Автор: Монк, Саймон Название: Практическая электроника: иллюстрированное руководство для радиолюбителей. Перевод с английского Издательство: М:, ИД Вильямс Год: 2016 Страниц: 352 Формат: DJVU Размер: 24 МБ
В этой книге речь пойдет исключительно о практической стороне вопроса конструирования и модернизации любительских электронных устройств. Здесь вы не найдете детального описания технологий, лежащих в основе функционирования электронного оборудования. Прочитав книгу, вы получите полезные практические навыки, которые пригодятся вам при разработке и создании устройств с требуемой функциональной насыщенностью. Вне всяких сомнений, благодаря инструкциям, приведенным в книге, вы сможете безошибочно объединять в единое целое отдельные радиотехнические компоненты и адаптировать уже имеющиеся устройства к решению новых, казалось бы, нехарактерных для них задач. Вы узнаете, как правильно воплотить имеющиеся идеи в успешно работающие прототипы, которые впоследствии могут стать успешными коммерческими проектами. Вы на практике познакомитесь с принципами функционирования электронных устройств, а также научитесь определять область применения создаваемых гаджетов, обладающих продуманными рабочими характеристиками. Все рассматриваемые нами устройства собираются либо на беспаечных макетных платах, либо на макетных платах под пайку, потребующих от вас несколько иных навыков. Кроме всего прочего, вы познакомитесь с архитектурой и областью применения микроконтроллерной платформы Arduino, которая на сегодняшний день де-факто считается стандартным инструментом в наборе разработчика популярных электронных устройств. В книге вы найдете более двадцати примеров эффективного использования платы Arduino в любительских проектах. Электронное оборудование постоянно совершенствуется, но в этой книге меньше всего уделяется внимания теоретическим вопросам функционирования электронных устройств. Следуя приведенным в ней советам, вы сконцентрируетесь на конструировании полностью работоспособных решений, собираемых исключительно из имеющихся под рукой комплектующих. В конце концов, зачем изобретать велосипед, если на рабочем столе уже лежит его чертеж?
Введение 14 Необходимое оборудование 15 Структура книги 16 Глава 1. В самом начале 19 Приобретение оборудования 19 Покупка компонентов 20 Поставщики электроники 21 Начальный набор 22 Зачистка провода 24 Необходимое оборудование 25 Скручивание проводов 27 Необходимое оборудование 28 Пайка проводов 29 Техника безопасности 29 Необходимое оборудование 30 Облуживание проводов 30 Пайка 32 Проверка соединения 33 Необходимое оборудование 33 Отвод дыма компьютерным вентилятором 33 Необходимое оборудование 35 Построение цепи 35 Резюме 40 Глава 2. Теория и практика 41 Начальный набор компонентов 41 Необходимое оборудование 41 Визуальное определение электронных компонентов 42 Резисторы 42 Конденсаторы 45 Диоды 46 Светодиоды 47 Транзисторы 49 Интегральные микросхемы 49 Другие компоненты 50 Компоненты для поверхностного монтажа (SMD-компоненты) 50 Электрический ток, сопротивление и напряжение 51 Электрический ток 51 Сопротивление 52 Напряжение 53 Закон Ома 54 Мощность электрического тока 55 Обозначения на электрических схемах 57 Первое соглашение схемотехники. Шина положительного питания располагается вверху 57 Второе соглашение схемотехники. Ток течет слева направо 57 Названия и обозначения 58 Условные графические обозначения компонентов 59 Резюме 60 Глава 3. Принципы функционирования 61 Нагрев резистора 61 Необходимое оборудование 61 Эксперимент 62 Резисторы и деление напряжения 63 Необходимое оборудование 64 Пересчет сопротивления в напряжение (создание фотометра) 67 Необходимое оборудование 67 Автоматическое включение освещения 69 Необходимое оборудование 70 Макетная плата 72 Сборка устройства 74 Трудности выбора биполярного транзистора 78 Технические характеристики 79 МОП-транзисторы 80 PNP- и N-канальные транзисторы 