Схемотехника для начинающих и чайников
Честно говоря, я не очень люблю термин “чайник”, по мне лучше говорить “начинающий”, но здесь все зависит от того кто как себя сам позиционирует.
Здесь я планирую рассмотреть самые основы схемотехники, ее азы, причем ограничиваться просто публикацией различных схем не собираюсь.
Несмотря на то, что схемотехника рассматривает все устройства как “черные ящики”, то есть, игнорируя физические процессы, определяющие принцип их работы, для введения в схемотехнику, считаю необходимым уделять внимание рассмотрению принципов работы отдельных компонентов, их элементарных сочетаний, однако, делать это буду без излишнего “фанатизма”.
Дело в том, что помимо достаточно сложных радиоэлементов, к которым относятся, например, всевозможные микросхемы, внутреннее устройство которых мы рассматривать не будем (начинающим это сложно) схемотехника использует различные дискретные элементы – диоды, резисторы, стабилитроны и пр., знание основных принципов работы которых может оказаться полезным.
Хочу отметить две основные задачи схемотехники:
- построение схемы какого либо устройства на базе отдельных элементов,
- анализ работы того или иного изделия на основе работы его составных частей.
Кстати, поскольку любое, даже самое сложное устройство, может быть приведено к достаточно простым комбинациям электрических (электронных) компонентов настоятельно рекомендую начинающим схемотехникам уделить должное внимание вопросам функционирования именно элементарных узлов.
Должен заметить, что схемотехника – направление достаточно сложное, требует специальных знаний в целом ряде смежных областей, однако, начинающим может хватить элементарного владения основными законами электротехники – Ома и Кирхгофа, тем более, что задачу подготовки инженеров – разработчиков электронной аппаратуры не ставлю.
Менее всего претендуя на создание всеобъемливающего пособия по схемотехнике, надеюсь, что предлагаемые статьи будут полезны для начинающих, желающих приобрести первоначальные знания о разработке, анализе различных схем.
На данный момент доступны следующие материалы:
Резисторы – элементы, без которых представить схемотехнику невозможно.
Диоды – тоже достаточно простые приборы, однако, могут находить применение в очень простых, одновременно полезных схемах. Схемотехника использует их очень часто.
Транзисторы. Транзистор был изобретен в 50-х годах прошлого века, его появление произвело настоящий фурор – достаточно сказать, что его изобретатели получили Нобелевскую премию.
© 2012-2019 г. Все права защищены.
Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов
eltechbook.ru
Самостоятельное изучение схемотехники / Habr
Я решил написать ряд статей, которые должны помочь разобраться самостоятельно в предмете схемотехники. Первая часть вводная, в ней рассказывается об основных дисциплинах, которые стоит изучить для понимания принципов конструктирования и построения электрических схем. Если эта статья вам понравится, тема будет развиваться, внимание будет фокусироваться на нюансах и примерах.Для старта в обучении требуется изучить три основные дисциплины:
1. Основы электротехники
2. Теоретические основы электроники
3. Теория автоматов
Все на так страшно, как кажется на первый взгляд.
Первый пункт необходим для понимания принципов работы с электричеством (В этом предмете изучаются основы расчета электрических схем).
Второй пункт — то же самое, что и первый, но более углубленный. Здесь будут рассматриваться частные примеры основных электронных устройств, через их электрические схемы.
Третий пункт — это очень важная дисциплина, которая рассматривает электрические схемы с точки зрения их логики работы. Эта дисциплина является вводной частью в курс схемотехники и рассматривает основные логические элементы, принципы построения принципиальных схем, процессы происходящие в схемах и многое другое.
Как изучать эти дисциплины?
Изучать их стоит по ВУЗовским учебникам, совмещаяя друг с другом. Т.е. стоит начать изучение курсов ОЭ и ТА параллельно, а после этого переходить к изучению ТОЭ и схемотехники. Уже после нескольких недель вы сможете сами разрабатывать простые логические схемы и понимать работу более сложных. Конечно, не стоит забывать и про практику, на нее нужно делать особый упор. Решайте задачи, изучайте электрические и принципиальные схемы.
Какие книги понадобятся в процессе обучения?
