อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พื้นฐาน: 20 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

การเริ่มต้นใช้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขั้นพื้นฐานทำได้ง่ายกว่าที่คุณคิด คำแนะนำนี้หวังว่าจะทำให้กระจ่างเกี่ยวกับพื้นฐานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อให้ทุกคนที่มีความสนใจในการสร้างวงจรสามารถเริ่มต้นใช้งานได้ นี่เป็นภาพรวมโดยย่อเกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้งานได้จริง และไม่ใช่เป้าหมายของฉันที่จะเจาะลึกลงไปในวิทยาศาสตร์ของวิศวกรรมไฟฟ้า หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขั้นพื้นฐาน Wikipedia เป็นสถานที่ที่ดีในการเริ่มต้นการค้นหาของคุณ

ในตอนท้ายของคำแนะนำนี้ ใครก็ตามที่มีความสนใจในการเรียนรู้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขั้นพื้นฐานควรสามารถอ่านแผนผังและสร้างวงจรโดยใช้ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์มาตรฐานได้

สำหรับภาพรวมที่ครอบคลุมและลงมือปฏิบัติจริงของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ โปรดดู Electronics Class ของฉัน

ขั้นตอนที่ 1: ไฟฟ้า

สัญญาณไฟฟ้ามี 2 ประเภท คือ สัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) และไฟฟ้ากระแสตรง (DC)

ด้วยกระแสสลับ ทิศทางของกระแสไฟฟ้าที่ไหลตลอดวงจรจะย้อนกลับอย่างต่อเนื่อง คุณอาจจะบอกว่ามันเป็นการสลับทิศทาง อัตราการพลิกกลับวัดเป็นเฮิรตซ์ ซึ่งเป็นจำนวนการกลับรายการต่อวินาที ดังนั้น เมื่อพวกเขากล่าวว่าแหล่งจ่ายไฟของสหรัฐฯ อยู่ที่ 60 Hz หมายความว่ามีการย้อนกลับ 120 ครั้งต่อวินาที (สองครั้งต่อรอบ)

ด้วยกระแสตรง ไฟฟ้าจะไหลในทิศทางเดียวระหว่างกำลังไฟฟ้ากับพื้นดิน ในการจัดเรียงนี้มีแหล่งกำเนิดแรงดันบวกและกราวด์ (0V) เสมอ คุณสามารถทดสอบได้โดยการอ่านแบตเตอรี่ด้วยมัลติมิเตอร์ สำหรับคำแนะนำที่ดีเกี่ยวกับวิธีการทำเช่นนี้ โปรดดูที่หน้ามัลติมิเตอร์ของ Ladyada (คุณจะต้องการวัดแรงดันไฟฟ้าโดยเฉพาะ)

เมื่อพูดถึงแรงดันไฟฟ้า ไฟฟ้ามักถูกกำหนดให้มีแรงดันและพิกัดกระแส เห็นได้ชัดว่าแรงดันไฟฟ้ามีหน่วยเป็นโวลต์และกระแสไฟฟ้ามีหน่วยเป็นแอมป์ ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ 9V ใหม่เอี่ยมจะมีแรงดันไฟฟ้า 9V และกระแสไฟประมาณ 500mA (500 มิลลิแอมป์)

ไฟฟ้าสามารถกำหนดได้ในแง่ของความต้านทานและวัตต์ เราจะพูดถึงการต่อต้านในขั้นตอนต่อไป แต่ฉันจะไม่พูดถึง Watts ในเชิงลึก เมื่อคุณเจาะลึกลงไปในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ คุณจะได้พบกับส่วนประกอบที่มีพิกัดวัตต์ สิ่งสำคัญคือต้องไม่เกินพิกัดวัตต์ของส่วนประกอบ แต่โชคดีที่วัตต์ของแหล่งจ่ายไฟ DC ของคุณสามารถคำนวณได้อย่างง่ายดายโดยการคูณแรงดันและกระแสของแหล่งพลังงานของคุณ

หากคุณต้องการความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับการวัดต่างๆ เหล่านี้ ความหมาย และความสัมพันธ์อย่างไร ให้ดูวิดีโอเกี่ยวกับกฎของโอห์ม

วงจรอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานส่วนใหญ่ใช้ไฟฟ้ากระแสตรง ดังนั้น การอภิปรายเพิ่มเติมเกี่ยวกับไฟฟ้าทั้งหมดจะเกี่ยวกับไฟฟ้ากระแสตรง

(โปรดทราบว่าลิงก์บางลิงก์ในหน้านี้เป็นลิงก์ในเครือ ซึ่งจะไม่เปลี่ยนต้นทุนของรายการให้คุณ ฉันนำเงินที่ได้รับไปลงทุนใหม่เพื่อสร้างโครงการใหม่ หากคุณต้องการคำแนะนำสำหรับซัพพลายเออร์รายอื่น โปรดแจ้งให้ฉันทราบ ทราบ.)

ขั้นตอนที่ 2: วงจร

วงจรเป็นเส้นทางที่สมบูรณ์และปิดซึ่งกระแสไฟฟ้าสามารถไหลได้ กล่าวอีกนัยหนึ่งวงจรปิดจะช่วยให้กระแสไฟฟ้าระหว่างกำลังกับพื้นดิน วงจรเปิดจะทำลายกระแสไฟฟ้าระหว่างกำลังไฟฟ้ากับกราวด์

สิ่งใดก็ตามที่เป็นส่วนหนึ่งของระบบปิดนี้และยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลระหว่างกำลังไฟฟ้ากับกราวด์ให้ถือว่าเป็นส่วนหนึ่งของวงจร

ขั้นตอนที่ 3: ความต้านทาน

การพิจารณาที่สำคัญมากต่อไปที่ต้องจำไว้คือต้องใช้ไฟฟ้าในวงจร

ตัวอย่างเช่น ในวงจรด้านบน มอเตอร์ที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่านจะเพิ่มความต้านทานการไหลของกระแสไฟฟ้า ดังนั้นกระแสไฟฟ้าทั้งหมดที่ไหลผ่านวงจรจะถูกนำไปใช้งาน

