Podstawowa elektronika: 20 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Rozpoczęcie pracy z podstawową elektroniką jest łatwiejsze niż mogłoby się wydawać. Ten Instructable, miejmy nadzieję, wyjaśni podstawy elektroniki, aby każdy zainteresowany budowaniem obwodów mógł uderzyć w ziemię. To jest szybki przegląd praktycznej elektroniki i nie jest moim celem zagłębianie się w naukę o elektrotechnice. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o podstawach elektroniki, Wikipedia jest dobrym miejscem do rozpoczęcia poszukiwań.

Pod koniec tej instrukcji każdy, kto jest zainteresowany nauką podstawowej elektroniki, powinien być w stanie odczytać schemat i zbudować obwód przy użyciu standardowych komponentów elektronicznych.

Aby uzyskać bardziej wszechstronny i praktyczny przegląd elektroniki, sprawdź moją klasę elektroniki

Krok 1: Elektryczność

Istnieją dwa rodzaje sygnałów elektrycznych: prąd przemienny (AC) i prąd stały (DC).

Przy prądzie przemiennym kierunek przepływu prądu w obwodzie stale się odwraca. Można nawet powiedzieć, że to zmienny kierunek. Szybkość odwrócenia jest mierzona w hercach, czyli liczbie odwróceń na sekundę. Kiedy więc mówią, że zasilacz w USA ma 60 Hz, mają na myśli to, że cofa się 120 razy na sekundę (dwa razy na cykl).

W przypadku prądu stałego energia elektryczna przepływa w jednym kierunku między zasilaniem a ziemią. W takim układzie zawsze występuje dodatnie źródło napięcia i doziemne (0V) źródło napięcia. Możesz to sprawdzić, odczytując baterię za pomocą multimetru. Aby uzyskać świetne instrukcje, jak to zrobić, sprawdź stronę multimetru Ladyada (w szczególności będziesz chciał zmierzyć napięcie).

Mówiąc o napięciu, elektryczność jest zwykle definiowana jako mająca napięcie i prąd znamionowy. Napięcie jest oczywiście oceniane w woltach, a prąd w amperach. Na przykład zupełnie nowa bateria 9V miałaby napięcie 9V i prąd około 500mA (500 miliamperów).

Elektryczność można również zdefiniować za pomocą rezystancji i watów. W następnym kroku porozmawiamy trochę o oporze, ale nie zamierzam zagłębiać się w waty. W miarę zagłębiania się w elektronikę natkniesz się na komponenty o wartościach watów. Ważne jest, aby nigdy nie przekraczać mocy znamionowej komponentu, ale na szczęście moc twojego zasilacza prądu stałego można łatwo obliczyć, mnożąc napięcie i prąd źródła zasilania.

Jeśli chcesz lepiej zrozumieć te różne pomiary, ich znaczenie i ich związek, obejrzyj ten film informacyjny na temat prawa Ohma.

Większość podstawowych obwodów elektronicznych wykorzystuje prąd stały. W związku z tym cała dalsza dyskusja na temat elektryczności będzie obracać się wokół elektryczności prądu stałego

(Zauważ, że niektóre z linków na tej stronie są linkami partnerskimi. Nie zmienia to kosztu produktu dla Ciebie. Wszelkie dochody, które otrzymuję, inwestuję ponownie w tworzenie nowych projektów. Jeśli potrzebujesz sugestii dotyczących alternatywnych dostawców, proszę o kontakt wiedzieć.)

Krok 2: Obwody

Obwód jest kompletną i zamkniętą ścieżką, przez którą może płynąć prąd elektryczny. Innymi słowy, obwód zamknięty umożliwiłby przepływ energii elektrycznej między zasilaniem a ziemią. Otwarty obwód przerwałby przepływ energii elektrycznej między zasilaniem a ziemią.

Wszystko, co jest częścią tego zamkniętego systemu i umożliwia przepływ energii elektrycznej między zasilaniem a ziemią, jest uważane za część obwodu.

Krok 3: Opór

Kolejną bardzo ważną kwestią, o której należy pamiętać, jest to, że w obwodzie musi być używana energia elektryczna.

