Mọi thứ bạn cần biết về điện tử mới bắt đầu: 12 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Xin chào lần nữa. Trong Tài liệu hướng dẫn này, chúng tôi sẽ đề cập đến một chủ đề rất rộng: mọi thứ. Tôi biết điều đó có vẻ không khả thi, nhưng nếu bạn nghĩ về nó, toàn bộ thế giới của chúng ta được điều khiển bởi mạch điện tử, từ quản lý nước đến sản xuất cà phê đến việc đi làm / đi học. Và tất cả các thiết bị điện tử này đều được điều khiển bởi các thành phần rất giống nhau (điện trở, bóng bán dẫn, chiết áp, tụ điện, công tắc, và nhiều, nhiều hơn nữa). Tất cả các thành phần này đều thực hiện một trong các tác vụ sau - lấy dữ liệu, xử lý dữ liệu và xuất dữ liệu. Ví dụ: một con chuột (là sự kết hợp của nhiều mảnh nhỏ) đo vị trí, bộ xử lý máy tính nghĩ về thông tin đó và màn hình máy tính di chuyển con trỏ theo con chuột của bạn. Hãy bắt đầu Có thể hướng dẫn này bằng cách xem qua một số thành phần đã nói ở trên.

Bước 1: Chuyển đổi

Ahh, công tắc cũ tốt. Có một trong những điều này trong hầu hết mọi mạch điện tử từng được sản xuất. Bạn nào có mạch hay mà chưa có thì comment bên dưới (pin xu + led không tính ở đây). Dù sao, công tắc có một công việc - cho phép dòng điện chạy qua, hoặc không. Không còn nhiều điều để nói về người hùng bất thành văn này của ngành điện tử.

Bước 2: Điện trở

Điện trở là nền tảng của bất kỳ mạch điện nào. Tôi sẽ rất khó tìm thấy bất kỳ PCB nào (đó là Bảng mạch in, dành cho người dân) không có một trong những đối tượng giảm điện áp quan trọng này. Điện trở được sử dụng để lấy một điện áp và giảm nó xuống một điện áp thấp hơn. Không cần phải nói nhiều về những thành phần nhỏ quan trọng này.

Bước 3: Kẻ phản bội

Các bóng bán dẫn có thể gây nhầm lẫn, đặc biệt là với tất cả các loại khác nhau. Về cơ bản, một bóng bán dẫn là một công tắc bán dẫn được kích hoạt bởi một dòng điện. Những thiết bị chuyển mạch nhỏ nhưng mạnh mẽ này có nhiều kiểu khác nhau, mỗi kiểu có các mục đích hơi khác nhau. Mỗi mạch hiện đại có khả năng xử lý dữ liệu đều có một trong những kẻ này.

Bước 4: Tụ điện

Tụ điện là một phương tiện để lưu trữ một lượng nhỏ điện năng. Đây là cách chúng hoạt động: Có hai miếng kim loại được ngăn bằng vật liệu không dẫn điện. Loại vật liệu không dẫn điện, hoặc chất điện môi, xác định loại tụ điện và nó sẽ được sử dụng để làm gì.

Bước 5: Chiết áp / Biến áp

Potentiometer là một loại biến trở hấp dẫn và quan trọng. Có 3 chân - 2 đầu vào và một đầu ra. Sử dụng cả ba chân làm cho nó giống như một bộ cảm biến để nhập dữ liệu, trong khi việc sử dụng hai chân khiến nó trở thành một cách đơn giản gây nghẹt điện áp. Nếu bạn giống tôi, bạn muốn biết nó hoạt động như thế nào. Về cơ bản, có một điện trở mà một thanh trượt hoặc cần gạt nước di chuyển dọc theo, làm cho khoảng cách điện dao động tùy thuộc vào vị trí trên cần gạt nước / thanh trượt. Điều này làm tăng hoặc giảm sức đề kháng. Các chiết áp nhìn chung giống như hình trên, nhưng hình dạng và kích thước của chúng có thể khác nhau.

Bước 6: Động cơ DC không chổi than

Điều này là khá tuyệt. Tôi đã từng cho trẻ nhỏ xem (về mặt kỹ thuật chúng bằng tuổi tôi - tôi học lớp năm) động cơ DC bằng cách kết nối các đầu cuối với pin 9V và thì đấy - nó quay! Tất cả những đứa trẻ khác đều ghen tị (hoặc tôi tưởng tượng). Bạn cũng có thể sử dụng sức mạnh của động cơ. Nó là một thiết bị rất đơn giản - có hai hoặc nhiều cuộn dây điện từ thay thế phân cực. Sau đó, có một nam châm bình thường quay do lực đẩy từ các nam châm điện (xem hình trên).