กล่าวอีกนัยหนึ่ง จำเป็นต้องมีบางสิ่งที่เชื่อมต่อระหว่างขั้วบวกกับกราวด์ที่เพิ่มความต้านทานต่อการไหลของกระแสไฟฟ้าและใช้งานจนหมด ถ้าแรงดันบวกต่อโดยตรงกับกราวด์และไม่ผ่านสิ่งที่เพิ่มความต้านทานเข้าไปก่อน เช่น มอเตอร์ จะส่งผลให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจร ซึ่งหมายความว่าแรงดันบวกเชื่อมต่อกับกราวด์โดยตรง

ในทำนองเดียวกัน หากไฟฟ้าไหลผ่านส่วนประกอบ (หรือกลุ่มของส่วนประกอบ) ที่ไม่เพิ่มความต้านทานให้กับวงจรเพียงพอ ก็จะเกิดการลัดวงจรเช่นเดียวกัน (ดูวิดีโอกฎของโอห์ม)

ขาสั้นนั้นไม่ดีเพราะจะทำให้แบตเตอรี่และ/หรือวงจรของคุณร้อนเกินไป แตก ติดไฟ และ/หรือระเบิด

การป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรเป็นสิ่งสำคัญมากโดยตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าบวกไม่ได้ต่อสายโดยตรงกับกราวด์

ที่กล่าวว่า พึงระลึกไว้เสมอว่าไฟฟ้ามักจะเดินตามเส้นทางที่มีความต้านทานน้อยที่สุดต่อพื้น สิ่งนี้หมายความว่าถ้าคุณให้แรงดันไฟฟ้าบวกเลือกที่จะส่งผ่านมอเตอร์ไปยังกราวด์ หรือเดินตามสายไฟตรงไปยังกราวด์ มันจะเป็นไปตามลวดเนื่องจากลวดมีความต้านทานน้อยที่สุด นี่ยังหมายความด้วยว่าการใช้ลวดเพื่อเลี่ยงแหล่งกำเนิดของความต้านทานตรงไปยังกราวด์ คุณได้ทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจร ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณไม่เคยเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้าบวกกับกราวด์โดยไม่ได้ตั้งใจขณะเดินสายไฟแบบขนาน

โปรดทราบด้วยว่าสวิตช์ไม่ได้เพิ่มความต้านทานใดๆ ให้กับวงจร และเพียงแค่เพิ่มสวิตช์ระหว่างกำลังไฟฟ้ากับกราวด์ก็จะทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจร

ขั้นตอนที่ 4: ซีรีส์เทียบกับ ขนาน

มีสองวิธีในการต่อสิ่งต่าง ๆ เข้าด้วยกันที่เรียกว่าอนุกรมและขนาน

เมื่อสิ่งต่าง ๆ ต่อกันเป็นอนุกรม สิ่งต่าง ๆ จะถูกต่อสายเข้าด้วยกัน โดยที่ไฟฟ้าต้องผ่านสิ่งหนึ่ง จากนั้น สิ่งต่อไป จากนั้น ถัดไป และอื่น ๆ

ในตัวอย่างแรก มอเตอร์ สวิตช์ และแบตเตอรี่ทั้งหมดต่อสายเป็นอนุกรม เนื่องจากเส้นทางเดียวสำหรับกระแสไฟฟ้าคือจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง และไปยังอีกทางหนึ่ง

เมื่อสิ่งต่าง ๆ ถูกต่อขนานกัน พวกมันจะถูกต่อสายเคียงข้างกัน เพื่อให้ไฟฟ้าผ่านได้ทั้งหมดพร้อมกัน จากจุดร่วมจุดหนึ่งไปยังจุดร่วมอีกจุดหนึ่ง

ในตัวอย่างถัดไป มอเตอร์มีสายแบบขนานเนื่องจากไฟฟ้าไหลผ่านมอเตอร์ทั้งสองจากจุดร่วมจุดหนึ่งไปยังจุดร่วมอีกจุดหนึ่ง

ในตัวอย่างสุดท้าย มอเตอร์มีสายแบบขนาน แต่มอเตอร์คู่ขนาน สวิตช์ และแบตเตอรี่ทั้งหมดต่อสายเป็นชุด ดังนั้นกระแสจะถูกแบ่งระหว่างมอเตอร์ในแบบคู่ขนาน แต่ก็ยังต้องผ่านเป็นอนุกรมจากส่วนหนึ่งของวงจรไปยังส่วนถัดไป

หากยังไม่สมเหตุสมผลก็ไม่ต้องกังวล เมื่อคุณเริ่มสร้างวงจรของคุณเอง ทั้งหมดนี้จะเริ่มชัดเจน

ขั้นตอนที่ 5: ส่วนประกอบพื้นฐาน

ในการสร้างวงจร คุณจะต้องทำความคุ้นเคยกับส่วนประกอบพื้นฐานบางประการ ส่วนประกอบเหล่านี้อาจดูเรียบง่าย แต่เป็นส่วนสำคัญของโครงการอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ ดังนั้น โดยการเรียนรู้เกี่ยวกับส่วนพื้นฐานบางประการเหล่านี้ คุณจะสามารถไปได้ไกล

อดทนกับฉันในขณะที่ฉันอธิบายอย่างละเอียดว่าแต่ละข้อมีอะไรบ้างในขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนที่ 6: ตัวต้านทาน

ตามชื่อที่สื่อถึง ตัวต้านทานจะเพิ่มความต้านทานให้กับวงจรและลดการไหลของกระแสไฟฟ้า มันถูกแสดงในแผนภาพวงจรเป็น squiggle แหลม ๆ ที่มีค่าอยู่ข้างๆ