Для изучения электротехники и электроники пойдет любой учебник для высших учебных заведений. (Как пример А. А. Бессонов «Теоретические основы электротехники»)
Теорию автоматов можно изучать по одноименному учебнику Ю. Г. Карпова
Программное обеспечение:
В ходе обучения весьма пригодяться программы такие как
Electronic Workbench
Старая программа для построения принципиальных электрических схем. Для обучения вполне пойдет демо версия с ограниченным количеством допустимых элементов на листе. Программу можно использовать как для изучения курса теории автоматов, так и для проверки задач по электротехнике.
P-CAD
Будет использоваться на завершающих этапах обучения для разводки элементов по печатной плате.
На этом вводная часть заканчивается. Если данная тема будет интересна хабраюзерам, я продолжу писать статьи на эту тему.
Удачи вам в самообразовании.
habr.com
Ардуино для начинающих. Урок 7. Основы схемотехники
В этом уроке мы поговорим об основах схемотехники, применительно к Arduino. И начнем, конечно же, с закона Ома, так как это основа всей схемотехники. Так же в этом уроке мы поговорим о сопротивлении, стягивающих и подтягивающих резисторах, расчете силы тока и напряжения.
В этом уроке используется:
| Большая макетная плата на 1600 точек с 4 шинами питания: | Купить |
| Набор резисторов из 100 штук на все случаи: | Купить |
| Набор светодиодов из 100 штук: | Купить |
| 5 штук кнопок в удобной форме: | Купить |
| Соединительные провода 120 штук: | Купить |
| Потенциометры с колпачками 5 штук: | Купить |
Закон Ома
Закон Ома гласит следующее: V = IR. V — это напряжение (измеряется в вольтах). I — это сила тока (измеряется в амперах). R — это сопротивление (измеряется в омах). Определение вы можете почитать на википедии.
В прошлых уроках мы подключали светодиод через резистор. Давайте разберемся зачем нужен этот резистор и как рассчитать необходимый номинал. Дело в том что пин Arduino Uno выдает 5 В, а светодиоду нужно всего 3 В. Если резистор не ставить то светодиод будет потреблять гораздо больше тока чем ему необходимо. Это приведет к более быстрой разрядке аккумулятора (если ваша ардуино питается от него), к неправильному цвету свечения (если светодиод цветной) и к быстрому перегоранию светодиода. Для того что бы рассчитать номинал резистора надо знать напряжение и силу тока необходимую для конкретного светодиода. Светодиоды бывают разные, но с ардуино используются светодиоды потребляющие 20 мА и работающие от 2 В. Эти параметры можно посмотреть на сайте производителя или узнать у продавца.
Теперь нам надо просто подставить эти данные в формулу и вычислить сопротивление: R = V / I = 3 В / 20 мА = 150 Ом. Вот и все. Теперь мы знаем какой резистор необходим для подключения светодиода к плате Ардуино.
Подтягивающее и стягивающее сопротивление
В одном из прошлых уроков при подключении кнопки к ардуино, мы использовали стягивающий резистор. Сейчас самое время разобраться зачем он там нужен.
подключение кнопки к ардуиноМы использовали резистор номиналом 10 кОм, который стягивал вход ардуино с землей. Так мы избавились от электрического шума, который мог давать помехи и мешать точно отслеживать нажатие кнопки. Для стягивания необходимо использовать резистор большого номинала. Можно взять и 1 кОм, но рекомендуется использовать больше.
Подтягивающее сопротивление мы пока не использовали в уроках. Оно работает по такому же принципу как и стягивающее, но подключается к линии 5 В. Подключенная таким образом кнопка по умолчанию будет отдавать сигнал HIGH.
all-arduino.ru
Курсы – Основы электроники
Видеокурс “Черчение схем в программе sPlan 7”
Бесплатный обучающий видеокурс для тех, кто хочет научиться чертить схемы в широко известной программе sPlan 7.
Программа sPlan 7 – это графический редактор электрических схем, однако он успешно справляется с рисованием не только электрических, но и других видов схем: кинематических, гидравлических, блок-схем программ, а так же с его помощью можно создавать различные рисунки и иллюстрации.