Na przykład w powyższym obwodzie silnik, przez który przepływa prąd, zwiększa opór przepływowi prądu. W ten sposób cała energia elektryczna przechodząca przez obwód jest wykorzystywana.

Innymi słowy, między dodatnim a uziemieniem musi być coś okablowanego, co zwiększa opór przepływu prądu i zużywa go. Jeśli napięcie dodatnie jest podłączone bezpośrednio do masy i nie przechodzi najpierw przez coś, co zwiększa rezystancję, jak silnik, spowoduje to zwarcie. Oznacza to, że napięcie dodatnie jest podłączone bezpośrednio do masy.

Podobnie, jeśli prąd przepływa przez komponent (lub grupę komponentów), które nie dodają wystarczającej rezystancji do obwodu, podobnie wystąpi zwarcie (zobacz wideo Prawo Ohma).

Zwarcia są złe, ponieważ spowodują przegrzanie baterii i/lub obwodu, pęknięcie, zapalenie się i/lub wybuch.

Bardzo ważne jest zapobieganie zwarciom poprzez upewnienie się, że napięcie dodatnie nigdy nie jest podłączone bezpośrednio do uziemienia

To powiedziawszy, zawsze pamiętaj, że elektryczność zawsze podąża ścieżką najmniejszego oporu do ziemi. Oznacza to, że jeśli dasz dodatniemu napięciu do wyboru przejście przez silnik do uziemienia lub przejście przewodem prosto do ziemi, będzie ono podążać za przewodem, ponieważ przewód zapewnia najmniejszy opór. Oznacza to również, że używając przewodu do obejścia źródła oporu bezpośrednio do masy, powstało zwarcie. Zawsze upewnij się, że nigdy przypadkowo nie podłączysz dodatniego napięcia do uziemienia podczas łączenia równoległego.

Należy również pamiętać, że przełącznik nie dodaje żadnej rezystancji do obwodu, a samo dodanie przełącznika między zasilaniem a masą spowoduje zwarcie.

Krok 4: Seria vs. Równoległy

Istnieją dwa różne sposoby łączenia elementów, zwane szeregowo i równolegle.

Kiedy rzeczy są połączone szeregowo, są one połączone jedna po drugiej, tak że elektryczność musi przechodzić przez jedną rzecz, potem następną, potem następną i tak dalej.

W pierwszym przykładzie silnik, przełącznik i akumulator są połączone szeregowo, ponieważ jedyna droga przepływu prądu to jeden, drugi i drugi.

Kiedy rzeczy są połączone równolegle, są połączone obok siebie, tak że prąd przepływa przez wszystkie w tym samym czasie, z jednego wspólnego punktu do drugiego wspólnego punktu

W następnym przykładzie silniki są połączone równolegle, ponieważ energia elektryczna przechodzi przez oba silniki z jednego wspólnego punktu do drugiego wspólnego punktu.

w ostatnim przykładzie silniki są połączone równolegle, ale para równoległych silników, przełącznik i akumulatory są połączone szeregowo. Tak więc prąd jest dzielony między silniki w sposób równoległy, ale nadal musi przechodzić szeregowo z jednej części obwodu do drugiej.

Jeśli to jeszcze nie ma sensu, nie martw się. Kiedy zaczniesz budować własne obwody, wszystko stanie się jasne.

Krok 5: Podstawowe składniki

Aby zbudować obwody, musisz zapoznać się z kilkoma podstawowymi elementami. Te elementy mogą wydawać się proste, ale są chlebem powszednim większości projektów elektronicznych. Tak więc, poznając te kilka podstawowych części, będziesz mógł przejść długą drogę.

Trzymaj się ze mną, gdy będę omawiać, co każdy z nich będzie w nadchodzących krokach.

Krok 6: Rezystory

Jak sama nazwa wskazuje, rezystory zwiększają opór obwodu i zmniejszają przepływ prądu elektrycznego. Jest on reprezentowany na schemacie obwodu jako spiczasty zawijas z wartością obok niego.

Różne oznaczenia na rezystorze reprezentują różne wartości rezystancji. Te wartości są mierzone w omach.