เครื่องหมายต่างๆ บนตัวต้านทานแสดงถึงค่าความต้านทานที่แตกต่างกัน ค่าเหล่านี้วัดเป็นโอห์ม

ตัวต้านทานยังมาพร้อมกับพิกัดกำลังวัตต์ที่แตกต่างกัน สำหรับวงจร DC แรงดันต่ำส่วนใหญ่ ตัวต้านทาน 1/4 วัตต์ควรเหมาะสม

คุณอ่านค่าจากซ้ายไปขวาไปยังแถบสีทอง (โดยทั่วไป) สองสีแรกแสดงถึงค่าความต้านทาน สีที่สามแสดงถึงตัวคูณ และสีที่สี่ (แถบสีทอง) แสดงถึงความคลาดเคลื่อนหรือความแม่นยำของส่วนประกอบ คุณสามารถบอกค่าของแต่ละสีได้โดยดูที่แผนภูมิค่าสีตัวต้านทาน

หรือ… เพื่อให้ชีวิตของคุณง่ายขึ้น คุณสามารถค้นหาค่าโดยใช้เครื่องคำนวณความต้านทานแบบกราฟิก

อย่างไรก็ตาม… ตัวต้านทานที่มีเครื่องหมาย สีน้ำตาล สีดำ สีส้ม ทอง จะแปลดังนี้:

1 (สีน้ำตาล) 0 (สีดำ) x 1, 000 = 10,000 พร้อมค่าเผื่อ +/- 5%

ตัวต้านทานใดๆ ที่มากกว่า 1,000 โอห์มมักจะลัดวงจรโดยใช้ตัวอักษร K ตัวอย่างเช่น 1,000 จะเป็น 1K; 3, 900 จะแปลเป็น 3.9K; และ 470, 000 โอห์มจะกลายเป็น 470K

ค่าของโอห์มมากกว่าหนึ่งล้านจะแสดงโดยใช้ตัวอักษร M ในกรณีนี้ 1, 000, 000 โอห์มจะกลายเป็น 1M

ขั้นตอนที่ 7: ตัวเก็บประจุ

ตัวเก็บประจุเป็นส่วนประกอบที่เก็บกระแสไฟฟ้าแล้วปล่อยเข้าสู่วงจรเมื่อมีกระแสไฟฟ้าตก คุณสามารถคิดได้ว่าเป็นถังเก็บน้ำที่ปล่อยน้ำเมื่อเกิดภัยแล้งเพื่อให้กระแสน้ำไหลสม่ำเสมอ

ตัวเก็บประจุวัดเป็น Farads ค่าที่คุณมักจะพบในตัวเก็บประจุส่วนใหญ่จะวัดเป็น picofarad (pF), nanofarad (nF) และ microfarad (uF) สิ่งเหล่านี้มักใช้สลับกันได้และช่วยให้มีแผนภูมิการแปลงอยู่ในมือ

ตัวเก็บประจุชนิดที่พบมากที่สุดคือตัวเก็บประจุแบบแผ่นเซรามิกที่ดูเหมือน M&M ขนาดเล็กที่มีสายไฟสองเส้นยื่นออกมา และตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์ที่ดูเหมือนหลอดทรงกระบอกขนาดเล็กที่มีสายสองเส้นออกมาด้านล่าง (หรือบางครั้งปลายแต่ละด้าน)

ตัวเก็บประจุแบบแผ่นเซรามิกไม่มีขั้ว ซึ่งหมายความว่าไฟฟ้าสามารถผ่านเข้าไปได้ไม่ว่าจะเสียบเข้าไปในวงจรอย่างไร โดยทั่วไปจะมีการทำเครื่องหมายด้วยรหัสตัวเลขซึ่งจำเป็นต้องถอดรหัส คำแนะนำสำหรับการอ่านตัวเก็บประจุเซรามิกมีอยู่ที่นี่ โดยทั่วไปตัวเก็บประจุชนิดนี้จะแสดงเป็นแผนผังเป็นเส้นคู่ขนานสองเส้น

ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้ามักจะโพลาไรซ์ ซึ่งหมายความว่าขาข้างหนึ่งต้องเชื่อมต่อกับด้านกราวด์ของวงจร และขาอีกข้างหนึ่งต้องเชื่อมต่อกับกำลังไฟฟ้า หากเชื่อมต่อกลับด้าน ก็จะทำงานไม่ถูกต้อง ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้ามีค่าเขียนไว้ซึ่งโดยทั่วไปจะแสดงเป็น uF พวกเขายังทำเครื่องหมายขาที่เชื่อมต่อกับพื้นด้วยเครื่องหมายลบ (-) ตัวเก็บประจุนี้แสดงเป็นแผนผังเป็นเส้นตรงและโค้งเคียงข้างกัน เส้นตรงแสดงถึงจุดสิ้นสุดที่เชื่อมต่อกับกำลังและส่วนโค้งที่เชื่อมต่อกับพื้นดิน

ขั้นตอนที่ 8: ไดโอด

ไดโอดเป็นส่วนประกอบที่มีโพลาไรซ์ พวกมันยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านในทิศทางเดียวเท่านั้น ซึ่งมีประโยชน์ตรงที่สามารถนำไปวางในวงจรป้องกันกระแสไฟฟ้าไหลผิดทิศทางได้

สิ่งที่ควรทราบอีกอย่างหนึ่งก็คือต้องใช้พลังงานในการส่งผ่านไดโอด และส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าตก โดยทั่วไปจะสูญเสียประมาณ 0.7V นี่เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องคำนึงถึงในภายหลังเมื่อเราพูดถึงไดโอดรูปแบบพิเศษที่เรียกว่า LED

วงแหวนที่ปลายด้านหนึ่งของไดโอดระบุถึงด้านข้างของไดโอดที่เชื่อมต่อกับกราวด์ นี่คือแคโทด ต่อจากนั้นอีกข้างหนึ่งต่อกับพลังงาน ด้านนี้เป็นขั้วบวก

