هر آنچه که باید درباره الکترونیک مبتدی بدانید: 12 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

دوباره سلام. در این دستورالعمل ما یک موضوع بسیار گسترده را پوشش می دهیم: همه چیز. من می دانم که ممکن است غیر ممکن به نظر برسد ، اما اگر به آن فکر کنید ، تمام جهان ما توسط مدارهای الکترونیکی کنترل می شود ، از مدیریت آب گرفته تا تولید قهوه گرفته تا رفت و آمد به محل کار یا مدرسه. و همه این دستگاه های الکترونیکی توسط اجزای بسیار مشابهی (مقاومت ، ترانزیستور ، پتانسیومتر ، خازن ، سوئیچ و بسیاری ، بسیاری ، بیشتر) کنترل می شوند. این اجزا همه یکی از کارهای زیر را انجام می دهند- در مورد داده ها ، پردازش داده ها و خروجی داده ها. به عنوان مثال ، ماوس (که ترکیبی از تعداد زیادی قطعه کوچک است) موقعیت را اندازه گیری می کند ، پردازنده رایانه در مورد این اطلاعات فکر می کند و مانیتور کامپیوتر مکان نما را مطابق ماوس شما حرکت می دهد. بیایید این دستورالعمل را با مرور برخی از اجزای فوق شروع کنیم.

مرحله 1: تغییر دهید

آه ، سوئیچ قدیمی خوب تقریباً در هر مدار الکترونیکی که تا به حال ساخته شده است یکی از این موارد وجود دارد. اگر مدار خوبی دارید که مدار ندارد ، لطفاً در زیر نظر دهید (باتری های سکه ای + LED ها در اینجا محاسبه نمی شوند). به هر حال ، سوئیچ یک کار دارد- اجازه عبور برق را بدهد یا خیر. چیزهای زیادی برای گفتن در مورد این قهرمان ناگفته لوازم الکترونیکی باقی نمانده است.

مرحله 2: مقاومت ها

مقاومت ها سنگ بنای هر مدار هستند. به سختی می توانم PCB (که برای مدارس شخصی چاپ شده است) را پیدا کنم که یکی از این اجسام کاهش دهنده ولتاژ حیاتی را نداشته باشد. از مقاومتها برای گرفتن یک ولتاژ و کاهش آن به ولتاژ پایین استفاده می شود. چیزهای زیادی لازم نیست در مورد این اجزای کوچک حیاتی گفته شود.

مرحله 3: تراسنیستورها

ترانزیستورها می توانند گیج کننده باشند ، به ویژه با انواع مختلف. در اصل ، ترانزیستور یک کلید نیمه هادی است که توسط یک جریان الکتریکی ایجاد می شود. این سوئیچ های کوچک اما قدرتمند در مدل های مختلف مختلف تولید می شوند که هر کدام اهداف کمی متفاوت دارند. هر مدار مدرن قادر به پردازش داده ها یکی از این افراد را دارد.

مرحله 4: خازن

خازنها ابزاری برای ذخیره مقادیر کمی برق هستند. نحوه عملکرد آنها این است: دو قطعه فلزی وجود دارد که توسط یک ماده غیر رسانا تقسیم شده اند. نوع مواد غیر رسانا یا دی الکتریک نوع خازن و کاربرد آن را تعیین می کند.

مرحله 5: پتانسیومترها/رئوستات ها

پتانسیومتر یک نوع مقاومت متغیر جذاب و مهم است. 3 پین وجود دارد- 2 ورودی و یک خروجی. استفاده از هر سه پین آن را بیشتر یک سنسور برای وارد کردن داده ها می کند ، در حالی که استفاده از دو پین آن را به یک روش قدیمی ولتاژ خفگی تبدیل می کند. اگر شما هم مانند من هستید ، می خواهید بدانید که چگونه کار می کند. اساساً ، مقاومتی وجود دارد که یک لغزش یا برف پاک کن در امتداد آن حرکت می کند و باعث می شود که فاصله برق بسته به موقعیت برف پاک کن/ اسلاید متغیر باشد. این باعث افزایش یا کاهش مقاومت می شود. پتانسیومترها عموماً مانند تصویر بالا هستند ، اما شکل و اندازه آنها ممکن است متفاوت باشد.

مرحله 6: موتور DC بدون برس

این چیز خیلی باحاله من با اتصال ترمینال ها به باتری 9 ولت و صدا به بچه های کوچک (که از نظر فنی هم سن و سال من بودند- من کلاس پنجم بودم) با اتصال ترمینال ها به باتری 9 ولت و چرخاندن صدا به آنها ، موتورهای DC را نشان می دادم! همه بچه های دیگر حسادت می کردند (یا من خیال پردازی کردم). همچنین می توانید از قدرت موتور استفاده کنید. این یک دستگاه بسیار ساده است- دو یا چند سیم پیچ الکترومغناطیسی وجود دارد که قطبیت را متناوب می کنند. سپس یک آهنربای معمولی وجود دارد که به دلیل دافعه از آهنرباهای الکتریکی می چرخد (به عکس بالا مراجعه کنید).