Rezystory mają również różne wartości mocy. W przypadku większości niskonapięciowych obwodów prądu stałego odpowiednie powinny być rezystory o mocy 1/4 W.

Odczytujesz wartości od lewej do prawej w kierunku (zazwyczaj) złotego pasma. Pierwsze dwa kolory reprezentują wartość rezystora, trzeci reprezentuje mnożnik, a czwarty (złoty pasek) reprezentuje tolerancję lub precyzję komponentu. Możesz określić wartość każdego koloru, patrząc na tabelę wartości koloru rezystora.

Lub… aby ułatwić sobie życie, możesz po prostu sprawdzić wartości za pomocą graficznego kalkulatora oporu.

Tak czy inaczej… rezystor z oznaczeniami brązowy, czarny, pomarańczowy, złoty przełoży się następująco:

1 (brązowy) 0 (czarny) x 1000 = 10 000 z tolerancją +/- 5%

Każdy rezystor powyżej 1000 omów jest zwykle zwarty za pomocą litery K. Na przykład 1000 to 1K; 3 900 przełożyłoby się na 3,9 tys.; a 470 000 omów stanie się 470K.

Wartości omów powyżej miliona są reprezentowane za pomocą litery M. W tym przypadku 1 000 000 omów stanie się 1M.

Krok 7: Kondensatory

Kondensator to element, który przechowuje energię elektryczną, a następnie rozładowuje ją do obwodu, gdy następuje jej spadek. Możesz myśleć o tym jako o zbiorniku na wodę, który uwalnia wodę, gdy jest susza, aby zapewnić stały strumień.

Kondensatory są mierzone w Faradach. Wartości, które zwykle napotkasz w większości kondensatorów, są mierzone w pikofaradach (pF), nanofaradach (nF) i mikrofaradach (uF). Są one często używane zamiennie i warto mieć pod ręką wykres konwersji.

Najczęściej spotykane typy kondensatorów to ceramiczne kondensatory tarczowe, które wyglądają jak maleńkie M&M z dwoma wystającymi przewodami oraz kondensatory elektrolityczne, które wyglądają bardziej jak małe cylindryczne rurki z dwoma przewodami wystającymi z dołu (lub czasem z każdego końca).

Kondensatory z płytami ceramicznymi są niespolaryzowane, co oznacza, że prąd może przez nie przechodzić niezależnie od tego, jak są włożone do obwodu. Zazwyczaj są one oznaczone kodem liczbowym, który należy zdekodować. Instrukcja odczytu kondensatorów ceramicznych znajduje się tutaj. Ten typ kondensatora jest zwykle przedstawiany na schemacie jako dwie równoległe linie.

Kondensatory elektrolityczne są zazwyczaj spolaryzowane. Oznacza to, że jedna noga musi być podłączona do uziemienia obwodu, a druga noga musi być podłączona do zasilania. Jeśli jest podłączony odwrotnie, nie będzie działał poprawnie. Kondensatory elektrolityczne mają zapisaną na nich wartość, zwykle wyrażoną w uF. Oznaczają również nogę, która łączy się z ziemią, symbolem minusa (-). Ten kondensator jest przedstawiony schematycznie jako linia prosta i zakrzywiona obok siebie. Linia prosta reprezentuje koniec, który łączy się z zasilaniem i krzywą podłączoną do ziemi.

Krok 8: Diody

Diody to elementy spolaryzowane. Przepuszczają przez nie prąd elektryczny tylko w jednym kierunku. Jest to przydatne, ponieważ można go umieścić w obwodzie, aby zapobiec przepływowi prądu w niewłaściwym kierunku.

Inną rzeczą, o której należy pamiętać, jest to, że przejście przez diodę wymaga energii, co powoduje spadek napięcia. Jest to zazwyczaj strata około 0,7V. Warto o tym pamiętać na później, gdy będziemy mówić o specjalnej formie diod zwanej diodami LED.

Pierścień znajdujący się na jednym końcu diody wskazuje stronę diody, która łączy się z masą. To jest katoda. Wynika z tego, że druga strona łączy się z mocą. Ta strona to anoda.

