для этого нам понадобится: компьютерный кабель, так называемая витая пара, ножницы или острый нож.

Для начала необходимо снять изоляцию с кабеля. Внутри кабеля мы видим скрученные между собой тонкие провода. Следующим шагом будет нарезка проводов необходимой длинны. И последнее что необходимо – это зачистить с обоих концов изоляцию примерно на 1 см.

Далее. Нам понадобится 4 короткие перемычки (для соединения линий питания платы) и 2 длинные, лучше если они будут красного и синего цвета.

Теперь мы на макетной плате соберем нашу первую схему. Возьмем резистор 22кОм с цветными полосками (красный-красный-оранжевый-золотой). А какое реальное сопротивление данного резистора? Давайте проверим это мультиметром!

Шаг 8: Дроссель/катушка индуктивности

Катушка индуктивности  — пассивный электронный компонент, что обладает высоким сопротивлением переменному току и малым сопротивлением постоянному. Она состоит из проволоки, плотно обмотанной вокруг твердого центрального ядра, которое концентрирует магнитный поток.

Катушка при протекании тока запасает энергию в создаваемом магнитном поле. При отключении внешнего источника, компонент отдаёт запасенную энергию, стремясь поддержать величину тока в цепи.

Стандартная единица индуктивности Генри, сокращённо Н. Это – общее название. Другое название — микрогенри, µH (1 µH =10^-6H) и милигенри mH (1 мГн =10^-3 H). Иногда, наногенри nH(1 nH = 10^-9 H).

Применения индукторов

Фильтры

Катушка индуктивность вместе с конденсаторами и резисторами используется для создания фильтров, цепей обратной связи, колебательных контуров. Катушка функционирует, как фильтр низких частот, так как импеданс (полное сопротивление переменному току) увеличивается, когда частота сигнала увеличивается.

Датчики

Бесконтактные датчики ценятся за их надежность и простоту работы, кроме того катушки могут использоваться для обнаружения магнитных полей или магнитопроницаемых материалов.

Индукторы также используются для беспроводной передачи тока и в электромеханическом реле.

Рекомендации начинающим

Электрик-новичок должен следовать таким советам:

1. При выборе сечения кабеля учитывают простой закон: мощность равна напряжению, умноженному на силу тока. По этой формуле рассчитывают главные токовые параметры. С помощью таблиц выбирают сечение проводников и характеристики других элементов электрической сети.
2. Провода прокладывают строго горизонтально или под прямым углом. Расстояние от потолка до кабеля должно составлять не менее 20 см. При наличии в помещении труб от них отступают не менее 40 см.
3. Распределительные щиты устанавливают на высоте 1,2 м. Между отдельными модулями оставляют расстояние, обеспечивающее циркуляцию воздуха.
4. Электрические цепи защищают автоматическими выключателями, срабатывающими при утечке тока.

Чтобы стать опытным электриком, нужно постоянно выполнять практические задания и совершенствовать навыки.

Инструменты в помощь электрику

Неважно мастер вы или начинающий электрик, для работы у вас должен быть набор специализированного инструмента, который поможет качественно и гораздо быстрее справиться с поставленной задачей. Хотя инструментов и огромное количество, разделяются они на три группы

Виды инструмента:

• Ручные приспособления;
• Электроинструменты;
• Измерительные приборы.

К ручным приспособлениям относят: различные монтажные отвёртки (плоские и фигурные). Пассатижи, которыми не только перекусывают провода, а так же соединяют контакты в «скрутки». Различные монтажные ножи для снятия изоляции с кабеля. Бокорезы, с их помощью, легко перекусить более толстые жилы. Обжимные клещи, если для соединения контактов используются гильзы. Молоток и зубило.

В набор электроинструментов входят:

• Перфоратор с различными коронками и бурами по дереву и бетону;
• Шуруповёрт;
• Шлифовальная машина (УШМ) – «болгарка»;
• Необходимые измерительные приборы: Мультиметр и индикаторная отвёртка.

Не забудьте добавить к этому списку изоленту, рулетку, различные термоусадки, а так же маркер или карандаш.

С чего начать обучение

Пособия по электрике «для чайников» присутствуют на информационных порталах. Дефицита таких материалов не наблюдается, поэтому каждый желающий может начать изучать дисциплину с нуля. Однако если человек планирует получить профессию электрика, ему придется поступать на соответствующий факультет высшего или средне-специального учебного заведения.