Видеокурс “Черчение схем в программе sPlan” содержит 19 видеоуроков общей продолжительностью более 3 часов.
Узнать подробности, содержание и скачать курс==>>
Видеокурс “Программирование микроконтроллеров для начинающих”
Обучающий видеокурс для тех, кто хочет с нуля научиться собирать и программировать устройства на микроконтроллерах AVR компании Atmel. Курс не подразумевает начального знания микроконтроллеров, однако вы должны быть знакомы с основами электроники и уметь держать в руках паяльник.
КРАТКИЙ ВИДЕООБЗОР КУРСА
Видеокурс “Программирование микроконтроллеров на языке С”
Этот видеокурс специально создан для тех, кто хочет освоить язык программирования С для микроконтроллеров, но устал собирать информацию по крупицам.
Лучше один раз увидеть! Специальный видеокурс позволяет усвоить возможности языка С в течение одного месяца. Вам не нужно будет штудировать учебники и вникать в ход мыслей их автора. Все действия вы увидите на экране в режиме реального времени. Наглядные уроки позволят максимально быстро овладеть навыками программирования микроконтроллеров на языке С.
Курс дает возможность сразу же начать писать простые программы. Уже через пару уроков вы сможете начать более уверенно писать программы на языке С с использованием интересных возможностей о которых вы раньше, возможно, и не подозревали.
А к концу обучения вы будете способны писать программы на языке С используя все возможности языка, как это делают настоящие профессионалы. Это позволит вам решать сложные задачи очень эффективными и надежными методами. А чем эффективней решения задач, тем меньше вам придется потратить сил и времени на ее решение и тем более простой микроконтроллер можно будет использовать!.
Видеокурс содержит 56 видеоуроков, а это более 23 часов видео!.
Видеокурс “Создание устройств на микроконтроллерах”
Научитесь самостоятельно программировать сложные устройства на микроконтроллерах на профессиональном уровне с глубоким пониманием их работы!
– Воспроизводить речь
– Создавать надежные системы управления по радиоканалу, передавать шифрованные данные
– Побайтово считывать и записывать на карты памяти текст, изображения и любые другие данные
– Воспроизводить звуковые файлы с высоким качеством
– Выводить информацию почти на любые цветные жидкокристаллические TFT дисплеи
– Считывать координаты и усилие нажатия с сенсорного экрана
– Считывать и распознавать радиочастотные метки (RFID-метки)
– Считывать и записывать произвольные данные во внутреннюю память проездных билетов
Видеокурс содержит 78 видеоуроков продолжительностью 38 часов!.
www.sxemotehnika.ru
Электроника для начинающих. Введение
Эта статья является введением к серии уроков по электронике для начинающих. Серия составлена слегка необычно. Ты будешь погружаться в мир электроники постепенно, шаг за шагом пробираясь к основным принципам и понятиям. Твой путь начнется не с определения что такое ток, а сразу с вершины мира электроники — цифровых устройств. Будет интересно!
Содержание
- Введение
- Как работает цифровая электроника
- Шины в микропроцессорной системе
- Бинарная арифметика
- О том, что такое сумматор
- Чем занимаются мультиплексоры и распределители
- Дешифраторы и шифраторы в цифровой схемотехнике
- Что делают регистры в процессоре и вне его?
- Посчитаем? Цифровые счетчики
- Триггер или цифровой рычаг
- Логика, просто двочиная логика
- Сигналы в электронике
- Как работает аналоговая электроника
- Взгляд на триггер глазами аналоговой электроники
- Диоды и транзисторы
- Катушки индуктивности и трансформаторы
- Конденсаторы
- Резисторы
Введение
Сегодня электрические устройства помогают управлять АЭС, самолётами, кораблями, готовить пищу, запускать спутники и исследовать дальние миры. Поэтому что такое электроника в нынешнее время должны знать почти все. Тем более что электричество изучают в школах и университетах.
С точки зрения обычного человека электроника это отрасль, которая поставляет полезные приборы для дома и работы, а с точки зрения радиолюбителя — целая наука, которая объединяет в себе успехи математики, физики, химии и производственных технологий. Если тебе интересна электроника, то ты попал на правильный сайт.