หมายเลขชิ้นส่วนของไดโอดโดยทั่วไปจะเขียนไว้ และคุณสามารถค้นหาคุณสมบัติทางไฟฟ้าต่างๆ ได้โดยค้นหาจากแผ่นข้อมูล

พวกมันจะแสดงเป็นแผนผังเป็นเส้นที่มีสามเหลี่ยมชี้ไปที่มัน เส้นคือด้านที่เชื่อมต่อกับกราวด์และด้านล่างของสามเหลี่ยมเชื่อมต่อกับกำลัง

ขั้นตอนที่ 9: ทรานซิสเตอร์

ทรานซิสเตอร์ใช้กระแสไฟฟ้าขนาดเล็กที่ขาฐานและขยายเพื่อให้กระแสที่ใหญ่กว่ามากสามารถผ่านระหว่างหมุดตัวสะสมและหมุดตัวส่งได้ ปริมาณกระแสที่ไหลผ่านระหว่างขาทั้งสองนี้เป็นสัดส่วนกับแรงดันไฟที่ใช้ที่ขาฐาน

ทรานซิสเตอร์มีสองประเภทพื้นฐานคือ NPN และ PNP ทรานซิสเตอร์เหล่านี้มีขั้วตรงข้ามระหว่างตัวสะสมและตัวปล่อย สำหรับข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับทรานซิสเตอร์ โปรดดูหน้านี้

ทรานซิสเตอร์ NPN ยอมให้กระแสไฟฟ้าผ่านจากพินสะสมไปยังพินอีซีแอล พวกมันจะแสดงเป็นแผนผังโดยมีเส้นสำหรับฐาน เส้นทแยงมุมที่เชื่อมต่อกับฐาน และลูกศรแนวทแยงที่ชี้ออกจากฐาน

ทรานซิสเตอร์ PNP อนุญาตให้กระแสไฟฟ้าผ่านจากพินอีซีแอลไปยังพินของคอลเลคเตอร์ พวกมันจะแสดงเป็นแผนผังโดยมีเส้นสำหรับฐาน เส้นทแยงมุมที่เชื่อมต่อกับฐาน และลูกศรในแนวทแยงที่ชี้ไปที่ฐาน

ทรานซิสเตอร์มีหมายเลขชิ้นส่วนพิมพ์อยู่ และคุณสามารถค้นหาเอกสารข้อมูลออนไลน์เพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับรูปแบบพินและคุณสมบัติเฉพาะของทรานซิสเตอร์ได้ อย่าลืมสังเกตแรงดันและพิกัดกระแสของทรานซิสเตอร์ด้วย

ขั้นตอนที่ 10: วงจรรวม

วงจรรวมเป็นวงจรเฉพาะทางทั้งหมดที่ได้รับการย่อขนาดและพอดีกับชิปขนาดเล็กตัวเดียวโดยที่ขาของชิปแต่ละข้างเชื่อมต่อกับจุดภายในวงจร วงจรขนาดเล็กเหล่านี้มักประกอบด้วยส่วนประกอบต่างๆ เช่น ทรานซิสเตอร์ ตัวต้านทาน และไดโอด

ตัวอย่างเช่น แผนผังภายในสำหรับชิปตัวจับเวลา 555 มีส่วนประกอบมากกว่า 40 รายการ

เช่นเดียวกับทรานซิสเตอร์ คุณสามารถเรียนรู้ทั้งหมดเกี่ยวกับวงจรรวมได้โดยค้นหาจากเอกสารข้อมูล ในแผ่นข้อมูล คุณจะได้เรียนรู้การทำงานของแต่ละพิน นอกจากนี้ยังควรระบุพิกัดแรงดันและกระแสของตัวชิปเองและพินแต่ละตัวด้วย

วงจรรวมมีรูปร่างและขนาดต่างกัน สำหรับมือใหม่ คุณจะต้องทำงานกับชิป DIP เป็นหลัก เหล่านี้มีหมุดสำหรับติดตั้งผ่านรู เมื่อคุณก้าวหน้ามากขึ้น คุณอาจพิจารณาชิป SMT ซึ่งติดบนพื้นผิวด้านหนึ่งของแผงวงจร

รอยบากกลมบนขอบด้านหนึ่งของชิป IC แสดงถึงส่วนบนของชิป พินที่ด้านซ้ายบนของชิปถือเป็นพิน 1 จากพิน 1 คุณอ่านด้านข้างตามลำดับจนถึงด้านล่าง (เช่น พิน 1 พิน 2 พิน 3..) เมื่ออยู่ด้านล่างสุด คุณจะข้ามไปยังฝั่งตรงข้ามของชิปแล้วเริ่มอ่านตัวเลขจนถึงด้านบนอีกครั้ง

โปรดทราบว่าชิปขนาดเล็กบางตัวจะมีจุดเล็กๆ ถัดจากพิน 1 แทนที่จะเป็นรอยบากที่ด้านบนของชิป

ไม่มีวิธีมาตรฐานใดที่ไอซีทั้งหมดจะรวมเข้ากับไดอะแกรมวงจร แต่มักจะแสดงเป็นกล่องที่มีตัวเลขอยู่ในนั้น (ตัวเลขที่แสดงถึงหมายเลขพิน)

ขั้นตอนที่ 11: โพเทนชิโอมิเตอร์

โพเทนชิโอมิเตอร์เป็นตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ ในภาษาอังกฤษธรรมดา พวกมันมีปุ่มหรือตัวเลื่อนที่คุณหมุนหรือกดเพื่อเปลี่ยนความต้านทานในวงจร หากคุณเคยใช้ปุ่มปรับระดับเสียงบนสเตอริโอหรือสวิตช์หรี่ไฟแบบเลื่อน แสดงว่าคุณใช้โพเทนชิออมิเตอร์