Вуз, техникум, колледж

Многие учебные учреждения предлагают получить профессиональное образование электрика. Стоит рассмотреть особенности обучения в каждом из них:

1. Полный курс в ВУЗе длится 4-5 лет. Здесь дается минимальная практическая база. Однако ВУЗы готовят специалистов с хорошими теоретическими знаниями. Учебные заведения принимают выпускников 11-х классов или ССУЗов.
2. Техникумы дают равное количество теоретических и практических навыков. Обучение направлено на получение рабочей специальности. Поэтому теория изучается менее детально, чем в ВУЗе. Техникумы принимают выпускников 9-х или 11-х классов школы. Обучение длится 4 или 3 года соответственно.
3. Училище или колледж. Такие заведения подготавливают рабочих, поэтому теоретическая часть сведена к минимуму. Профессию электрика в училище можно получить за 1-3 года.

Курсы

Такие программы помогают освоить базовые навыки за 2-8 недель. Уроки проходят как в стандартном, так и в онлайн-режиме. Недостатком курсов считается малый объем получаемых знаний. Начинающий электрик изучает азы электротехники, осваивает некоторые навыки. Практические занятия обучающийся проводит самостоятельно.

Самообучение

Если описанные способы обучения не подходят, человек может осваивать электротехнику самостоятельно с помощью специальной литературы. Выполнять сложные задачи в таком случае электрик не сможет, однако смонтировать проводку в квартире ему будет под силу. Чтобы стать опытным специалистом с помощью самоучителей, необходимо проходить практику помощником электрика. Ученик должен внимательно следить за действиями наставника, выполнять несложные задания.

Как обеспечить питание систем

Начинающим рекомендуется питать устройства от различных батареек или аккумуляторов из-за низкого напряжения на клеммах и ограниченной допустимой нагрузке по току, а значит, безопасности и минимальному риску поражения

Главное — 
осторожность, чтобы не замкнуть провода. Короткое замыкание следует устранить как можно скорее, желательно разомкнув цепь

Иначе аккумулятор нагревается, и могут вытечь вредные вещества.

Другой вариант питания устройств — регулируемый магазинный источник питания, изготовленный в соответствии со стандартами безопасности. Использование различных дешевых, неопробованных изобретений может нести большую опасность. Поэтому для обучения лучше выбрать маленькую батарейку на 9 В.
 

Примечания

1. Технология изготовления микросхем // 1. Общие сведения о микросхемах и технологии их изготовления.. Проверено 11 октября 2010. Архивировано 10 февраля 2012 года.
2. См. в частности Механцев Е. Б. Об одном полузабытом событии (к пятидесятилетию микроэлектроники), Электроника: Наука, технология, бизнес, выпуск 7, 2009 https://www.electronics.ru/journal/article/293
3. История Ангстрема Архивная копия от 2 июня 2014 на Wayback Machine
4. Музей электронных раритетов — Гибриды — 201-я серия
5. Создание первой отечественной микросхемы. Chip News №8, 2000 г..
6. Петров Л., Удовик А. Кто изобрёл… интегральную схему? // Электронные компоненты. 2013. №8. С. 10-11. (недоступная ссылка)
7. История отечественной электроники, 2012 г., том 1, под ред. директора Департамента радиоэлектронной промышленности Минпромторга России Якунина А. С., стр. 632
8. Охраняется гл. 74 «Право на топологии интегральных микросхем» ГК РФ как интеллектуальная собственность (ст. 1225 «Охраняемые результаты интеллектуальной деятельности и средства индивидуализации»).
9. What is Ultra Large-Scale Integration (ULSI)? — Definition from Techopedia
10. Стандарты и качество, Issues 1-5 1989 стр 67 «Сверхбольшая интегросхема (СБИС) — около 100 тыс. элементов; ультрабольшая интегросхема (УБИС) — более 1 млн элементов»
11. ↑ 12 Is 14nm the end of the road for silicon chips? // ExtremeTech, September 2011
12. H. Iwai, Roadmap for 22 nm and beyond Архивная копия от 23 сентября 2015 на Wayback Machine / Microelectron. Eng. (2009), doi:10.1016/j.mee.2009.03.129
13. https://download.intel.com/newsroom/kits/22nm/pdfs/22nm-details_presentation.pdf
14. https://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/pdf/foundry/mark-bohr-2014-idf-presentation.pdf
15. Moore’s Law Buckles as Intel’s Tick-Tock Cycle Slows Down, July 16, 2015
16. Нефедов А.В., Савченко A.M., Феоктистов Ю.Ф. Зарубежные интегральные микросхемы для промышленной электронной аппаратуры: Справочник. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — С. 4. — 300 000 экз. — ISBN 5-283-01540-8.
17. Якубовский С.В., Барканов Н.А., Ниссельсон Л.И. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы. Справочное пособие. — 2-е изд. — М.: «Радио и связь», 1985. — С. 4—5.
18. К174ХА42 — однокристальный ЧМ радиоприёмник
19. Pressure sensors
20. Магнитоуправляемые ИС на основе кремниевых датчиков Холла (недоступная ссылка)
21. Интегральные аналоговые термодатчики в схемах на МК
22. Интегральные датчики компании Maxim
23. Проектирование аналоговых микросхем на МОП-транзисторах. Часть 1. Малосигнальная модель МОП-транзистора с источниками шумов
24. ПРАВО НА ТОПОЛОГИИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ

