Introducere în electronica de bază

Introducere în electronica de bază

Învățarea electronicii de bază și crearea propriilor proiecte este mult mai ușoară decât ați putea crede. În acest tutorial, vă vom oferi o scurtă prezentare generală a componentelor electronice comune și vă vom explica care sunt funcțiile lor. Veți învăța apoi despre diagramele schematice și despre modul în care acestea sunt utilizate pentru a proiecta și construi circuite. Și, în cele din urmă, veți pune în practică aceste informații creând primul dvs. circuit de bază.

FREE EBOOK (PDF) – Makerspace Info Bundle

Înainte de a începe, asigurați-vă că bancul dvs. de lucru electronic este configurat corespunzător. Zona de lucru nu trebuie să fie fantezistă și ați putea chiar să vă construiți propriul banc de lucru electronic.

Stocare

Componentele electronice pot fi mici și este o idee bună să păstrați totul organizat. Cea mai populară opțiune este de a folosi cutii de depozitare din plastic transparent pentru depozitarea pieselor. În plus, ați putea folosi cutii de depozitare din plastic care atârnă de un raft sau se potrivesc pe un raft.

Unelte

Acum că aveți un spațiu de lucru bine pus la punct, este timpul să îl aprovizionați cu uneltele și echipamentele adecvate. Aceasta nu este o listă completă, dar evidențiază cele mai comune elemente utilizate în electronică.

Breadboard

Breadboard-urile sunt un instrument esențial pentru prototipuri și construirea de circuite temporare. Aceste plăci conțin găuri pentru inserarea firelor și a componentelor. Datorită naturii lor temporare, ele vă permit să creați circuite fără lipire. Găurile dintr-o breadboard sunt conectate în rânduri atât pe orizontală, cât și pe verticală, așa cum se arată mai jos.

Multimetru digital

Un multimetru este un dispozitiv care este folosit pentru a măsura curentul electric (amperi), tensiunea (volți) și rezistența (ohmi). Este un instrument excelent pentru depanarea circuitelor și este capabil să măsoare atât tensiunea de curent alternativ, cât și cea de curent continuu. Consultați această postare pentru mai multe informații despre cum să folosiți un multimetru.

Suporturi pentru baterii

Un suport pentru baterii este o cutie de plastic care conține baterii de la 9V la AA. Unele suporturi sunt închise și pot avea încorporat un întrerupător pornit/oprit.

Cabluri de testare (clești aligator)

Cablurile de testare sunt excelente pentru conectarea componentelor împreună pentru a testa un circuit fără a fi nevoie de lipire.

Tăietor de sârmă

Tăietorii de sârmă sunt esențiali pentru decuparea firelor de cupru toronate și solide.

Set de șurubelnițe de precizie

Surubelnițele de precizie sunt, de asemenea, cunoscute sub numele de șurubelnițe de bijutier și vin, de obicei, sub formă de set. Avantajul acestora față de șurubelnițele normale este reprezentat de vârfurile de precizie ale fiecărei șurubelnițe. Acestea sunt foarte utile atunci când se lucrează cu electronice care conțin șuruburi mici.

Ajutorul celei de-a treia mâini

Când lucrezi cu electronice, se pare că niciodată nu ai destule mâini pentru a ține totul. Aici intervine mâna de ajutor (mâna a 3-a). Perfectă pentru a ține plăcile de circuite sau firele atunci când lipiți sau lipiți.

Pistol de căldură

Un pistol de căldură este folosit pentru a contracta tuburi de plastic cunoscute sub numele de termocontracție pentru a ajuta la protejarea firelor expuse. Termocontractabilitatea a fost numită banda adezivă a electronicii și vine la îndemână într-o mare varietate de aplicații.

Jumper Wire

Aceste fire sunt folosite cu breadboard și plăci de dezvoltare și sunt în general 22-28 AWG solid core wire. Firele de jumper pot avea capete de sex masculin sau feminin, în funcție de modul în care trebuie utilizate.