Numer części diody jest zwykle na niej napisany, a jej różne właściwości elektryczne można sprawdzić, przeglądając jej arkusz danych.

Są one przedstawione schematycznie jako linia z trójkątem wskazującym na nią. Linia to ta strona, która łączy się z ziemią, a dół trójkąta łączy się z zasilaniem.

Krok 9: Tranzystory

Tranzystor pobiera niewielki prąd elektryczny na sworzniu bazowym i wzmacnia go tak, że znacznie większy prąd może przepływać między pinami kolektora i emitera. Ilość prądu przepływającego między tymi dwoma pinami jest proporcjonalna do napięcia przyłożonego do pinu podstawy.

Istnieją dwa podstawowe typy tranzystorów, którymi są NPN i PNP. Tranzystory te mają przeciwną polaryzację między kolektorem a emiterem. Bardzo obszerne wprowadzenie do tranzystorów znajdziesz na tej stronie.

Tranzystory NPN umożliwiają przepływ prądu z kołka kolektora do kołka emitera. Są one przedstawione na schemacie z linią oznaczającą podstawę, ukośną linią łączącą z podstawą oraz ukośną strzałką skierowaną w kierunku od podstawy.

Tranzystory PNP umożliwiają przepływ prądu z pinu emitera do pinu kolektora. Są one przedstawione na schemacie z linią oznaczającą podstawę, ukośną linią łączącą się z podstawą oraz ukośną strzałką skierowaną w stronę podstawy.

Tranzystory mają nadrukowany numer części, a ich arkusze danych można przeglądać online, aby dowiedzieć się o ich układzie pinów i ich specyficznych właściwościach. Należy również zwrócić uwagę na napięcie i prąd znamionowy tranzystora.

Krok 10: Układy scalone

Układ scalony to cały wyspecjalizowany obwód, który został zminiaturyzowany i dopasowany do jednego małego chipa, przy czym każda jego odnoga jest połączona z punktem w obwodzie. Te zminiaturyzowane obwody zazwyczaj składają się z elementów, takich jak tranzystory, rezystory i diody.

Na przykład wewnętrzny schemat układu czasowego 555 zawiera ponad 40 elementów.

Podobnie jak w przypadku tranzystorów, możesz dowiedzieć się wszystkiego o układach scalonych, przeglądając ich arkusze danych. W arkuszu danych poznasz funkcjonalność każdego pinu. Powinien również zawierać wartości napięcia i prądu zarówno samego chipa, jak i każdego pojedynczego pinu.

Układy scalone występują w różnych kształtach i rozmiarach. Jako początkujący będziesz pracował głównie z układami DIP. Posiadają kołki do montażu przelotowego. Gdy stajesz się bardziej zaawansowany, możesz rozważyć chipy SMT, które są montowane powierzchniowo, przylutowane do jednej strony płytki drukowanej.

Okrągłe wycięcie na jednej krawędzi chipa IC wskazuje górną część chipa. Pin w lewym górnym rogu chipa jest uważany za pin 1. Od pinu 1 czytasz kolejno w dół z boku, aż dotrzesz do dna (tj. pin 1, pin 2, pin 3..). Będąc na dole, przechodzisz na przeciwną stronę żetonu, a następnie zaczynasz odczytywać liczby w górę, aż ponownie osiągniesz szczyt.

Pamiętaj, że niektóre mniejsze żetony mają małą kropkę obok pinu 1 zamiast wycięcia na górze żetonu.

Nie ma standardowego sposobu włączenia wszystkich układów scalonych do schematów obwodów, ale często są one przedstawiane jako pudełka z numerami (liczby reprezentujące numer pinu).

Krok 11: Potencjometry

Potencjometry to rezystory zmienne. Mówiąc wprost, mają one coś w rodzaju pokrętła lub suwaka, które obracasz lub naciskasz, aby zmienić opór w obwodzie. Jeśli kiedykolwiek używałeś pokrętła głośności w zestawie stereo lub przesuwanego ściemniacza światła, to używałeś potencjometru.