Начало изучения радиотехники начинающими

Перед тем, как изучать радиотехнику или электронику, нужно понять, зачем именно это нужно человеку

Если это увлечение на пару дней или месяцев, то лучше сразу бросить затею, поскольку, если относиться к электронике халатно и не соблюдать меры предосторожности, можно нанести сильный вред своему организму. Если данная сфера увлекала еще с детства, но не было времени начать заниматься, то сейчас самое время начать

Постепенное погружение подразумевает:

• Получение или закрепление теоретических знаний физики. Для начала достаточно будет школьных знаний по электрофизике, включающих подробное изучение закона Ома – основы всей электрики.
• Ознакомление с теорией. От более абстрактных вещей физики следует перейти к более осязаемым. Теория подразумевает точное и полное описание всех понятий, деталей, инструментов и приборов, которые будут использоваться на практике. Садиться и начать что-либо паять без теоретических основ не получится.
• Применение на практике. Логическое завершение теории, позволяющее закрепить весь изученный материал и применить его при создании конкретных схем или приборов.

Закон Ома

Безопасность и практика

Осваивая курс электротехники для начинающих, необходимо уделить особое внимание вопросам безопасности, поскольку несоблюдение определенных правил может привести к трагическим последствиям. Первое правило, которому необходимо следовать, – обязательно знакомиться с инструкцией

У всех электроприборов в руководстве по эксплуатации всегда имеется раздел, который посвящен вопросам безопасности

Первое правило, которому необходимо следовать, – обязательно знакомиться с инструкцией. У всех электроприборов в руководстве по эксплуатации всегда имеется раздел, который посвящен вопросам безопасности.

Второе правило заключается в контроле состояния изоляции проводников. Все провода обязательно должны покрываться специальными материалами, не проводящими электричество (диэлектриками). Если изоляционный слой нарушен, в первую очередь, следует его восстановить, иначе возможно нанесение вреда здоровью. Кроме того, работу в целях безопасности с проводами и электрооборудованием следует производить только в специальной одежде, которая не проводит электричество (резиновые перчатки и диэлектрические боты).

Третье правило состоит в использовании для диагностики параметров электросети только специальных приборов. Ни в коем случае не стоит делать этого голыми руками или пробовать «на язык».

Обратите внимание!

Пренебрежение данными элементарными правилами является основной причиной травм и несчастных случаев в работе электриков и электромонтеров.

Чтобы получить начальное представление об электричестве и принципах работы устройств с его применением, рекомендуется пройти специальный курс или изучить пособие «Электротехника для начинающих». Подобные материалы разработаны специально для тех, кто пытается с нуля освоить данную науку и получить необходимые навыки для работы с электрооборудованием в быту.

В пособии и видеоуроках подробно рассказывается, как устроена электрическая цепь, что такое фаза, а что такое ноль, чем отличается сопротивление от напряжения и силы тока и так далее

Отдельное внимание уделяется технике безопасности, чтобы избежать травм при работе с электроприборами

Конечно, изучение курсов или чтение пособий не позволит стать профессиональным электриком или электромонтером, но решить большинство бытовых вопросов по итогам освоения материала будет вполне по силам. Для профессиональной работы требуется уже получение специального допуска и наличие профильного образования. Без этого выполнять должностные обязанности запрещается различными инструкциями. Если же предприятие допустит человека без необходимого образования к работе с электрооборудованием, и он получит травму, руководитель понесет серьезное наказание, вплоть до уголовного.