Fier de lipit

Când este timpul să creați un circuit permanent, veți dori să lipiți piesele împreună. Pentru a face acest lucru, un fier de lipit este unealta pe care o veți folosi. Desigur, un fier de lipit nu este bun de nimic dacă nu aveți lipire care să meargă cu el. Puteți alege lipitură cu plumb sau fără plumb în câteva diametre.

Componente electronice

Acum este timpul să vorbim despre diferitele componente care dau viață proiectelor dumneavoastră electronice. Mai jos este o defalcare rapidă a celor mai comune componente și a funcțiilor pe care le îndeplinesc.

Interuptor

Interuptoarele pot veni în mai multe forme, cum ar fi buton, basculant, momentan și altele. Funcția lor de bază este de a întrerupe curentul electric prin pornirea sau oprirea unui circuit.

Rezistor

Rezistențele sunt utilizate pentru a rezista fluxului de curent sau pentru a controla tensiunea într-un circuit. Cantitatea de rezistență pe care o oferă un rezistor se măsoară în Ohmi. Majoritatea rezistoarelor au dungi colorate la exterior, iar acest cod vă va spune care este valoarea rezistenței acestuia. Puteți folosi un multimetru sau calculatorul de coduri de culoare a rezistenței de la Digikey pentru a determina valoarea unei rezistențe.

Rezistență variabilă (potențiometru)

O rezistență variabilă este cunoscută și sub numele de potențiometru. Aceste componente pot fi găsite în dispozitive cum ar fi un variator de lumină sau controlul volumului pentru un radio. Când rotiți arborele unui potențiometru, rezistența se modifică în circuit.

Rezistență dependentă de lumină (LDR)

O rezistență dependentă de lumină este, de asemenea, o rezistență variabilă, dar este controlată de lumină în loc să rotească un buton. Rezistența din circuit se modifică în funcție de intensitatea luminii. Acestea se găsesc adesea la luminile exterioare care se aprind automat la asfințit și se sting în zori.

Capacitor

Capacitoarele stochează electricitatea și apoi o descarcă înapoi în circuit atunci când există o scădere de tensiune. Un condensator este ca o baterie reîncărcabilă și poate fi încărcat și apoi descărcat. Valoarea se măsoară în intervalul F (Farad), nano Farad (nF) sau pico Farad (pF).

Diodă

O diodă permite electricității să circule într-o direcție și o blochează să circule în direcția opusă. Rolul principal al diodei este de a direcționa electricitatea pentru a nu lua o cale nedorită în cadrul circuitului.

Diodă emițătoare de lumină (LED)

O diodă emițătoare de lumină este ca o diodă standard prin faptul că curentul electric circulă doar într-o singură direcție. Principala diferență este că un LED va emite lumină atunci când curentul electric trece prin el. În interiorul unui LED există un anod și un catod. Curentul trece întotdeauna de la anod (+) la catod (-) și niciodată în direcția opusă. Piciorul mai lung al LED-ului este partea pozitivă (anodul).

Transistor

Transistorul este un mic întrerupător care pornește sau oprește un curent atunci când este declanșat de un semnal electric. Pe lângă faptul că este un comutator, poate fi folosit și pentru a amplifica semnalele electronice. Un tranzistor este similar cu un releu, cu excepția faptului că nu are părți mobile.

Releu

Un releu este un întrerupător acționat electric care se deschide sau se închide atunci când se aplică curentul electric. În interiorul unui releu se află un electromagnet care controlează un comutator mecanic.

Circuit integrat (IC)

Un circuit integrat este un circuit a cărui dimensiune a fost redusă pentru a încăpea în interiorul unui cip mic. Acest circuit conține componente electronice precum rezistențe și condensatori, dar la o scară mult mai mică. Circuitele integrate vin în diferite variante, cum ar fi temporizatoare 555, regulatoare de tensiune, microcontrolere și multe altele. Fiecare pin de pe un circuit integrat este unic din punct de vedere al funcției sale.

Ce este un circuit?

Înainte de a concepe un proiect electronic, trebuie să știți ce este un circuit și cum să creați unul în mod corespunzător.