Potencjometry są mierzone w omach, podobnie jak rezystory, ale zamiast kolorowych pasków mają napisane bezpośrednio na nich wartość znamionową (tj. „1M”). Są one również oznaczone literą „A” lub „B”, co wskazuje na rodzaj krzywej odpowiedzi, jaką ma.

Potencjometry oznaczone literą „B” mają liniową krzywą odpowiedzi. Oznacza to, że wraz z kręceniem pokrętłem opór wzrasta równomiernie (10, 20, 30, 40, 50 itd.). Potencjometry oznaczone literą „A” mają logarytmiczną krzywą odpowiedzi. Oznacza to, że w miarę obracania pokrętłem liczby rosną logarytmicznie (1, 10, 100, 10 000 itd.)

Potencjometry mają trzy nóżki, aby stworzyć dzielnik napięcia, czyli w zasadzie dwa oporniki połączone szeregowo. Gdy dwa rezystory są połączone szeregowo, punktem między nimi jest napięcie, które jest wartością gdzieś pomiędzy wartością źródła a masą.

Na przykład, jeśli masz dwa rezystory 10K połączone szeregowo między zasilaniem (5V) a uziemieniem (0V), punkt, w którym spotykają się te dwa rezystory, będzie o połowę mniejszy od zasilania (2,5V), ponieważ oba rezystory mają identyczne wartości. Zakładając, że ten środkowy punkt jest w rzeczywistości środkowym pinem potencjometru, gdy przekręcisz pokrętło, napięcie na środkowym pinie faktycznie wzrośnie do 5 V lub spadnie do 0 V (w zależności od kierunku, w którym je obrócisz). Jest to przydatne do regulacji natężenia sygnału elektrycznego w obwodzie (stąd jego użycie jako pokrętła głośności).

Jest to reprezentowane w obwodzie jako rezystor ze strzałką skierowaną w jego środek.

Jeśli podłączysz tylko jeden z zewnętrznych styków i środkowy styk do obwodu, zmieniasz tylko rezystancję w obwodzie, a nie poziom napięcia na środkowym styku. Jest to również przydatne narzędzie do budowania obwodów, ponieważ często po prostu chcesz zmienić rezystancję w określonym punkcie, a nie tworzyć regulowanego dzielnika napięcia.

Ta konfiguracja jest często reprezentowana w obwodzie jako rezystor ze strzałką wychodzącą z jednej strony i zapętloną z powrotem w kierunku środka.

Krok 12: Diody LED

LED oznacza diodę elektroluminescencyjną. Jest to w zasadzie specjalny rodzaj diody, która zapala się, gdy przepływa przez nią prąd. Jak wszystkie diody, dioda LED jest spolaryzowana, a prąd ma przepływać tylko w jednym kierunku.

Zazwyczaj są dwa wskaźniki informujące o kierunku, w którym będzie przepływać prąd, oraz dioda LED. Pierwszy wskaźnik, że dioda LED będzie miała dłuższy przewód dodatni (anoda) i krótszy przewód uziemiający (katodę). Drugim wskaźnikiem jest płaskie wycięcie z boku diody LED, które wskazuje dodatni (anodowy) przewód. Należy pamiętać, że nie wszystkie diody LED mają to wycięcie wskazujące (lub że czasami jest nieprawidłowe).

Jak wszystkie diody, diody LED powodują spadek napięcia w obwodzie, ale zazwyczaj nie dodają dużej rezystancji. Aby zapobiec zwarciom w obwodzie, należy szeregowo dodać rezystor. Aby dowiedzieć się, jak duży rezystor jest potrzebny do uzyskania optymalnej intensywności, możesz użyć tego internetowego kalkulatora LED, aby obliczyć, jaka rezystancja jest potrzebna dla pojedynczej diody LED. Często dobrą praktyką jest użycie rezystora, którego wartość jest nieco większa niż wartość zwracana przez kalkulator.

Możesz pokusić się o szeregowe podłączenie diod LED, ale pamiętaj, że każda kolejna dioda LED spowoduje spadek napięcia, aż w końcu nie będzie wystarczającej mocy, aby je świecić. W związku z tym idealnie nadaje się do oświetlenia wielu diod LED, łącząc je równolegle. Jednak zanim to zrobisz, musisz upewnić się, że wszystkie diody LED mają taką samą moc znamionową (różne kolory często są różnie oceniane).