Что происходит, когда включается микроконтроллер?

Итак, давай представим идеальный мир, в котором у тебя есть МК и в его память уже записана программа. Или, как обычно говорят, МК «прошит» (при этом программу называют «прошивкой») и готов к бою.

Что произойдёт, когда ты подашь питание на свою схему с МК? Оказывается, ничего особенного. Там нет вообще никакой магии. Происходить будет следующее:

Местоположение начала программы устанавливается при производстве МК и никогдане меняется. МК считает первую команду, выполнит её, затем считает вторую команду, выполнит её, затем третью и так до последней. Когда же он считает последнюю команду, то всё начнётся сначала, так как МК выполняет программу по кругу, если ему не сказали остановится. Так вот он и работает.

Но это не мешает писать сложные программы, которые помогают управлять холодильниками, пылесосами, промышленными станками, аудиоплеерами и тысячами других устройств. Ты тоже можешь научиться создавать устройства с МК. Это потребует времени, желания и немножко денег. Но это такие мелочи, правда?

Пути совершенствования (микроминиатюризация)

С момента появления твердотельной электроники она начала развиваться темпами математической прогрессии. Активные радиоэлементы, по сравнению со старыми прототипами, уменьшились по размеру в тысячи раз. Некоторые детали стали измеряться в нанометрах. Большие электрические схемы стали помещаться в одном чипе (микросхеме).

Внедрение новых технологий открыло путь резкому развитию микроэлектроники. Это видно по совершенствованию приборов сотовой связи. За относительно короткий срок простой сотовый телефон превратился в смартфон с огромными возможностями. Громоздкие по габаритам маломощные компьютеры были заменены на ноутбуки. Появилось много различных миниатюрных электронных гаджетов. Прогресс в совершенствовании продуктов электронной промышленности с каждым днём только набирает обороты.

Познавательная электроника для начинающих должна начинаться с усвоения учебников, видео программ по основам цифровой электроники. Нужно понимать, что такое микросхематика, практическая электроника, как составляются цепи в электронных схемах. Самоучители пошагово дадут возможность ученику познать основы электроники.

Плата электронной схемы

Микросхема в радиоприемнике

Предлагаем испытать эту микросхему в высокочастотном тракте приемника, собранного, например, по схеме, приведенной на рис. 3. Входной контур магнитной антенны такого приемника образуют катушка L1 и конденсатор переменной емкости С1. Высокочастотный сигнал радиостанции, на волну которой контур настроен, через катушку связи L2 и разделительный конденсатор С2 поступает на вход (вывод 3) микросхемы Л1.

С выхода микросхемы (вывод 10, соединенный с выводом 9) усиленный сигнал подается через конденсатор С4 на детектор, диоды VI и V2 которого включены по схеме умножения напряжения, а выделенный им низкочастотный сигнал телефоны В1 преобразуют в звук. Приемник питается от батареи GB1, составленной из четырех элементов 332, 316 или пяти аккумуляторов Д-01.

Рис. 3. Схема приемника на микросхеме.

Во многих транзисторных приемниках усилитель высокочастотного тракта образуют транзисторы, а в этом — микросхема. Только в этом и заключается разница между ними.

Имея опыт предыдущих практикумов, ты, надеюсь, сможешь самостоятельно смонтировать иг наладить такой приемник и даже, если пожелаешь, дополнить его усилителем НЧгдля громкоговорящего радиоприема.

Структурная интегральная схема внутри чипа

Итак, процесс создания интегральной схемы начинается от монокристалла кремния, напоминающего по форме длинную сплошную трубу, «нарезанную» тонкими дисками — пластинами. Такие пластины размечаются на множество одинаковых квадратных или прямоугольных областей, каждая из которых представляет один кремниевый чип (микрочип). Пример внутренней структуры интегральной схемы, демонстрирующий возможности такой уникальной технологии интеграции полноценных электронных схемотехнических решений.