โพเทนชิโอมิเตอร์วัดเป็นโอห์ม เช่น ตัวต้านทาน แต่แทนที่จะมีแถบสี พวกมันมีการจัดอันดับค่าที่เขียนไว้โดยตรง (เช่น "1M") พวกเขายังถูกทำเครื่องหมายด้วย "A" หรือ "B " ซึ่งระบุประเภทของเส้นโค้งการตอบสนองที่มี

โพเทนชิโอมิเตอร์ที่มีเครื่องหมาย "B" มีเส้นโค้งตอบสนองเชิงเส้น ซึ่งหมายความว่าเมื่อคุณหมุนปุ่ม ความต้านทานจะเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอ (10, 20, 30, 40, 50 เป็นต้น) โพเทนชิโอมิเตอร์ที่มีเครื่องหมาย "A" มีกราฟการตอบสนองแบบลอการิทึม ซึ่งหมายความว่าเมื่อคุณหมุนปุ่ม ตัวเลขจะเพิ่มขึ้นแบบลอการิทึม (1, 10, 100, 10, 000 เป็นต้น)

โพเทนชิโอมิเตอร์มีสามขาเพื่อสร้างตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วจะเป็นตัวต้านทานสองตัวต่ออนุกรมกัน เมื่อตัวต้านทานสองตัวถูกวางเป็นอนุกรม จุดระหว่างตัวต้านทานทั้งสองตัวคือแรงดันไฟฟ้าที่เป็นค่าระหว่างค่าต้นทางกับกราวด์

ตัวอย่างเช่น หากคุณมีตัวต้านทาน 10K สองตัวในอนุกรมระหว่างกำลัง (5V) และกราวด์ (0V) จุดที่ตัวต้านทานสองตัวนี้มาบรรจบกันจะเป็นครึ่งหนึ่งของแหล่งจ่ายไฟ (2.5V) เนื่องจากตัวต้านทานทั้งสองมีค่าเท่ากัน สมมติว่าจุดกึ่งกลางนี้เป็นพินตรงกลางของโพเทนชิออมิเตอร์ เมื่อคุณหมุนปุ่ม แรงดันไฟฟ้าบนพินตรงกลางจะเพิ่มขึ้นเป็น 5V หรือลดลงเป็น 0V (ขึ้นอยู่กับทิศทางที่คุณหมุน) สิ่งนี้มีประโยชน์สำหรับการปรับความเข้มของสัญญาณไฟฟ้าภายในวงจร (ดังนั้นจึงใช้เป็นปุ่มปรับระดับเสียง)

นี่แสดงในวงจรเป็นตัวต้านทานที่มีลูกศรชี้ไปทางตรงกลาง

หากคุณเชื่อมต่อพินด้านนอกและพินตรงกลางเพียงอันเดียวเข้ากับวงจร แสดงว่าคุณกำลังเปลี่ยนความต้านทานภายในวงจรเท่านั้น ไม่ใช่ระดับแรงดันไฟฟ้าที่พินตรงกลาง นี่ก็เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์สำหรับการสร้างวงจรเช่นกัน เพราะบ่อยครั้งคุณเพียงแค่ต้องการเปลี่ยนความต้านทาน ณ จุดใดจุดหนึ่ง และไม่สร้างตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่ปรับได้

การกำหนดค่านี้มักจะแสดงในวงจรเป็นตัวต้านทานที่มีลูกศรออกมาจากด้านใดด้านหนึ่งและวนกลับเพื่อชี้ไปทางตรงกลาง

ขั้นตอนที่ 12: LEDs

LED หมายถึงไดโอดเปล่งแสง โดยพื้นฐานแล้วมันเป็นไดโอดชนิดพิเศษที่สว่างขึ้นเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน เช่นเดียวกับไดโอดทั้งหมด LED เป็นแบบโพลาไรซ์และไฟฟ้ามีจุดประสงค์เพื่อให้ผ่านไปในทิศทางเดียวเท่านั้น

โดยทั่วไปจะมีตัวบ่งชี้สองตัวเพื่อแจ้งให้คุณทราบว่าไฟฟ้าจะผ่านและ LED ไปในทิศทางใด ตัวบ่งชี้แรกที่ LED จะมีขั้วบวกที่ยาวกว่า (ขั้วบวก) และสายดินที่สั้นกว่า (ขั้วลบ) ไฟแสดงสถานะอีกอันหนึ่งเป็นรอยบากที่ด้านข้างของ LED เพื่อระบุถึงขั้วบวก (แอโนด) โปรดทราบว่าไฟ LED บางดวงไม่มีรอยบ่งชี้นี้ (หรือบางครั้งอาจผิดพลาด)

เช่นเดียวกับไดโอดทั้งหมด ไฟ LED จะสร้างแรงดันไฟฟ้าตกในวงจร แต่โดยทั่วไปแล้วจะไม่เพิ่มความต้านทานมากนัก เพื่อป้องกันไม่ให้วงจรลัดวงจร คุณต้องเพิ่มตัวต้านทานแบบอนุกรม หากต้องการทราบขนาดตัวต้านทานที่คุณต้องการเพื่อให้มีความเข้มสูงสุด คุณสามารถใช้เครื่องคิดเลข LED ออนไลน์นี้เพื่อค้นหาว่าไฟ LED ดวงเดียวต้องการความต้านทานเท่าใด แนวทางปฏิบัติที่ดีมักใช้ตัวต้านทานที่มีค่ามากกว่าค่าที่คำนวณกลับเล็กน้อยเล็กน้อย

คุณอาจถูกล่อลวงให้ต่อสายไฟ LED แบบอนุกรม แต่โปรดทราบว่า LED แต่ละดวงที่ต่อเนื่องกันจะส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าตกจนสุดท้ายมีพลังงานเหลือไม่เพียงพอที่จะทำให้ไฟติดสว่าง ดังนั้นจึงเหมาะอย่างยิ่งที่จะให้ไฟ LED หลายดวงโดยการเดินสายไฟแบบขนาน อย่างไรก็ตาม คุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่า LED ทั้งหมดมีระดับพลังงานเท่ากันก่อนที่จะดำเนินการนี้ (สีที่ต่างกันมักจะได้รับการจัดอันดับต่างกัน)