На первых порах электроника может показаться тебе крутой, неприступной горой, которая завораживает своими невероятно красивыми снежными пиками. Возможно, ты сейчас думаешь, что только избранные могут осилить изучение электроники. Я считаю иначе. Если кто-то смог её освоить, то и ты сможешь. Надо только разобраться как устроен мир электроники, ухватить общие идеи, а затем постепенно углублять знания.
Если сто лет назад электроники не существовало и информация была в основном об электричестве и электрических машинах, то сегодня электроника представляет огромный мир с множеством направлений. Поэтому можно слегка с грустью, но правдиво заметить, что всё изучить невозможно и хвататься за всё подряд будет плохим решением.
В начале радиолюбительского пути особенно трудно. Сейчас доступно много информации по электронике и глаза разбегаются с чего начать и с какого края к ней подойти. Я сам был на твоём месте и честно скажу — голова порой кипела. Поэтому я и решил написать путеводиль по электронике для начинающих радиолюбителей. С его помощью я хочу помочь тебе ступить на радиолюбительский путь и войти в мир электроники.
Электроника — это занимательно, интересно, красиво и мне хочется, чтобы больше людей увлекались электроникой. Развитие современного общества целиком полагается на успехи электроники. Она более, чем достойна стать как хобби, так и полноправной профессией на всю жизнь.
Почему следует прочитать мой путеводитель?
Традиционно изучение электроники начинается снизу вверх: сначала рассказывается что такое заряд, потом — что такое напряжение и ток, затем описываются резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности, потом диоды, транзисторы, операционные усилители, различные виды микросхем и тому подобное.
В этой книге я поставил всё с ног на голову. И сделал это намеренно. Подумай о том, как ты разбираешься в чем-то новом для себя? Например, увидел необычное устройство, заинтересовался его конструкцией, стал изучать как оно работает, затем как оно устроено, из чего состоит и как связаны между собой его части. Постепенно, шаг за шагом, ты углубляешься и твои знания становтся более глубокими. Ты как будто спускаешься с горы к её подножию, продвигаясь от целого к деталям. Так устроено наше мышление. Сначала мы создаем общую картину мира, затем разбиваем её на части и изучаем каждую часть по отдельности.
Очевидно, что спускаться с горы проще, чем подниматься на вершину. Поэтому я решил, что вместо изучения резисторов начнём сразу с цифровой техники и микроконтроллеров. Затем посмотрим, как устроены отдельные блоки цифровой техники, спустимся до логических элементов и бинарной арифметики, а затем постепенно перейдём к аналоговой электронике и рассмотрим как на самом деле устроены те же самые логические элементы, но с точки зрения аналоговой электроники.
Затем спустимся ещё на ступеньку ниже и посмотрим как устроены разные электронные компоненты и на основе каких физических принципов они работают. Попутно будем разбирать разные физические принципы и понятия. Я считаю, что благодаря этому легче понять основные принципы и получить хорошее основание для дальнейшего самостоятельного изучения электроники.
По ходу повествования лишние подробности будут отбрасываться, чтобы сделать акцент на самые важные и основополагающие идеи. На первых порах много деталей только помешают ухватить самые важные идеи. Я надеюсь, что, отбросив лишнее, мне удастся внести ясность, сделать мой рассказ понятным и занимательным. Пусть меня за это простят опытные радиолюбители, профессиональные инженеры и академики “электронных” наук. Эта книга не для вас. Но вы можете помочь мне сделать её лучше, указав на ошибки в тексте.
Если бы у меня была такая книга в начале моего пути — я был бы счастлив. Пусть мой путеводитель превратит твой стартовый путь в электронику в путешествие по скоростному шоссе. Поехали!
Но перед тем как перейти к основному рассказу я хочу сказать спасибо гигантам и их трудам, на плечах которых я строю свой рассказ: П. Хоровиц, У. Хилл, С. А. Гаврилов, Ю. Ревич, Ю. Сато, В.Г. Борисов, А. Шишков, А. Ровдо, Ё. Суэмацу, А.В. Белов, А.Н. Крылов, Е.А. Седов и другие, — всех и не вспомнить. Спасибо вам за ваши книги. Они многому меня научили.
mp16.ru