Будет интересно Все о блоках питания — схема устройства, изготовление своими руками

Затем на каждом таком чипе создаются тысячи, миллионы или даже миллиарды компонентов путём легирования различных участков поверхности — превращения в кремний N-типа или P-типа. Легирование осуществляется различными способами. Один из вариантов — распыление, когда ионами легирующего материала «бомбардируют» кремниевую пластину.

Другой вариант — осаждение из паровой фазы, включающий введение легирующего материала газовой фазой с последующей конденсацией. В результате такого ввода примесные атомы образуют тонкую пленку на поверхности кремниевой пластины. Самым точным вариантом осаждения считается молекулярно-лучевая эпитаксия.

Конечно, создание интегральных микросхем, когда упаковываются сотни, миллионы или миллиарды компонентов в кремниевый чип размером с ноготь, видится сложнейшим процессом. Можно представить, какой хаос принесёт даже небольшая крупинка в условиях работы в микроскопическом (наноскопическом) масштабе. Вот почему полупроводники производятся в лабораторных условиях безупречно чистых. Воздух лабораторных помещений тщательно фильтруется, а рабочие обязательно проходят защитные шлюзы и облачаются в защитную одежду.

Кто создал интегральную схему?

Разработка интегральной схемы приписывается двум физикам — Джеку Килби и Роберту Нойсу, как совместное изобретение. Однако фактически Килби и Нойс вынашивали идею интегральной схемы независимо друг от друга. Между учёными даже существовала своего рода конкуренция за права на изобретение.

Джек Килби трудился в «Texas Instruments», когда учёному удалось реализовать идею монолитного принципа размещения различных частей электронной схемы на кремниевом чипе. Учёный вручную создал первую в мире интегральную микросхему (1958 год), использовав чип на основе германия. спустя год подала заявку на патент.

Тем временем представитель другой — Роберт Нойс, проводил эксперименты с миниатюрными цепями своего устройства. Благодаря серии фотографических и химических методов (планарный процесс), учёный всего лишь на год позже Килби создал практичную интегральную схему. Методика получения также была оформлена заявкой на патент.

Микросхемы на плате

Электроника на практике

ПЭ – это раздел электроники, на практике показывающий основные закономерности электричества. Именно в практической части изучается каждый элемент цепи отдельно и применяется на деле в совокупности с другими. С этим названием вышла и книга, в которой можно найти много интересных статей по электротехнике, сформулированных на общедоступном языке.

Материал включает в себя фотографии и опыты, к которым даны полные инструкции. Прочитав его, можно спокойно разбираться во всех электронных и радиотехнических терминах, овладеть пайкой и получить навыки дл чтения простых схем.

Вам это будет интересно Средства защиты от статического электричества

Важно! Прошло второе переиздание книги, в котором были отредактированы небольшие ошибки и опечатки, учтены пожелания читателей. Второе издание стало стоящим и полезным учебником для начинающих радиолюбителей

Как научиться читать принципиальные схемы

На самом деле есть только несколько способов. Это теория и практика. Если вы выучите обозначение радиодеталей, это еще не значит, что вы выучили схемотехнику. Это все равно, что выучить азбуку, но без грамматики и практики вы не выучите язык.

Например простая схема усилителя на одном транзисторе.

Вход X1 плюс (левый или правый канал), X2 минус. Звуковой сигнал поступает на электролитический конденсатор C1. Он защищает транзистор VT1 от замыкания, поскольку транзистор VT1 постоянно открыт при помощи делителя напряжения на R1 и R2. Делитель напряжения устанавливает рабочую точку на базе транзистора VT1, и транзистор не искажает входной сигнал. Резистор R3 и конденсатор C2, которые подключены к эмиттеру транзистора VT1, выполняют функцию термостабилизации рабочей точки при повышении температуры транзистора. Электролитический конденсатор C3 накапливает и фильтрует питающее напряжение. Динамическая головка BF1 служит выходом звукового сигнала.

Можно ли это понять, только выучив обозначения радиодеталей без схемотехники и теории? Навряд-ли.

Еще сложнее дело обстоит с цифровой техникой.

Что это за микроконтроллер, какие он функции выполняет, какая прошивка и какие фьюзы в нем установлены? А вторая микросхема, какой это усилитель? Без даташитов и описания к схеме не получится понять ее работу.Изучайте схемотехнику, теорию и практику. Просто выучив название деталей не получится разобраться в схемотехнике. Обозначение радиодеталей выучиться само по себе по мере практики и накопления знаний. Еще все зависит от выбранной отрасли. У связистов одна схемотехника, у ремонтников мобильной техники другая. А те, кто занимается звуком, не очень поймут электриков. Как и наоборот. Чтобы понять другую отрасль, ее схемотехнику и принципы работы нужно в нее погрузиться.