81 Основные типы транзисторов 82 Управление электродвигателем с помощью МОП-транзистора большой мощности 83 Необходимое оборудование 83 Макетная плата 84 Кнопки, выключатели и переключатели 86 Кнопки 87 Микропереключатели 88 Рычажные переключатели (тумблеры) 88 Резюме 90 Глава 4. Светодиоды 91 Предотвращение повреждения светодиода 91 Необходимое оборудование 91 Диоды 92 Светодиоды 93 Проверка схемы 95 Выбор правильного светодиода 96 Необходимое оборудование 96 Яркость и область освещения 97 Многоцветность 97 Инфракрасные и ультрафиолетовые светодиоды 99 Светодиодные модули высокой мощности 100 Формирователи тока на базе микросхемы LM317 101 Необходимое оборудование 101 Схема подключения 101 Макетная плата 103 Сборка устройства 104 Измерение прямого напряжения на светодиоде 105 Необходимое оборудование 107 Подача питания на большое количество светодиодов 108 Мигание светодиодов 110 Необходимое оборудование 110 Макетная плата 110 Монтаж устройства мигания светодиодов на макетной плате под пайку компонентов 112 Создание монтажной схемы для платы под пайку компонентов 113 Необходимое оборудование 116 Монтаж 116 Устранение неполадок 120 Лазерные диодные модули 121 Модернизация игрушечного гоночного автомобиля 123 Необходимое оборудование 123 Сохранение заряда в конденсаторе 124 Электрическая схема 125 Улучшение модели гоночного автомобиля 126 Тестирование 127 Резюме 128 Глава 5. Источники питания 129 Выбор электрической батареи 129 Емкость батареи 129 Максимальная скорость разряда батареи 130 Батарейки одноразового использования 130 Перезаряжаемые (аккумуляторные) батареи 134 Зарядка батарей (общие положения) 136 Единица измерения С 136 Перезарядка 136 Глубокая разрядка 137 Срок жизни батареи 137 Зарядка аккумуляторов типа NiMH 137 Обычная зарядка 138 Быстрая зарядка 139 Зарядка электролитных (свинцово-кислотных) аккумуляторных батарей 139 Зарядка от сети переменного тока 140 Зарядка литий-полимерных аккумуляторов 141 Особенности использования аккумуляторной батареи мобильного устройства 142 Стабилизатор напряжения 144 Необходимое оборудование 146 Макетная плата 146 Увеличение напряжения 147 Вычисление времени разряда аккумуляторной батареи 148 Организация аварийного электропитания с помощью аккумулятора 149 Диоды 150 Непрерывная зарядка 152 Солнечная панель 153 Тестирование солнечной панели 155 Непрерывная зарядка от солнечной панели 156 Минимизация потребления электроэнергии 157 Резюме 158 Глава 6. Основы работы с Arduino 159 Проверка работоспособности Arduino (мигание светодиода) 160 Необходимое оборудование 160 Настройка Arduino 161 Изменение программы мигания светодиода 164 Управление реле из Arduino 167 Реле 167 Выводы Arduino 167 Необходимое оборудование 169 Монтаж устройства 170 Программное управление 171 Управление детской игрушкой 172 Необходимое оборудование 173 Монтаж устройства 174 Монитор последовательного порта 176 Программное решение 176 Измерение напряжения 177 Необходимое оборудование 177 Монтаж устройства 178 Программное решение 179 Управление светодиодом 181 Необходимое оборудование 181 Монтаж устройства 182 Программное решение (мигание) 183 Программное решение (изменение яркости) 184 Воспроизведение звука 185 Необходимое оборудование 185 Монтаж устройства 186 Программное решение 187 Платы расширения 188 Управление реле на веб-странице 189 Необходимое оборудование 190 Монтаж устройства 191 Сетевые настройки 192 Тестирование устройства 193 Программное решение 193 Подключение к Arduino алфавитно-цифрового дисплея 197 Необходимое оборудование 198 Монтаж устройства 198 Программное решение 198 Управление сервоприводом 200 Необходимое оборудование 201 Монтаж устройства 201 Программное решение 202 Подключение массива светодиодов к Arduino 203 Необходимое оборудование 204 Монтаж оборудования 205 Программное решение 206 Автоматический ввод паролей 208 Необходимое оборудование 208 Монтаж устройства 208 