Diody LED pokażą się na schemacie jako symbol diody z odchodzącymi błyskawicami, wskazując, że jest to świecąca dioda.

Krok 13: Przełączniki

Przełącznik jest w zasadzie urządzeniem mechanicznym, które powoduje przerwę w obwodzie. Kiedy aktywujesz przełącznik, otwiera lub zamyka obwód. Zależy to od typu przełącznika.

Przełączniki normalnie otwarte (N. O.) zamykają obwód po aktywacji.

Przełączniki normalnie zamknięte (N. C.) otwierają obwód po aktywacji.

Ponieważ przełączniki stają się bardziej złożone, mogą zarówno otwierać jedno połączenie, jak i zamykać drugie, gdy są aktywowane. Ten typ przełącznika to jednobiegunowy przełącznik dwukierunkowy (SPDT).

Jeśli miałbyś połączyć dwa przełączniki SPDT w jeden pojedynczy przełącznik, nazwano by go dwubiegunowym przełącznikiem dwukierunkowym (DPDT). Spowodowałoby to przerwanie dwóch oddzielnych obwodów i otwarcie dwóch innych obwodów za każdym razem, gdy przełącznik był aktywowany.

Krok 14: Baterie

Bateria to pojemnik, który zamienia energię chemiczną na energię elektryczną. Upraszczając sprawę, można powiedzieć, że „magazynuje moc”.

Umieszczając baterie szeregowo dodajesz napięcie każdej kolejnej baterii, ale prąd pozostaje taki sam. Na przykład bateria AA ma 1,5 V. Jeśli umieścisz 3 w szeregu, dodałoby to do 4,5V. Jeśli miałbyś dodać czwartą w szeregu, to stałoby się to 6V.

Umieszczając baterie równolegle, napięcie pozostaje takie samo, ale ilość dostępnego prądu podwaja się. Odbywa się to znacznie rzadziej niż umieszczanie baterii szeregowo i zwykle jest konieczne tylko wtedy, gdy obwód wymaga większego prądu niż może zaoferować pojedyncza seria baterii.

Zalecamy zakup różnych uchwytów na baterie AA. Na przykład dostałbym asortyment, który mieści 1, 2, 3, 4 i 8 baterii AA.

Baterie są reprezentowane w obwodzie przez szereg naprzemiennych linii o różnej długości. Istnieją również dodatkowe oznaczenia mocy, uziemienia i napięcia znamionowego.

Krok 15: Deski chlebowe

Breadboards to specjalne płytki do prototypowania elektroniki. Pokryte są siatką otworów podzielonych na elektrycznie ciągłe rzędy.

W centralnej części znajdują się dwie kolumny rzędów obok siebie. Ma to na celu umożliwienie wstawienia układu scalonego do środka. Po włożeniu do każdego pinu układu scalonego będzie podłączony szereg elektrycznie ciągłych otworów.

W ten sposób możesz szybko zbudować obwód bez konieczności lutowania lub skręcania przewodów. Po prostu połącz połączone ze sobą części w jeden z elektrycznie ciągłych rzędów.

Na każdej krawędzi płytki stykowej zwykle biegną dwie ciągłe linie autobusowe. Jedna jest przeznaczona jako szyna zasilająca, a druga jako szyna uziemiająca. Podłączając odpowiednio zasilanie i uziemienie do każdego z nich, możesz łatwo uzyskać do nich dostęp z dowolnego miejsca na płytce stykowej.

Krok 16: Drut

Aby połączyć ze sobą rzeczy za pomocą płytki stykowej, musisz użyć komponentu lub przewodu.

Przewody są ładne, ponieważ pozwalają na łączenie rzeczy bez dodawania praktycznie żadnej rezystancji do obwodu. Pozwala to na elastyczność co do miejsca umieszczania części, ponieważ można je później połączyć ze sobą za pomocą drutu. Umożliwia również połączenie części z wieloma innymi częściami.