Un circuit electronic este un traseu circular de conductori prin care poate trece curentul electric. Un circuit închis este ca un cerc, deoarece începe și se termină în același punct, formând o buclă completă. În plus, un circuit închis permite electricității să circule neîntrerupt de la (+) putere la (-) masă.

În schimb, dacă există o întrerupere a fluxului de electricitate, aceasta este cunoscută ca un circuit deschis. După cum se arată mai jos, un întrerupător dintr-un circuit poate face ca acesta să fie deschis sau închis în funcție de poziția sa.

Toate circuitele trebuie să aibă trei elemente de bază. Aceste elemente sunt o sursă de tensiune, o cale conductoare și o sarcină.

Sursa de tensiune, cum ar fi o baterie, este necesară pentru a determina curentul să circule prin circuit. În plus, trebuie să existe o cale conductoare care să asigure un traseu pentru ca electricitatea să circule. În cele din urmă, un circuit adecvat are nevoie de o sarcină care consumă energia. Sarcina din circuitul de mai sus este becul.

Diagramă schematică

Când lucrați cu circuite, veți găsi adesea ceva numit diagramă schematică. Aceste diagrame folosesc simboluri pentru a ilustra ce componente electronice sunt folosite și unde sunt plasate în circuit. Aceste simboluri sunt reprezentări grafice ale componentelor electronice reale.

Mai jos este un exemplu de schemă care descrie un circuit LED care este controlat de un comutator. Acesta conține simboluri pentru un LED, un rezistor, o baterie și un întrerupător. Urmărind o diagramă schematică, sunteți în măsură să știți ce componente să folosiți și unde să le puneți. Aceste scheme sunt extrem de utile pentru începători atunci când învață pentru prima dată circuite.

Există mai multe tipuri de simboluri electronice și acestea variază ușor de la o țară la alta. Mai jos sunt câteva dintre cele mai frecvent utilizate simboluri electronice în SUA.

Cum să determinați dimensiunea unui rezistor

Rezistențele sunt utilizate în mod obișnuit în proiectele electronice și este important să știți ce dimensiune să folosiți. Pentru a găsi valoarea rezistorului, trebuie să cunoașteți tensiunea și amperajele pentru LED-ul și bateria dumneavoastră.

Un LED standard are nevoie, în general, de o tensiune de aproximativ 2V și un curent de 20mA sau 0,02A pentru a funcționa corect. Apoi, trebuie să aflați care este tensiunea bateriei dumneavoastră. În acest exemplu, vom folosi o baterie de 9V. Pentru a determina dimensiunea rezistorului, trebuie să folosim o formulă cunoscută sub numele de legea lui Ohm, așa cum se arată mai jos.

Legea lui Ohm – Rezistența (R) = Tensiune (V) / Curent (I)

• Rezistența se măsoară în Ohmi (Ω)
• Tensiunea se măsoară în volți (V)
• Curentul se măsoară în amperi (A)

Utilizând legea lui Ohm, trebuie să scădeți tensiunea LED-ului din tensiunea bateriei. Acest lucru vă va da o tensiune de 7, care trebuie împărțită la 0,02 amperi de la LED. Această formulă arată că veți avea nevoie de o rezistență de 350 Ω.

Ca o notă, rezistențele standard nu vin în 350 Ω, dar sunt disponibile în 330 Ω care vor funcționa bine.

Proiect de electronică #1

Acum este timpul să combinați tot ce ați învățat și să creați un circuit de bază. Acest proiect este un proiect de pornire excelent pentru începători. Vom folosi cabluri de testare pentru a crea un circuit temporar fără a fi nevoie să le lipim împreună.

