Gjithçka që duhet të dini për elektronikën fillestare: 12 hapa

2025 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2025-01-23 15:10

Pershendetje perseri. Në këtë Udhëzues do të mbulojmë një temë shumë të gjerë: gjithçka. E di që kjo mund të duket e pamundur, por nëse e mendoni mirë, e gjithë bota jonë kontrollohet nga qarku elektronik, nga menaxhimi i ujit deri në prodhimin e kafesë deri në udhëtimin në punë/ shkollë. Dhe të gjitha këto pajisje elektronike kontrollohen nga përbërës shumë të ngjashëm (rezistorë, transistorë, potenciometra, kondensatorë, çelsin, dhe shumë, shumë, më shumë). Të gjithë këta përbërës kryejnë një nga detyrat e mëposhtme- marrjen e të dhënave, përpunimin e të dhënave dhe daljen e të dhënave. Për shembull, një mi (i cili është një kombinim i shumë pjesëve të vogla) mat pozicionin, një procesor kompjuterik mendon për atë informacion dhe monitori i kompjuterit lëviz kursorin sipas miut tuaj. Le ta fillojmë këtë Udhëzues duke kaluar disa nga përbërësit e sipërpërmendur.

Hapi 1: Kaloni

Ahh, kaloni i mirë i vjetër. Ekziston një nga këto në pothuajse çdo qark elektronik të bërë ndonjëherë. Nëse keni një qark të mirë që nuk ka një, ju lutemi komentoni më poshtë (bateritë me monedhë + LED nuk llogariten këtu). Gjithsesi, çelësi ka një punë- të lëshojë energji elektrike, ose jo. Nuk ka shumë për të thënë për këtë hero të pashprehur të elektronikës.

Hapi 2: Rezistencat

Rezistencat janë një gur themeli i çdo qarku. Do ta kisha të vështirë të gjeja ndonjë PCB (kjo është Printed Circuit Board, për personin laik) që nuk ka një nga këto objekte vitale për zvogëlimin e tensionit. Rezistorët përdoren për të marrë një tension dhe për ta zvogëluar atë në një më të ulët. Asgjë tjetër nuk duhet thënë për këto përbërës të vegjël të vegjël.

Hapi 3: Trasnistorët

Transistorët mund të jenë konfuzë, veçanërisht me të gjitha llojet e ndryshme. Në thelb, një tranzistor është një ndërprerës gjysmëpërçues i shkaktuar nga një rrymë elektrike. Këto ndërprerës të vegjël, por të fuqishëm vijnë në modele të ndryshme të ndryshme, secila me qëllime paksa të ndryshme. Çdo qark modern i aftë për të përpunuar të dhëna ka një nga këta njerëz.

Hapi 4: Kondensatori

Kondensatorët janë një mjet për ruajtjen e sasive të vogla të energjisë elektrike. Kështu funksionojnë: Ka dy pjesë metalike të ndara nga një material jo përcjellës. Lloji i materialit jo përçues, ose dielektrik, përcakton llojin e kondensatorit dhe për çfarë do të përdoret.

Hapi 5: Potenciometra/Reostat

Potentiometri është një lloj rezistence interesante dhe e rëndësishme. Ka 3 kunja- 2 hyrje dhe një dalje. Përdorimi i të tre kunjave e bën atë më shumë një sensor për futjen e të dhënave, ndërsa përdorimi i dy kunjave e bën atë një mënyrë të thjeshtë të vjetër të mbytjes së tensionit. Nëse jeni diçka si unë, doni të dini se si funksionon. Në thelb, ekziston një rezistencë që rrëshqitësi ose fshirësi lëviz përgjatë, duke bërë që distanca e energjisë elektrike të luhatet në varësi të pozicionit në fshirës/ rrëshqitës. Kjo rrit ose zvogëlon rezistencën. Potenciometrat në përgjithësi duken si fotografia e mësipërme, por forma dhe madhësia e tyre mund të ndryshojnë.

Hapi 6: Motor pa furça DC

Kjo gjë është mjaft e lezetshme. Unë u tregoja fëmijëve të vegjël (ata ishin teknikisht në moshën time- isha në klasën e pestë) motorin DC duke lidhur terminalet me një bateri 9V dhe voila- ai rrotullohej! Të gjithë fëmijët e tjerë ishin xhelozë (ose kështu unë fantazova). Ju gjithashtu mund të përdorni fuqinë e motorit. Deviceshtë një pajisje shumë e thjeshtë- ka dy ose më shumë mbështjellje elektromagnetike që alternojnë polaritetin. Pastaj ekziston një magnet normal që rrotullohet për shkak të zmbrapsjes nga elektromagnetet (shiko foton më lart).