Zaleca się stosowanie izolowanego drutu litego 22 awg (22G) do płytek stykowych. Kiedyś mogłeś go znaleźć w Radioshack, ale zamiast tego możesz użyć przewodu łączącego połączonego z powyższym. Czerwony przewód zazwyczaj oznacza połączenie zasilania, a czarny przewód oznacza połączenie z uziemieniem.

Aby użyć przewodu w obwodzie, po prostu przytnij kawałek na wymiar, zdejmij 1/4 cala izolacji z każdego końca przewodu i użyj go do połączenia punktów na płytce stykowej.

Krok 17: Twój pierwszy obwód

Lista części: 1K ohm - rezystor 1/4 Watt 5mm czerwona dioda LED SPST przełącznik 9V złącze baterii

Jeśli spojrzysz na schemat, zobaczysz, że rezystor 1K, dioda LED i przełącznik są połączone szeregowo z baterią 9V. Kiedy zbudujesz obwód, będziesz mógł włączać i wyłączać diodę LED za pomocą przełącznika.

Możesz sprawdzić kod koloru dla rezystora 1K za pomocą graficznego kalkulatora rezystancji. Pamiętaj też, że dioda LED musi być podłączona we właściwy sposób (wskazówka - długa nóżka idzie na dodatnią stronę obwodu).

Musiałem przylutować drut z rdzeniem stałym do każdej nogi przełącznika. Aby uzyskać instrukcje, jak to zrobić, zapoznaj się z instrukcją „Jak lutować”. Jeśli jest to dla ciebie zbyt trudne, po prostu zostaw przełącznik poza obwodem.

Jeśli zdecydujesz się użyć przełącznika, otwórz go i zamknij, aby zobaczyć, co się stanie, gdy wykonasz i przerwiesz obwód.

Krok 18: Twój drugi obwód

Lista części: 2N3904 Tranzystor PNP 2N3906 Tranzystor NPN 47 ohm - 1/4 W rezystor 1 kOhm - 1/4 W rezystor 470 k ohm - 1/4 W rezystor 10 uF kondensator elektrolityczny 0,01 uF ceramiczny kondensator dyskowy 5 mm czerwona dioda LED 3 V AA

Opcjonalnie: potencjometr 10K ohm - rezystor 1/4 Watt 1M

Ten kolejny schemat może wydawać się zniechęcający, ale w rzeczywistości jest dość prosty. Wykorzystuje wszystkie części, które właśnie przeszliśmy, aby automatycznie migać diodą LED.

Wszelkie tranzystory NPN lub PNP ogólnego przeznaczenia powinny wystarczyć dla obwodu, ale jeśli chcesz kontynuować w domu, używam tranzystorów 293904 (NPN) i 2N3906 (PNP). Nauczyłem się ich układów pinów, przeglądając ich arkusze danych. Dobrym źródłem szybkiego wyszukiwania arkuszy danych jest Octopart.com. Po prostu wyszukaj numer części, a powinieneś znaleźć zdjęcie części i link do arkusza danych.

Na przykład z arkusza danych tranzystora 2N3904 szybko zauważyłem, że pin 1 był emiterem, pin 2 był podstawą, a pin 3 kolektorem.

Oprócz tranzystorów wszystkie rezystory, kondensatory i diody LED powinny być proste do podłączenia. Na schemacie jest jednak jeden trudny element. Zwróć uwagę na półłuk w pobliżu tranzystora. Ten łuk wskazuje, że kondensator przeskakuje ślad z akumulatora i zamiast tego łączy się z bazą tranzystora PNP.

Ponadto, budując obwód, nie zapomnij pamiętać, że kondensatory elektrolityczne i dioda LED są spolaryzowane i będą działać tylko w jednym kierunku.

Po zakończeniu budowy obwodu i podłączeniu zasilania powinno migać. Jeśli nie miga, dokładnie sprawdź wszystkie połączenia i orientację wszystkich części.