Программное решение 209 Резюме 210 Глава 7. Подключаемое оборудование 211 Пассивный инфракрасный датчик движения 211 Необходимое оборудование (без контроллера) 212 Макетная плата 212 Необходимое оборудование (подключение к Arduino) 213 Монтаж устройства 214 Программное решение 215 Ультразвуковой датчик расстояния 217 Необходимое оборудование 218 Датчик расстояния HC-SR04 218 Датчик MaxBotix LV-EZ1 221 Модуль дистанционного управления 223 Необходимое оборудование 225 Макетная плата 225 Управление модулем дистанционного управления из Arduino 227 Необходимое оборудование 227 Программное решение 228 Управление электродвигателем с помощью МОП-транзистора 229 Необходимое оборудование 229 Макетная плата 230 Программное решение 231 Управление электродвигателем постоянного тока с помощью мостовой схемы 232 Необходимое оборудование 236 Макетная плата 237 Управляющие выводы 238 Управление шаговым электродвигателем с помощью мостовой схемы 239 Необходимое оборудование 242 Монтаж устройства 242 Программное решение 242 Самодвижущаяся тележка 245 Необходимое оборудование 245 Монтаж устройства 247 Тестирование 250 Программное решение 250 Семисегментный светодиодный индикатор 252 Необходимое оборудование 254 Монтаж устройства 254 Программное решение 255 Устройство отсчета реального времени 257 Необходимое оборудование 258 Монтаж оборудования 259 Программное решение 259 Резюме 261 Глава 8. Сенсоры правят миром 263 Выявление токсичных газов 263 Необходимое оборудование 264 Компаратор LM311 264 Макетная плата 266 Газовый анализатор на базе Arduino 266 Анализатор цвета 269 Необходимое оборудование 270 Монтаж оборудования 270 Программное решение 271 Датчик вибрации 274 Необходимое оборудование 274 Монтаж устройства 275 Программное решение 276 Измерение температуры 277 Необходимое оборудование 277 Монтаж устройства 278 Программное решение 278 Акселерометр 279 Необходимое оборудование 281 Монтаж устройства 282 Программное решение 283 Магнитное поле 285 Необходимое оборудование 285 Монтаж устройства 285 Программное решение 286 Резюме 287 Глава 9. Звуковое оборудование 289 Кабели в звуковом оборудовании 289 Устройство кабеля 290 Пайка контактов в штекерах 290 Преобразование стереосигнала в монофонический 293 Микрофон 295 Радиопередатчик 298 Необходимое оборудование 298 Монтаж устройства 299 Тестирование 301 Выбор динамиков 301 Одноваттный усилитель мощности 303 Необходимое оборудование 305 Монтаж устройства 305 Тестирование 306 Звуковой генератор 306 Необходимое оборудование 309 Монтаж устройства 309 Музыкальный синтезатор 309 Необходимое оборудование 310 Монтаж устройства 311 Программное решение 311 Программный измеритель уровня громкости 312 Необходимое оборудование 314 Монтаж устройства 314 Программное решение 314 Резюме 315 Глава 10. Демонтаж и разборка старых электронных устройств 317 Как избежать удара электрическим током 317 Извлечение и монтаж компонентов на плате 319 Проверка предохранителей 319 Тестирование батарей 321 Электронагреватели 322 Поиск и замена неисправностей 323 Тестирование радиодеталей 323 Выпаивание радиодеталей 323 Замена радиодеталей 325 Вторая жизнь старых радиодеталей 325 Зарядное устройство как универсальный блок питания 325 Резюме 328 Глава 11. Инструменты 329 Мультиметр 329 Разрыв цепи и пробитый диод 330 Сопротивление 330 Емкость 330 Температура 331 Переменное напряжение 332 Постоянное напряжение 333 Постоянный ток 333 Переменный ток 334 Частота 335 Проверка мультиметром транзистора 335 Универсальный источник питания 335 Осциллограф 338 Программные средства 339 Конструктор электрических схем 339 Разработка монтажных плат 339 Конструктор печатных плат 341 Онлайн-калькуляторы 341 Резюме 342 Приложение. Оборудование 343 Инструменты 343 Электронные компоненты 344 Начальный набор 344 Резисторы 344 Конденсаторы 345 Полупроводники 345 Монтажное и другое оборудование 346 Модули и микросхемы 347 Предметный указатель 349