ไฟ LED จะแสดงเป็นแผนผังเป็นสัญลักษณ์ไดโอดโดยมีสายฟ้าหลุดออกมาเพื่อระบุว่าเป็นไดโอดเรืองแสง

ขั้นตอนที่ 13: สวิตช์

สวิตช์เป็นอุปกรณ์ทางกลที่สร้างวงจรในวงจร เมื่อคุณเปิดใช้งานสวิตช์ สวิตช์จะเปิดหรือปิดวงจร ขึ้นอยู่กับประเภทของสวิตช์ที่เป็น

สวิตช์เปิดตามปกติ (N. O.) ปิดวงจรเมื่อเปิดใช้งาน

ปกติปิด (NC) สวิตช์เปิดวงจรเมื่อเปิดใช้งาน

เมื่อสวิตช์มีความซับซ้อนมากขึ้น ทั้งสองก็สามารถเปิดการเชื่อมต่อหนึ่งและปิดอีกการเชื่อมต่อหนึ่งเมื่อเปิดใช้งาน สวิตซ์ชนิดนี้เป็นแบบ single-pole double-throw switch (SPDT)

หากคุณต้องการรวมสวิตช์ SPDT สองตัวเป็นสวิตช์ตัวเดียว จะเรียกว่าสวิตช์แบบสองขั้วแบบสองขั้ว (DPDT) สิ่งนี้จะทำลายวงจรสองวงจรที่แยกจากกันและเปิดอีกสองวงจร ทุกครั้งที่สวิตช์ถูกเปิดใช้งาน

ขั้นตอนที่ 14: แบตเตอรี่

แบตเตอรี่คือภาชนะที่เปลี่ยนพลังงานเคมีเป็นไฟฟ้า เพื่อลดความซับซ้อนของเรื่องนี้ คุณสามารถพูดได้ว่า "เก็บอำนาจ"

การวางแบตเตอรี่แบบอนุกรมเป็นการเพิ่มแรงดันไฟของแบตเตอรี่แต่ละก้อนที่ต่อเนื่องกัน แต่กระแสไฟจะเท่าเดิมตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ AA คือ 1.5V ถ้าคุณใส่ 3 ในอนุกรม มันจะรวมกันได้ 4.5V หากคุณจะเพิ่มหนึ่งในสี่ในซีรีส์ มันจะกลายเป็น 6V

การวางแบตเตอรี่ขนานกัน แรงดันไฟจะยังคงเท่าเดิม แต่ปริมาณกระแสไฟที่ใช้ได้จะเพิ่มเป็นสองเท่า ซึ่งทำได้น้อยกว่าการวางแบตเตอรี่แบบอนุกรม และมักจะจำเป็นเฉพาะเมื่อวงจรต้องการกระแสไฟมากกว่าแบตเตอรี่ชุดเดียวที่สามารถให้ได้

ขอแนะนำให้ซื้อที่ใส่แบตเตอรี่ AA หลายรุ่น ตัวอย่างเช่น ฉันจะได้รับแบตเตอรี่ AA จำนวน 1, 2, 3, 4 และ 8 ก้อน

แบตเตอรี่ถูกแสดงเป็นวงจรโดยชุดของเส้นสลับที่มีความยาวต่างกัน นอกจากนี้ยังมีการทำเครื่องหมายเพิ่มเติมสำหรับกำลังไฟ กราวด์ และระดับแรงดันไฟฟ้า

ขั้นตอนที่ 15: เขียงหั่นขนม

เขียงหั่นขนมเป็นบอร์ดพิเศษสำหรับการสร้างต้นแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ พวกเขาถูกปกคลุมด้วยกริดของรูซึ่งแบ่งออกเป็นแถวต่อเนื่องทางไฟฟ้า

ในภาคกลางมีแถวสองแถวที่อยู่เคียงข้างกัน นี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้คุณสามารถแทรกวงจรรวมเข้าตรงกลางได้ หลังจากเสียบแล้ว พินแต่ละพินของวงจรรวมจะมีแถวของรูต่อเนื่องทางไฟฟ้าที่เชื่อมต่ออยู่

ด้วยวิธีนี้ คุณสามารถสร้างวงจรได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องบัดกรีหรือบิดสายไฟเข้าด้วยกัน เพียงเชื่อมต่อชิ้นส่วนที่ต่อสายเข้าด้วยกันเป็นแถวที่ต่อเนื่องทางไฟฟ้าแถวใดแถวหนึ่ง

ที่ขอบแต่ละด้านของเขียงหั่นขนม โดยทั่วไปจะมีรถประจำทางสองสายต่อเนื่องกัน อันหนึ่งมีไว้สำหรับบัสไฟฟ้าและอีกอันหนึ่งมีไว้สำหรับกราวด์บัส โดยเสียบปลั๊กไฟและกราวด์ตามลำดับ คุณสามารถเข้าถึงได้จากทุกที่บนเขียงหั่นขนม

ขั้นตอนที่ 16: วางสาย

ในการเชื่อมต่อสิ่งต่าง ๆ เข้าด้วยกันโดยใช้เขียงหั่นขนม คุณจำเป็นต้องใช้ส่วนประกอบหรือลวด

สายไฟเป็นสิ่งที่ดีเพราะช่วยให้คุณสามารถเชื่อมต่อสิ่งต่างๆ ได้โดยไม่ต้องเพิ่มความต้านทานให้กับวงจร นี้ช่วยให้คุณมีความยืดหยุ่นในการวางชิ้นส่วนเพราะคุณสามารถเชื่อมต่อเข้าด้วยกันในภายหลังด้วยลวด นอกจากนี้ยังช่วยให้คุณสามารถเชื่อมต่อส่วนหนึ่งกับส่วนอื่นๆ ได้หลายส่วน