Piese necesare:

• Baterie de 9V
• Baterie Snap…on Connector
• Cabluri de testare cu cleme aligator
• Rezistență de 330 Ohm
• LED – Roșu de bază de 5 mm

Schema schematică

Etapele proiectului

1. Ajustați clema bateriei la partea superioară a bateriei de 9V.
2. Firul roșu de la clema bateriei este conectat la o clemă crocodilă de pe cablul de testare roșu.
3. Celălalt capăt al cablului de testare roșu este conectat la piciorul lung (+) al LED-ului.
4. Conectați o clemă aligator de la cablul de testare negru la piciorul scurt (-) al LED-ului.
5. Celălalt capăt al cablului de testare negru este prins cu clema la un picior al rezistorului de 330 Ω.
6. Clipiti o parte a celuilalt cablu de test negru la celălalt picior al rezistorului de 330 Ω.
7. Extremul opus al cablului de test negru este conectat la firul negru al bateriei.

IMPORTANT – Nu conectați niciodată un LED direct la o baterie de 9V fără o rezistență în circuit. Procedând astfel, puteți deteriora/distruge LED-ul. Cu toate acestea, puteți conecta un LED la o baterie de 3V sau mai mică fără o rezistență.

Cum să folosiți o placă de pâine

O altă modalitate de a crea și testa un circuit este să îl construiți pe o placă de pâine. Aceste plăci sunt esențiale pentru testarea și prototiparea circuitelor, deoarece nu este nevoie de lipire. Componentele și firele sunt împinse în găuri pentru a forma un circuit temporar. Deoarece nu este permanent, puteți experimenta și face modificări până când se ajunge la rezultatul dorit.

Sub găurile fiecărui rând se află cleme metalice care conectează găurile între ele. Rândurile din mijloc se execută pe verticală, așa cum se arată, în timp ce coloanele exterioare sunt conectate pe orizontală. Aceste coloane exterioare se numesc șine de alimentare și sunt folosite pentru a primi și a furniza energie către placă.

Planșele vor trebui să fie alimentate cu energie și acest lucru se poate face în câteva moduri. Una dintre cele mai simple modalități este să conectați firele de la un suport de baterie la șinele de alimentare. Acest lucru va furniza tensiune doar la șina în care este conectat.

Pentru a alimenta ambele șine, va trebui să folosiți un fir de legătură de la (+) și (-) la șina de pe partea opusă.

Proiect de electronică #2

Acum vom învăța cum să creăm un circuit pe o placă de pane. Acest circuit este exact același pe care l-am făcut mai devreme, dar nu vom folosi cablurile de testare.

Piesele necesare:

• Baterie de 9V
• Conector Snap-on pentru baterie
• Rezistor de 330 Ohm
• LED – Roșu de bază de 5 mm
• Breadboard… Half Size

Diagramă schematică

Etapele proiectului

1. Ajustați clema pentru baterie la partea superioară a bateriei de 9V.
2. Puneți firul roșu de la clema bateriei în F9 de pe placa de pâine.
3. Inserați firul negru de la clema bateriei în J21 de pe placa de pâine.
4. Îndoiți picioarele rezistorului de 330 Ω și puneți un picior în F21.
5. Puneți celălalt picior al rezistorului în F15.
6. Inserați piciorul scurt al LED-ului în J15 și piciorul lung în J9.

Săgețile roșii din imaginea de mai jos ajută la arătarea modului în care circulă electricitatea în acest circuit. Toate componentele sunt conectate între ele într-un cerc, la fel ca atunci când am folosit firele de test.

IMPORTANT – Nu conectați niciodată un LED direct la o baterie de 9V fără o rezistență în circuit. Procedând astfel, puteți deteriora/distruge LED-ul.

Cum să lipiți

Dacă doriți ca circuitul dvs. să fie permanent, va trebui să îl lipiți împreună. Pentru un tutorial în profunzime despre lipirea componentelor electronice, consultați postul nostru How To Solder pentru un ghid complet pas cu pas.

Electronics Supply

Există o mulțime de locuri grozave online pentru a găsi componente electronice, piese și unelte. Mai jos este o listă a locurilor noastre preferate pentru a cumpăra produse electronice.

• Mouser Electronics
• DigiKey
• Newark Element 14
• Sparkfun Electronics
• Adafruit
• All Electronics
• MCM Electronics
• Jameco

.