Поэтому, не следует строить иллюзии. Изучайте схемотехнику и собирайте схемы.

Принципиальные схемы помогают собирать устройства, и при изучении теории, понимать работу устройства. Без знаний и опыта, схема это просто схема.

Читать онлайн «Электроника для начинающих (2-е издание)» автора Платт Чарльз — RuLit — Страница 1

ОБ АВТОРЕ

Чарльз Платт заинтересовался вычислительной техникой, когда в 1979 году приобрел микрокомпьютер Ohio Scientific С4Р. Освоив программирование, он стал самостоятельно разрабатывать программное обеспечение и продавать его по почте. В дальнейшем он вел курсы по программированию на языке BASIC, по операционной системе MS-DOS и, в конечном итоге, по приложениям Adobe Illustrator и Photoshop. На протяжении 80-х годов он написал пять книг компьютерной тематики.

Он также писал научно-фантастические романы, в числе которых The Silicon Man («Кремниевый человек») (опубликован первоначально издательством Bantam, а позднее издательством Wired Books) и Protektor («Защитник») (опубликован издательством Avon Books). В 1993 году Чарльз Платт начал сотрудничать с журналом Wired, где пару лет спустя стал одним из ведущих авторов.

С третьего выпуска Make: Magazine началось сотрудничество Чарльза Платта с этим журналом, и оно успешно продолжается до сих пор.

В настоящее время Чарльз проектирует и собирает опытные образцы медицинского оборудования в своей мастерской, расположенной на севере штата Аризона.

ПОСВЯЩАЕТСЯ

Читателям первого издания книги Make:Electronics, которые привнесли много идей и рекомендаций для этого второго издания. В частности: Джереми Франку Jeremy Frank), Рассу Спраузу (Russ Sprouse), Дарралу Типлзу (Darral Teeples), Эндрю Шо (Andrew Shaw), Брайану Гуду (Brian Good), Бэхраму Пейтелю (Behram Patel), Брайану Смиту (Brian Smith), Гэри Уайту (Gary White), Тому Мэлону (Tom Malone), Джо Эверхарту (Joe Everhart), Дону Гирвину (Don Girvin), Маршаллу Мэги (Marshall Magee), Альберту Кину (Albert Qin), Виде Джону (Vida John), Марку Джонсу (Mark Jones), Крису Сильве (Chris Silva) и Уоррену Смиту (Warren Smith). Некоторые из них также оказали добровольную помощь в выявлении ошибок в тексте. Отзывы моих читателей по-прежнему являются очень ценным источником информации.

ВЫРАЖАЮ ПРИЗНАТЕЛЬНОСТЬ

Я открыл электронику вместе со своими школьными друзьями. Мы были «ботаниками» еще задолго до того, как появилось это словцо. Патрик Фагг (Patrick Fagg), Хью Левинсон (Hugh Levinson), Грехэм Роджерс (Graham Rogers) и Джон Уитти (John Witty) продемонстрировали мне много интересного в этой сфере.

Марк Фрауэнфельдер (Mark Frauenfelder) убедил меня вернуться к любительскому конструированию. Гарет Брэнуин (Gareth Branwyn) способствовал появлению книги Make:Electronics, а Брайан Джепсон (Brian Jepson) сделал возможным выход ее продолжения и этого нового издания. Все они втроем — самые лучшие редакторы, которых я знаю, и они также мои лучшие приятели. Большинству авторов повезло не в такой степени.

Я также благодарен Дэйлу Догерти (Dale Dougherty) за поддержку в самом начале пути и за радушный прием меня в качестве участника.

Расс Спрауз (Russ Sprouse) и Энтони Голин (Anthony Golin) собирали и тестировали схемы. Проверку технических фактов осуществляли Филипп Марек (Philipp Marek), Фредрик Янссон (Fredrik Jansson) и Стив Конклин (Steve Conklin). Не ругайте их, если в этой книге еще остались ошибки. Гораздо легче допустить ошибку с моей стороны, чем кому-либо найти ее.