Sztuczka do szybkiego debugowania obwodu polega na zliczaniu komponentów na schemacie w porównaniu z komponentami na płytce prototypowej. Jeśli się nie zgadzają, coś pominiesz. Możesz również wykonać tę samą sztuczkę z liczeniem dla liczby elementów, które łączą się z określonym punktem obwodu.

Gdy już zadziała, spróbuj zmienić wartość rezystora 470K. Zauważ, że zwiększając wartość tego rezystora, dioda LED miga wolniej, a zmniejszając ją, dioda LED miga szybciej.

Powodem tego jest to, że rezystor kontroluje szybkość, z jaką kondensator 10uF napełnia się i rozładowuje. Wiąże się to bezpośrednio z miganiem diody LED.

Zastąp ten rezystor potencjometrem 1M połączonym szeregowo z rezystorem 10K. Podłącz go tak, że jedna strona rezystora łączy się z zewnętrznym pinem potencjometru, a druga strona łączy się z podstawą tranzystora PNP. Środkowy pin potencjometru powinien łączyć się z masą. Tempo migania zmienia się teraz, gdy przekręcisz pokrętło i przeskoczysz przez opór.

Krok 19: Twój trzeci obwód

Lista części: Układ scalony czasomierza 555 1 kΩ - opornik 1/4 W Rezystor 10 kΩ - ¼ W Rezystor 1 M Ω - 1/4 W Kondensator elektrolityczny 10 uF Kondensator ceramiczny 0,01 uF Mały głośnik Złącze akumulatora 9 V

Ten ostatni obwód wykorzystuje układ czasowy 555 do generowania hałasu za pomocą głośnika.

Dzieje się tak, że konfiguracja komponentów i połączeń w układzie 555 powoduje, że pin 3 gwałtownie oscyluje między wysokim a niskim. Jeśli miałbyś narysować te oscylacje, wyglądałoby to jak fala prostokątna (fala naprzemienna między dwoma poziomami mocy). Fala ta następnie szybko pulsuje w głośniku, który wypiera powietrze z tak wysoką częstotliwością, że słyszymy to jako stały ton o tej częstotliwości.

Upewnij się, że układ 555 znajduje się na środku płytki stykowej, tak aby żaden z pinów nie mógł zostać przypadkowo połączony. Poza tym po prostu wykonaj połączenia zgodnie ze schematem ideowym.

Zwróć także uwagę na symbol „NC” na schemacie. To oznacza „Brak połączenia”, co oczywiście oznacza, że nic nie łączy się z tym pinem w tym obwodzie.

Możesz przeczytać wszystkie o 555 żetonach na tej stronie i zobaczyć duży wybór dodatkowych schematów 555 na tej stronie.

Jeśli chodzi o głośnik, użyj małego głośnika, takiego jak w muzycznej kartce z życzeniami. Ta konfiguracja nie może napędzać dużego głośnika, im mniejszy głośnik można znaleźć, tym lepiej będzie. Większość głośników jest spolaryzowana, więc upewnij się, że ujemna strona głośnika jest podłączona do masy (jeśli tego wymaga).

Jeśli chcesz pójść o krok dalej, możesz stworzyć pokrętło głośności, podłączając jeden zewnętrzny pin potencjometru 100K do pinu 3, środkowy pin do głośnika, a drugi zewnętrzny pin do masy.

Krok 20: Jesteś sam

Dobra… Nie jesteś do końca zdany na siebie. Internet jest pełen ludzi, którzy wiedzą, jak to zrobić i udokumentowali swoją pracę tak, że można się również tego nauczyć. Wyjdź i szukaj tego, co chcesz zrobić. Jeśli obwód jeszcze nie istnieje, prawdopodobnie istnieje już dokumentacja czegoś podobnego online.

Świetnym miejscem do rozpoczęcia wyszukiwania schematów obwodów jest strona Discover Circuits. Mają obszerną listę zabawnych obwodów do eksperymentowania.

Jeśli masz jakieś dodatkowe porady dotyczące podstawowej elektroniki dla początkujących, podziel się nimi w komentarzach poniżej.

Czy uważasz to za przydatne, zabawne lub zabawne? Obserwuj @madeineuphoria, aby zobaczyć moje najnowsze projekty.