مرحله 7: رله

رله یک سوئیچ است که توسط جریان الکتریکی فعال می شود. من آن را روی تخته سفید خود در عکس بالا نمودار کردم. در اصل ، یک سیم پیچ الکترومغناطیسی یک الکترود مغناطیسی را دفع می کند و باعث می شود که الکترود دیگری را لمس کند ، بنابراین جریان را از طریق مدار عبور می دهد.

مرحله 8: Piezo Buzzer

Piezo Buzzer یکی از مزاحم ترین چیزهای جهان است. منظورم این است که کسی که می خواهد "BEEP، BEEP، BEEP!" را بشنود. هر وقت در حال تمیز کردن یخچال هستیم؟ یا وقتی مایکروویو در حال خاموش شدن است ، اما شما نمی خواهید تماشای شرلوک را متوقف کنید و مجبور می شوید "بیپ بیپ ، بیپ بیپ ، بیپ بیپ" را تحمل کنید. با این حال ، این بلندگوهای کوچک sudo بخش مهمی از طراحی الکترونیکی هستند. اگر می خواهید مدار شما بازخورد صوتی بدهد ، اما نیازی به بلندگوی معمولی ندارید ، این قطعات اصلی شما هستند. آنها با یک صفحه فلزی کوچک به نام پیزو سر و صدا ایجاد می کنند. برق از طریق پیزو عبور می کند و باعث می شود که آن را به سرعت لرزاند. این حرکت باعث ایجاد هوای تند و تیز می شود که در غیر این صورت به عنوان صدا شناخته می شود. گام هوای متلاطم با سرعت ارتعاش و سرعت ارتعاش با ولتاژ تعیین می شود.

مرحله 9: لامپ های LED

این لامپ های کوچک آنقدر در وسایل الکترونیکی رایج هستند که غیر معمول است که حداقل 20 عدد از آنها در خانه شما وجود نداشته باشد. آنها کوچک ، مقرون به صرفه ، کم مصرف ، فوق العاده روشن هستند و گرم نمی شوند. چه چیزی را دوست ندارم؟ اساساً ، نور یک LED یا دیود ساطع کننده نور با حرکت الکترون در مواد نیمه هادی ایجاد می شود که تقریباً معادل رشته در یک لامپ رشته ای است. حتی در خسته کننده ترین مدارها ، از قرار دادن LED های کوچک سبز یا سفید برای زنده نگه داشتن چیزها لذت می برم.

*هشدار: همیشه جریان را در یک LED با نوعی مقاومت خفه کنید. آنها معمولاً با ولتاژ پایین ، در حدود 3.3 ولت کار می کنند.

مرحله 10: میکروکنترلرها

این مرحله با مراحل دیگر متفاوت است ، زیرا در مورد یک جزء نیست ، بلکه یک موضوع است. میکروکنترلرها رایانه های ساده ای هستند که برای جذب ، تفسیر ، نمایش و پاسخ به داده ها استفاده می شوند. اکثر میکروکنترلرها از تمام یا بیشتر اجزای مورد بحث ما استفاده می کنند. از آنجا که انواع مختلفی از میکروکنترلرها وجود دارد ، من سه مورد از آنهایی را که برای مبتدیان بسیار توصیه می شود به شما می دهم- آردوینو ، رزبری پای و بیگلبون. این سه صفحه همه قابل برنامه ریزی هستند و می توانند برای هر تعداد پروژه مورد استفاده قرار گیرند.

*سلب مسئولیت: من فقط Arduino و Raspberry Pi را دارم ، بنابراین نمی توانم برای BeagleBone ضمانت کنم.

مرحله 11: برنامه نویسی

برنامه نویسی فوق العاده است. وقتی روی برنامه ای کار می کنم ، احساس گرما می کنم ، نوعی هورمون آدرنالین ، اما بدون واکنش مبارزه/پرواز. من می خواهم هر آنچه در مورد برنامه نویسی می دانم توضیح دهم ، اما این کار مدتی طول می کشد. بنابراین در اینجا نسخه فشرده شده آمده است: زبان های مختلفی وجود دارد که کامپیوترها آنها را می فهمند (C ، Python ، JavaScript ، Ruby ، C ++ ، Java ، و غیره) ، و یادگیری صحبت کردن (یا تایپ کردن) این زبانها یکی از بهترین کارهایی است که می توانید انجام دهید برای خودت. هنگامی که زبان را یاد گرفتید ، کافی است به رایانه (یا میکروکنترلر) بگویید که می خواهید چه کاری انجام دهد ، و پس از اشکال زدایی مطابقت خواهد داشت. حتی بدون دانش اولیه برنامه نویسی ، قبل از سوار شدن بر قایق استعاری الکترونیک ، غرق خواهید شد.

مرحله دوازدهم: این همه چیز است ، مردم

این دستورالعمل را به پایان می رساند. با تشکر از شما برای خواندن ، و لطفاً وقت بگذارید و در مسابقه الکترونیک مبتدی به من رای دهید اگر از این راهنما لذت بردید. من صمیمانه امیدوارم که شما الهام گرفته اید تا از طراحی الکترونیکی استفاده کنید.