ขอแนะนำให้คุณใช้ลวดแกนแข็งแบบหุ้มฉนวน 22awg (22 gauge) สำหรับเขียงหั่นขนม คุณเคยพบมันที่ Radioshack แต่สามารถใช้สายเชื่อมต่อที่เชื่อมโยงกับด้านบนแทนได้ โดยทั่วไปแล้ว สายสีแดงหมายถึงการต่อสายไฟ และสายสีดำหมายถึงการต่อกราวด์

ในการใช้ลวดในวงจรของคุณ เพียงแค่ตัดชิ้นส่วนให้มีขนาด ดึงฉนวน 1/4 ออกจากปลายแต่ละด้านของลวดแล้วใช้เชื่อมต่อจุดต่างๆ เข้าด้วยกันบนเขียงหั่นขนม

ขั้นตอนที่ 17: วงจรแรกของคุณ

รายการชิ้นส่วน: 1K โอห์ม - ตัวต้านทาน 1/4 วัตต์ 5 มม. LED สีแดง SPST สวิตช์สลับ ขั้วต่อแบตเตอรี่ 9V

หากคุณดูที่แผนผัง คุณจะเห็นว่าตัวต้านทาน 1K, LED และสวิตช์ทั้งหมดเชื่อมต่อแบบอนุกรมด้วยแบตเตอรี่ 9V เมื่อคุณสร้างวงจร คุณจะสามารถเปิดและปิด LED ได้ด้วยสวิตช์

คุณสามารถค้นหารหัสสีสำหรับตัวต้านทาน 1K ได้โดยใช้เครื่องคำนวณความต้านทานแบบกราฟิก โปรดจำไว้ว่าต้องเสียบ LED ให้ถูกวิธี (คำแนะนำ - ขายาวไปทางด้านบวกของวงจร)

ฉันจำเป็นต้องบัดกรีลวดแกนแข็งกับขาของสวิตช์แต่ละข้าง สำหรับคำแนะนำเกี่ยวกับวิธีการทำเช่นนั้น ให้ดูคำแนะนำ "วิธีการประสาน" หากคุณทำได้ยากเกินไป ให้ปล่อยสวิตช์ออกจากวงจร

หากคุณตัดสินใจใช้สวิตช์ ให้เปิดและปิดเพื่อดูว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อคุณสร้างและตัดวงจร

ขั้นตอนที่ 18: วงจรที่สองของคุณ

รายการชิ้นส่วน: 2N3904 ทรานซิสเตอร์ PNP 2N3906 ทรานซิสเตอร์ NPN 47 โอห์ม - ตัวต้านทาน 1/4 วัตต์ 1K โอห์ม - ตัวต้านทาน 1/4 วัตต์ 470K โอห์ม - ตัวต้านทาน 1/4 วัตต์ 10uF ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า 0.01uF ตัวเก็บประจุแผ่นเซรามิก 5 มม. LED สีแดง 3V ที่ใส่แบตเตอรี่ AA

อุปกรณ์เสริม: 10K ohm - ตัวต้านทาน 1/4 วัตต์ 1M potentiometer

แผนผังต่อไปนี้อาจดูน่ากลัว แต่จริงๆ แล้วค่อนข้างตรงไปตรงมา มันใช้ทุกส่วนที่เราเพิ่งผ่านไปเพื่อกะพริบไฟ LED โดยอัตโนมัติ

ทรานซิสเตอร์ NPN หรือ PNP วัตถุประสงค์ทั่วไปใด ๆ ควรทำสำหรับวงจร แต่ถ้าคุณต้องการทำตามที่บ้าน ฉันใช้ทรานซิสเตอร์ 293904 (NPN) และ 2N3906 (PNP) ฉันเรียนรู้เลย์เอาต์พินโดยค้นหาแผ่นข้อมูล แหล่งข้อมูลที่ดีสำหรับการค้นหาเอกสารข้อมูลอย่างรวดเร็วคือ Octopart.com เพียงค้นหาหมายเลขชิ้นส่วนและคุณจะพบรูปภาพของชิ้นส่วนและลิงก์ไปยังแผ่นข้อมูล

ตัวอย่างเช่น จากแผ่นข้อมูลสำหรับทรานซิสเตอร์ 2N3904 ฉันสามารถเห็นได้อย่างรวดเร็วว่าพิน 1 เป็นตัวส่ง พิน 2 เป็นฐาน และพิน 3 เป็นตัวสะสม

นอกเหนือจากทรานซิสเตอร์ ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ และไฟ LED ทั้งหมดควรเป็นแบบตรงไปตรงมาเพื่อเชื่อมต่อ อย่างไรก็ตาม มีหนึ่งบิตหากินในแผนผัง สังเกตครึ่งโค้งใกล้กับทรานซิสเตอร์ ส่วนโค้งนี้บ่งชี้ว่าตัวเก็บประจุกระโดดข้ามร่องรอยจากแบตเตอรี่และเชื่อมต่อกับฐานของทรานซิสเตอร์ PNP แทน

นอกจากนี้ ในการสร้างวงจร อย่าลืมว่าตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าและไฟ LED มีโพลาไรซ์และจะทำงานในทิศทางเดียวเท่านั้น

หลังจากสร้างวงจรและเสียบปลั๊กไฟเสร็จแล้ว วงจรจะกะพริบ หากไม่กะพริบ ให้ตรวจสอบการเชื่อมต่อและทิศทางของชิ้นส่วนทั้งหมดอย่างรอบคอบ

เคล็ดลับสำหรับการดีบักวงจรอย่างรวดเร็วคือการนับส่วนประกอบในแผนผังกับส่วนประกอบบนเขียงหั่นขนมของคุณ หากไม่ตรงกัน แสดงว่าคุณทิ้งบางอย่างไว้ คุณยังสามารถทำเคล็ดลับการนับแบบเดียวกันกับจำนวนสิ่งที่เชื่อมต่อกับจุดใดจุดหนึ่งในวงจรได้