Hapi 7: Stafetë

Një stafetë është një ndërprerës i aktivizuar nga një rrymë elektrike. Unë e diagramova atë në tabelën time të bardhë në fotografinë e mësipërme. Në thelb, një spirale elektromagnetike zmbraps një elektrodë magnetike, duke e bërë atë të prekë një elektrodë tjetër, duke lënë kështu rrymë nëpër qark.

Hapi 8: Piezo Buzzer

Piezo Buzzer është një nga gjërat më të bezdisshme në univers. Dua të them, kush dëshiron të dëgjojë "BEEP, BEEP, BEEP!" sa herë që pastrojmë frigoriferin? Ose kur fiket mikrovalë, por ju nuk doni të ndaloni së shikuari Sherlock, dhe jeni të detyruar të duroni "Beep beep, Beep Beep, Beep beep". Sidoqoftë, këto sudo-folës të vegjël janë një pjesë e rëndësishme e dizajnit elektronik. Nëse dëshironi që qarku juaj të japë reagime audio, por nuk keni nevojë për një altoparlant të rregullt, këto janë përbërësit tuaj të shkuarjes. Ata bëjnë zhurmë me një pjatë të vogël metalike të quajtur piezo. Energjia elektrike kalon nëpër piezo, duke e bërë atë të dridhet shumë shpejt. Kjo lëvizje bën ajër të turbullt, i njohur ndryshe si zë. Hapi i ajrit të trazuar përcaktohet nga shpejtësia e dridhjes, dhe shpejtësia e dridhjes përcaktohet nga tensioni.

Hapi 9: Llamba LED

Këto llamba të vogla janë aq të zakonshme në elektronikë sa është e pazakontë të mos kesh të paktën 20 prej tyre në shtëpinë tënde. Ato janë të vogla, të përballueshme, me efikasitet energjetik, shumë të ndritshme dhe nuk nxehen. Çfarë nuk ju pëlqen? Në thelb, drita në një LED, ose diodë që lëshon dritë, krijohet nga lëvizja e elektroneve në materialin gjysmëpërçues që është afërsisht ekuivalenti i filamentit në një llambë inkandeshente. Edhe në qarqet më të mërzitshme, më pëlqen të vendos pak LED të gjelbër ose të bardhë për të gjallëruar gjërat.

*Paralajmërim: Gjithmonë mbytni rrymën duke shkuar në një LED me një lloj rezistence. Ata zakonisht veprojnë në një tension të ulët, rreth 3.3 volt.

Hapi 10: Mikrokontrolluesit

Ky hap është i ndryshëm nga të tjerët, pasi nuk ka të bëjë me një përbërës, por me një temë. Mikrokontrolluesit janë kompjuterë të thjeshtë që përdoren për të absorbuar, interpretuar, shfaqur dhe reaguar ndaj të dhënave. Shumica e mikrokontrolluesve përdorin të gjithë ose shumicën e përbërësve që diskutuam. Meqenëse ka kaq shumë lloje të mikrokontrolluesve, unë do t'ju jap tre nga më të rekomanduarit për fillestarët- Arduino, Raspberry Pi dhe BeagleBone. Këto tre borde janë të gjitha të programueshme dhe mund të përdoren për çdo numër projektesh.

*Mohim: Unë posedoj vetëm Arduino dhe Raspberry Pi, kështu që nuk mund të garantoj për BeagleBone.

Hapi 11: Programimi

Programimi është i mrekullueshëm. Kam një ndjenjë ngrohtësie sa herë që jam duke punuar në një program, një lloj nxitimi të adrenalinës, por pa përgjigjen e luftës/fluturimit. Unë do të doja të shpjegoja gjithçka që di për programimin, por kjo do të zgjasë ca kohë. Këtu është versioni i kondensuar: Ka shumë gjuhë të ndryshme që kompjuterët i kuptojnë (C, Python, JavaScript, Ruby, C ++, Java, etj.), Dhe të mësosh të flasësh (ose të shkruash) ato gjuhë është një nga gjërat më të mira që mund të bësh per veten tuaj. Pasi të mësoni gjuhën, thjesht tregoni kompjuterit (ose mikrokontrolluesit) se çfarë doni të bëjë, dhe do të përputhet, pas një korrigjimi. Pa as një njohuri themelore të programimit, do të fundoseni para se të hipni në varkën metaforike të elektronikës.

Hapi 12: Kjo është e gjitha, njerëz

Kjo përfundon udhëzuesin. Faleminderit për leximin, dhe ju lutemi merrni kohë për të votuar për mua në konkursin e Elektronikës Fillestare nëse ju pëlqeu ky udhëzues. Sinqerisht shpresoj se ndiheni të frymëzuar për të marrë dizajnin elektronik tani.