Tot el que heu de saber sobre l'electrònica per a principiants: 12 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Hola de nou. En aquest instructiu tractarem un tema molt ampli: tot. Sé que això pot semblar impossible, però si ho reflexioneu, tot el nostre món està controlat per circuits electrònics, des de la gestió de l’aigua fins a la producció de cafè fins als desplaçaments a la feina o l’escola. I tots aquests dispositius electrònics estan controlats per components molt similars (resistències, transistors, potenciòmetres, condensadors, commutadors i molts, molts, més). Tots aquests components realitzen una de les tasques següents: presa de dades, processament de dades i sortida de dades. Per exemple, un ratolí (que és una combinació de moltes peces petites) mesura la posició, un processador d’ordinador pensa en aquesta informació i el monitor de l’ordinador mou el cursor segons el vostre ratolí. Comencem aquest instructable repassant alguns dels components esmentats.

Pas 1: canvieu

Ahh, el bon vell interruptor. N’hi ha un a gairebé tots els circuits electrònics realitzats. Si teniu un bon circuit que no en té, comenteu-ho a continuació (les piles de piles de moneda + els LEDs no compten aquí). De totes maneres, l’interruptor té un treball: deixar passar l’electricitat o no. No queda molt per dir d’aquest heroi desconegut de l’electrònica.

Pas 2: resistències

Les resistències són la pedra angular de qualsevol circuit. Em costaria trobar qualsevol PCB (que sigui la placa de circuit imprès, per al profà) que no tingui cap d'aquests objectes vitals que redueixen la tensió. Les resistències s’utilitzen per agafar una tensió i reduir-la a una inferior. No cal dir molt més sobre aquests petits components vitals.

Pas 3: Trasnistors

Els transistors poden ser confusos, especialment amb tots els tipus. Bàsicament, un transistor és un interruptor semiconductor activat per un corrent elèctric. Aquests commutadors petits, però potents, es presenten en diversos models diferents, cadascun amb propòsits lleugerament diferents. Tots els circuits moderns capaços de processar dades tenen un d’aquests tipus.

Pas 4: Capicitor

Els condensadors són un mitjà per emmagatzemar petites quantitats d’electricitat. Així funcionen: hi ha dues peces de metall dividides per un material no conductor. El tipus de material no conductor o dielèctric determina el tipus de condensador i per a què s’utilitzarà.

Pas 5: Potenciòmetres / Reostats

El potenciòmetre és un tipus de resistència variable fascinant i important. Hi ha 3 pins-2 entrades i una sortida. L’ús dels tres pins fa que sigui més un sensor per introduir dades, mentre que l’ús de dos pins el converteix en una manera antiga de sufocar la tensió. Si ets com jo, vols saber com funciona. Bàsicament, hi ha una resistència a la qual es desplaça una corredissa o un eixugaparabrises, cosa que fa que la distància de l'electricitat fluctue en funció de la posició del eixugaparabrisa. Això augmenta o disminueix la resistència. Els potenciòmetres generalment semblen la imatge de dalt, però la seva forma i mida poden variar.

Pas 6: motor de corrent continu sense escombretes

Això és força maco. Jo solia mostrar als nens petits (tècnicament tenien la meva edat, jo tenia cinquè grau) el motor de corrent continu connectant els terminals a una bateria de 9V i es va girar! Tots els altres nens estaven gelosos (o això vaig fantasiar). També podeu exercir la potència del motor. És un dispositiu molt senzill: hi ha dues o més bobines electromagnètiques que alternen la polaritat. Després hi ha un imant normal que gira a causa de la repulsió dels electroimants (vegeu la imatge superior).

Pas 7: relé

Un relé és un interruptor activat per un corrent elèctric. L’he dibuixat a la meva pissarra a la imatge de més amunt. Essencialment, una bobina electromagnètica repel·leix un elèctrode magnètic, fent que toqui un altre elèctrode, deixant així corrent a través del circuit.

Pas 8: Piezo Buzzer

El Piezo Buzzer és una de les coses més molestes de l’univers. Vull dir, qui vol escoltar "BEEP, BEEP, BEEP!" sempre que netegem la nevera? O quan el microones s’apaga, però no voleu deixar de mirar Sherlock i us obligueu a suportar "Beep beep, Beep Beep, Beep beep". No obstant això, aquests diminuts altaveus són una part important del disseny electrònic. Si voleu que el vostre circuit doni feedback d’àudio, però no necessiteu un altaveu normal, aquests són els vostres components preferits. Fan soroll amb una mica de placa metàl·lica anomenada piezo. L’electricitat travessa el piezo i fa que vibri molt ràpidament. Aquest moviment fa que l'aire es trenqui, també conegut com a so. La velocitat de la vibració està determinada per la velocitat de la vibració i la velocitat de la vibració per la tensió.

Pas 9: bombetes LED

Aquestes petites bombetes són tan habituals a l’electrònica que és estrany que no en tingueu almenys 20 a casa vostra. Són petites, assequibles, energèticament eficients, super brillants i no passen calor. Què no agrada? Bàsicament, la llum d’un LED, o díode emissor de llum, es crea mitjançant el moviment d’electrons en el material semiconductor que és aproximadament l’equivalent al filament d’una bombeta incandescent. Fins i tot en els circuits més avorrits, m’agrada col·locar petits LEDs verds o blancs per animar les coses.

* Advertiment: Sempre sufoqueu el corrent que entra en un LED amb algun tipus de resistència. Normalment funcionen a baixa tensió, al voltant dels 3,3 volts.

Pas 10: Microcontroladors

Aquest pas és diferent dels altres, ja que no es tracta d’un component, sinó d’un tema. Els microcontroladors són ordinadors senzills que s’utilitzen per absorbir, interpretar, visualitzar i respondre a les dades. La majoria dels microcontroladors fan servir tots o la majoria dels components que hem comentat. Com que hi ha molts tipus de microcontroladors, us donaré tres dels més recomanables per a principiants: Arduino, Raspberry Pi i BeagleBone. Aquests tres taulers són programables i es poden utilitzar per a qualsevol nombre de projectes.

* Exempció de responsabilitat: només tinc l’Arduino i el Raspberry Pi, de manera que no puc garantir el BeagleBone.

Pas 11: Programació

Programar és increïble. Tinc una sensació de calor cada vegada que treballo en un programa, una mena d’adrenalina, però sense la resposta de lluita / fugida. M’agradaria explicar tot el que sé sobre la programació, però això trigaria una estona. Així doncs, aquí teniu la versió resumida: hi ha molts idiomes diferents que els ordinadors entenen (C, Python, JavaScript, Ruby, C ++, Java, etc.), i aprendre a parlar (o escriure) aquests idiomes és una de les millors coses que podeu fer per tu mateix. Un cop hàgiu après l’idioma, només cal que digueu a l’ordinador (o al microcontrolador) el que voleu que faci, i es complirà després d’una certa depuració. Sense ni tan sols un coneixement bàsic de programació, us enfonsareu abans de pujar al vaixell metafòric de l'electrònica.

Pas 12: Això és tot, gent

D’aquesta manera es conclou l’Instruible. Gràcies per llegir i, si us agrada aquesta guia, preneu-vos el temps per votar-me al concurs per a principiants d’electrònica. Desitjo sincerament que us sentiu inspirat a assumir el disseny electrònic ara.