เมื่อใช้งานได้แล้ว ให้ลองเปลี่ยนค่าตัวต้านทาน 470K โปรดสังเกตว่าการเพิ่มค่าของตัวต้านทานนี้ ไฟ LED จะกะพริบช้าลงและเมื่อลดค่าตัวต้านทานนี้ ไฟ LED จะกะพริบเร็วขึ้น

เหตุผลก็คือตัวต้านทานควบคุมอัตราที่ตัวเก็บประจุ 10uF กำลังเติมและคายประจุ สิ่งนี้เกี่ยวข้องโดยตรงกับการกะพริบของ LED

แทนที่ตัวต้านทานนี้ด้วยโพเทนชิออมิเตอร์ 1M ที่อยู่ในอนุกรมที่มีตัวต้านทาน 10K ต่อสายโดยให้ด้านหนึ่งของตัวต้านทานเชื่อมต่อกับพินด้านนอกของโพเทนชิออมิเตอร์ และอีกด้านหนึ่งเชื่อมต่อกับฐานของทรานซิสเตอร์ PNP หมุดตรงกลางของโพเทนชิออมิเตอร์ควรเชื่อมต่อกับกราวด์ อัตราการกะพริบจะเปลี่ยนไปเมื่อคุณหมุนปุ่มและกวาดผ่านแนวต้าน

ขั้นตอนที่ 19: วงจรที่สามของคุณ

รายการชิ้นส่วน: 555 ตัวจับเวลา IC 1K โอห์ม - ตัวต้านทาน 1/4 วัตต์ ตัวต้านทาน 10K โอห์ม - 1/4 วัตต์ ตัวต้านทาน 1M โอห์ม - ตัวต้านทาน 1/4 วัตต์ ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ 10uF 0.01uF ตัวเก็บประจุแผ่นเซรามิก ลำโพงขนาดเล็ก ขั้วต่อแบตเตอรี่ 9V

วงจรสุดท้ายนี้ใช้ชิปตัวจับเวลา 555 เพื่อสร้างเสียงรบกวนโดยใช้ลำโพง

สิ่งที่เกิดขึ้นคือการกำหนดค่าส่วนประกอบและการเชื่อมต่อบนชิป 555 ทำให้พิน 3 สั่นอย่างรวดเร็วระหว่างสูงและต่ำ ถ้าคุณจะวาดกราฟการแกว่งเหล่านี้ มันจะดูเหมือนคลื่นสี่เหลี่ยม (คลื่นสลับกันระหว่างระดับกำลังสองระดับ) จากนั้นคลื่นนี้จะกระตุ้นลำโพงอย่างรวดเร็ว ซึ่งจะแทนที่อากาศด้วยความถี่สูงจนเราได้ยินว่าเป็นโทนเสียงคงที่ของความถี่นั้น

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าชิป 555 วางคร่อมตรงกลางของเขียงหั่นขนม เพื่อไม่ให้มีหมุดใดเชื่อมต่อโดยไม่ได้ตั้งใจ นอกจากนั้น เพียงแค่ทำการเชื่อมต่อตามที่ระบุในแผนผังไดอะแกรม

สังเกตสัญลักษณ์ "NC" บนแผนผังด้วย ย่อมาจาก "No Connect" ซึ่งเห็นได้ชัดว่าไม่มีสิ่งใดเชื่อมต่อกับพินนั้นในวงจรนี้

คุณสามารถอ่านทั้งหมดเกี่ยวกับชิป 555 ตัวในหน้านี้และดูตัวเลือกเพิ่มเติมของ 555 แผนผังเพิ่มเติมในหน้านี้

ในแง่ของผู้พูด ให้ใช้ลำโพงขนาดเล็กอย่างที่คุณอาจพบในการ์ดอวยพรดนตรี การกำหนดค่านี้ไม่สามารถขับลำโพงขนาดใหญ่ได้ ยิ่งหาลำโพงขนาดเล็กได้มากเท่าไร ก็ยิ่งดีเท่านั้น ลำโพงส่วนใหญ่เป็นแบบโพลาไรซ์ ดังนั้นตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณมีด้านลบของลำโพงที่เชื่อมต่อกับกราวด์ (หากจำเป็น)

หากคุณต้องการก้าวไปอีกขั้น คุณสามารถสร้างปุ่มปรับระดับเสียงโดยเชื่อมต่อพินด้านนอกหนึ่งพินของโพเทนชิออมิเตอร์ 100K เข้ากับพิน 3 พินตรงกลางกับลำโพง และพินด้านนอกที่เหลือกับกราวด์

ขั้นตอนที่ 20: คุณอยู่คนเดียว

โอเค… คุณไม่ได้อยู่คนเดียวอย่างแน่นอน อินเทอร์เน็ตเต็มไปด้วยผู้คนที่รู้วิธีการทำสิ่งนี้และได้บันทึกงานของพวกเขาไว้เพื่อให้คุณสามารถเรียนรู้วิธีการทำสิ่งนี้ได้เช่นกัน ออกไปค้นหาสิ่งที่คุณอยากทำ หากวงจรนั้นยังไม่มีอยู่ เป็นไปได้ว่าจะมีเอกสารเกี่ยวกับสิ่งที่คล้ายคลึงกันทางออนไลน์อยู่แล้ว

สถานที่ที่ดีในการเริ่มต้นค้นหาแผนผังวงจรคือไซต์ Discover Circuits พวกเขามีรายการวงจรสนุก ๆ ที่จะทดลองด้วย

หากคุณมีคำแนะนำเพิ่มเติมเกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานสำหรับผู้เริ่มต้น โปรดแบ่งปันในความคิดเห็นด้านล่าง

คุณพบว่าสิ่งนี้มีประโยชน์ สนุก หรือสนุกสนานหรือไม่ ติดตาม @madeineuphoria เพื่อดูโครงการล่าสุดของฉัน