ЧТО НОВОГО ВО ВТОРОМ ИЗДАНИИ

Все тексты первого издания этой книги были переписаны, большая часть фотографий и схем заменена.

В этой книге везде теперь используются макетные платы с одинарными шинами питания для снижения риска ошибок при монтаже. Это изменение повлекло за собой пересмотр электрических схем, но я думаю, что оно того стоило.

Вместо фотографий макетов устройств теперь приводятся схемы размещения компонентов на макетной плате. Я полагаю, что так понятнее. Рисунок соединений изнутри макетной платы был изменен в соответствии с выбранным типом платы.

Добавлены новые фотографии инструментов и расходных материалов. Для указания размера мелких предметов использована фоновая сетка.

По возможности я заменил компоненты на более дешевые. Также я уменьшил количество комплектующих, которые вам нужно купить.

Были полностью пересмотрены три эксперимента:

• В проекте «Игральные кости» устаревшие микросхемы серии LS74xx, которые рекомендовались в первом издании, теперь заменены на более новые микросхемы 74НСхх, как и в остальных устройствах, описанных в книге.

• Вместо генератора на однопереходном транзисторе предложена схема мультивибратора на двух биполярных транзисторах.

• В разделе о микроконтроллерах теперь признано, что Arduino стала самой популярной микропроцессорной средой для начинающих.

Кроме того, два устройства, предполагающих изготовление компонентов в мастерской с использованием АБС-пластика, были изъяты, поскольку многие читатели не сочли их целесообразными.

Микросхемотехника

Радиотехника для начинающих

Постепенное совершенствование технологий выпуска электронных комплектующих привело к появлению сначала микромодулей, а впоследствии – микросхем. При этом плотность размещения отдельных элементов превысила 10 штук на см3. Отметим, что под понятие «микромодуль» уже в то время подпадали следующие детали:

• Полупроводниковые изделия (диоды, транзисторы);
• Пассивные элементы (резисторы);
• Конденсаторы, а также другие детали небольших размеров.

На смену им со временем пришли интегральные элементы, открывшие эпоху современной микросхемотехники.

Микросхемотехника

В плане реализации схемных решений интегральная электроника почти ничем не отличается от транзисторной логики, поскольку микросхема состоит из тех же дискретных элементов, имеющих миниатюрные размеры (примерно 0,5-1 мкм).

Современные электронные технологии обеспечили резкое увеличение показателя плотности монтажа элементов, величина которой была доведена до нескольких тысяч единиц на 1 см3.

Закон Ома

Данный закон относится к основным положениям и понятиям электротехники. Он наиболее точно отражает зависимость между такими величинами, как сила тока, напряжение, сопротивление и мощность. Определения этих величин уже были рассмотрены, теперь нужно установить степень их взаимодействия и влияния друг на друга.

Для того чтобы вычислить ту или иную величину, необходимо воспользоваться следующими формулами:

1. Сила тока: I = U/R (ампер).
2. Напряжение: U = I x R (вольт).
3. Сопротивление: R = U/I (ом).

Зависимость этих величин, для лучшего понимания сути процессов, часто сравнивается с гидравлическими характеристиками. Например, внизу бака, наполненного водой, устанавливается клапан с примыкающей к нему трубой. При открытии клапана вода начинает течь, поскольку существует разница между высоким давлением в начале трубы и низким – на ее конце. Точно такая же ситуация возникает на концах проводника в виде разности потенциалов – напряжения, под действием которого электроны двигаются по проводнику. Таким образом, по аналогии, напряжение представляет собой своеобразное электрическое давление.

Силу тока можно сравнить с расходом воды, то есть ее количеством, протекающим через сечение трубы за установленный период времени. При уменьшении диаметра трубы уменьшится и поток воды в связи с увеличением сопротивления. Этот ограниченный поток можно сравнить с электрическим сопротивлением проводника, удерживающим поток электронов в определенных рамках. Взаимодействие тока, напряжения и сопротивления аналогично гидравлическим характеристикам: с изменением одного параметра, происходит изменение всех остальных.

Похожие записи:

Кто такой лингвист и сколько на него учится? Кафедра товароведения и технологии общественного питания Профессия event-менеджер Списки поступающих в железнодорожный колледж в ростове [уроки автокад] полный видеокурс автокад с нуля бесплатно «двухмерное проектирование» Архитектурно-строительные вузы россии