Bước 7: Chuyển tiếp

Rơ le là một công tắc được kích hoạt bằng dòng điện. Tôi đã vẽ sơ đồ nó trên bảng trắng của mình trong hình trên. Về cơ bản, một cuộn dây điện từ đẩy một điện cực từ, làm cho nó chạm vào một điện cực khác, do đó cho phép dòng điện chạy qua mạch.

Bước 8: Piezo Buzzer

Piezo Buzzer là một trong những thứ khó chịu nhất trong vũ trụ. Ý tôi là, ai muốn nghe "BEEP, BEEP, BEEP!" bất cứ khi nào chúng tôi dọn dẹp tủ lạnh? Hoặc khi lò vi sóng đang tắt, nhưng bạn không muốn ngừng xem Sherlock, và bạn buộc phải chịu đựng "Bíp bíp, Bíp bíp, Bíp bíp." Tuy nhiên, những chiếc loa siêu nhỏ này là một phần quan trọng của thiết kế điện tử. Nếu bạn muốn mạch của mình cung cấp phản hồi âm thanh, nhưng không cần loa thông thường, đây là các thành phần bạn muốn. Chúng tạo ra tiếng ồn bằng một tấm kim loại nhỏ gọi là piezo. Dòng điện chạy qua piezo, làm nó dao động rất nhanh. Chuyển động này tạo ra không khí nguệch ngoạc, hay còn được gọi là âm thanh. Cao độ của không khí nguệch ngoạc được xác định bởi tốc độ của rung động và tốc độ của rung động được xác định bởi điện áp.

Bước 9: Bóng đèn LED

Những bóng đèn nhỏ này rất phổ biến trong các thiết bị điện tử nên không có ít nhất 20 bóng đèn trong số này trong nhà của bạn. Chúng nhỏ, giá cả phải chăng, tiết kiệm năng lượng, siêu sáng và không nóng. Không thích cái gì? Về cơ bản, ánh sáng trong đèn LED, hay Diode phát quang, được tạo ra bởi sự chuyển động của electron trong vật liệu bán dẫn gần tương đương với dây tóc trong bóng đèn sợi đốt. Ngay cả trong các mạch nhàm chán nhất, tôi thích đặt các đèn LED nhỏ màu xanh lá cây hoặc trắng để làm sống động mọi thứ.

* Cảnh báo: Luôn ngắt dòng điện đi vào đèn LED với một số loại điện trở. Chúng thường hoạt động ở điện áp thấp, khoảng 3,3 volt.

Bước 10: Bộ vi điều khiển

Bước này khác với các bước khác, vì nó không liên quan đến một thành phần, mà là một chủ đề. Bộ vi điều khiển là những máy tính đơn giản được sử dụng để hấp thụ, giải thích, hiển thị và phản hồi dữ liệu. Hầu hết các bộ vi điều khiển sử dụng tất cả hoặc hầu hết các thành phần mà chúng ta đã thảo luận. Vì có rất nhiều loại vi điều khiển, tôi sẽ cung cấp cho bạn ba loại vi điều khiển được khuyên dùng nhiều nhất cho người mới bắt đầu - Arduino, Raspberry Pi và BeagleBone. Ba bảng này đều có thể lập trình và có thể được sử dụng cho bất kỳ số lượng dự án nào.

* Tuyên bố từ chối trách nhiệm: Tôi chỉ sở hữu Arduino và Raspberry Pi, vì vậy tôi không thể đảm bảo cho BeagleBone.

Bước 11: Lập trình

Lập trình thật tuyệt vời. Tôi có cảm giác ấm áp bất cứ khi nào tôi đang làm việc trên một chương trình, một loại adrenaline dồn dập, nhưng không có phản ứng chiến đấu / bay. Tôi muốn giải thích mọi thứ tôi biết về lập trình, nhưng điều đó sẽ mất một lúc. Vì vậy, đây là phiên bản cô đọng: Có nhiều ngôn ngữ khác nhau mà máy tính hiểu (C, Python, JavaScript, Ruby, C ++, Java, v.v.) và học nói (hoặc nhập) những ngôn ngữ đó là một trong những điều tốt nhất bạn có thể làm cho bản thân. Khi bạn học ngôn ngữ, chỉ cần cho máy tính (hoặc bộ vi điều khiển) biết bạn muốn nó làm gì và nó sẽ tuân thủ sau một số lần gỡ lỗi. Thậm chí không có kiến thức cơ bản về lập trình, bạn sẽ chìm nghỉm trước khi bước lên con thuyền ẩn dụ của điện tử.

Bước 12: Đó là tất cả, mọi người

Điều này kết luận là có thể giảng dạy. Cảm ơn bạn đã đọc, và hãy dành thời gian bình chọn cho tôi trong cuộc thi Điện tử sơ cấp nếu bạn thích hướng dẫn này. Tôi chân thành hy vọng bạn cảm thấy có cảm hứng để bắt đầu thiết kế điện tử ngay bây giờ.