ทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้เริ่มต้น: 12 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

สวัสดีอีกครั้ง. ในคำแนะนำนี้ เราจะครอบคลุมหัวข้อกว้างๆ: ทุกอย่าง ฉันรู้ว่าอาจดูเหมือนเป็นไปไม่ได้ แต่ถ้าคุณลองคิดดู โลกทั้งใบของเราถูกควบคุมโดยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ตั้งแต่การจัดการน้ำไปจนถึงการผลิตกาแฟ ไปจนถึงการเดินทางไปทำงาน/โรงเรียน และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เหล่านี้ทั้งหมดถูกควบคุมโดยส่วนประกอบที่คล้ายกันมาก (ตัวต้านทาน ทรานซิสเตอร์ โพเทนชิโอมิเตอร์ ตัวเก็บประจุ สวิตช์ และอื่นๆ อีกมากมาย) ส่วนประกอบเหล่านี้ทำงานอย่างใดอย่างหนึ่งต่อไปนี้ การรับข้อมูล การประมวลผลข้อมูล และการส่งออกข้อมูล ตัวอย่างเช่น เมาส์ (ซึ่งเป็นส่วนผสมของชิ้นส่วนเล็กๆ จำนวนมาก) จะวัดตำแหน่ง โปรเซสเซอร์ของคอมพิวเตอร์จะพิจารณาข้อมูลนั้น และจอคอมพิวเตอร์จะเลื่อนเคอร์เซอร์ตามเมาส์ของคุณ มาเริ่มคำแนะนำนี้โดยไปที่องค์ประกอบดังกล่าวบางส่วน

ขั้นตอนที่ 1: สลับ

อ่า สวิตช์เก่าที่ดี มีหนึ่งในนี้ในเกือบทุกวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่เคยทำ หากคุณมีวงจรที่ดีที่ไม่มี โปรดแสดงความคิดเห็นด้านล่าง (ไม่นับแบตเตอรี่เซลล์แบบเหรียญ + ไฟ LED ที่นี่) อย่างไรก็ตาม สวิตช์มีหน้าที่เดียว - ให้ไฟฟ้าผ่านหรือไม่ ไม่มีอะไรจะพูดมากเกี่ยวกับฮีโร่ที่ไม่ได้พูดเกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ขั้นตอนที่ 2: ตัวต้านทาน

ตัวต้านทานเป็นรากฐานที่สำคัญของวงจรใดๆ ฉันจะกดดันอย่างหนักที่จะหา PCB ใด ๆ (นั่นคือแผงวงจรพิมพ์สำหรับคนธรรมดา) ที่ไม่มีวัตถุลดแรงดันไฟฟ้าที่สำคัญเหล่านี้ ตัวต้านทานใช้เพื่อรับแรงดันหนึ่งอันและลดให้เหลือค่าที่ต่ำกว่า ไม่ต้องพูดถึงองค์ประกอบเล็กๆ ที่สำคัญเหล่านี้อีกมาก

ขั้นตอนที่ 3: ทรานซิสเตอร์

ทรานซิสเตอร์อาจสร้างความสับสนได้ โดยเฉพาะกับทุกชนิดที่แตกต่างกัน โดยพื้นฐานแล้วทรานซิสเตอร์คือสวิตช์เซมิคอนดักเตอร์ที่ถูกกระตุ้นโดยกระแสไฟฟ้า สวิตช์ขนาดเล็กแต่ทรงพลังเหล่านี้มาในรุ่นต่างๆ กัน โดยแต่ละรุ่นมีจุดประสงค์ที่แตกต่างกันเล็กน้อย วงจรสมัยใหม่ทุกวงจรที่สามารถประมวลผลข้อมูลได้มีหนึ่งในพวกนี้

ขั้นตอนที่ 4: Capicitor

ตัวเก็บประจุเป็นวิธีการจัดเก็บไฟฟ้าจำนวนเล็กน้อย นี่คือวิธีการทำงาน: มีโลหะสองชิ้นกั้นด้วยวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้า ชนิดของวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้าหรือไดอิเล็กตริก เป็นตัวกำหนดชนิดของตัวเก็บประจุ และจะใช้ทำอะไร

ขั้นตอนที่ 5: โพเทนชิโอมิเตอร์/รีโอสแตต

โพเทนชิออมิเตอร์เป็นตัวต้านทานผันแปรประเภทที่น่าสนใจและมีความสำคัญ มี 3 พิน - 2 อินพุตและหนึ่งเอาต์พุต การใช้หมุดทั้งสามตัวทำให้เป็นเซ็นเซอร์สำหรับการป้อนข้อมูลมากขึ้น ในขณะที่การใช้หมุดสองหมุดจะทำให้เป็นแรงดันสำลักแบบเก่า ถ้าคุณเป็นเหมือนฉัน คุณอยากรู้ว่ามันทำงานอย่างไร โดยทั่วไป มีตัวต้านทานที่ตัวเลื่อนหรือที่ปัดน้ำฝนเคลื่อนที่ตาม ทำให้ระยะห่างของกระแสไฟฟ้าผันผวนตามตำแหน่งบนที่ปัดน้ำฝน/ สไลด์ สิ่งนี้จะเพิ่มหรือลดความต้านทาน โพเทนชิโอมิเตอร์โดยทั่วไปจะมีลักษณะเหมือนภาพด้านบน แต่รูปร่างและขนาดอาจแตกต่างกันไป

ขั้นตอนที่ 6: มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน

สิ่งนี้ค่อนข้างเจ๋ง ฉันเคยแสดงให้เด็กๆ ได้เห็น (จริงๆ แล้วพวกเขาอายุเท่าฉัน - ฉันอยู่เกรด 5) มอเตอร์ DC โดยเชื่อมต่อขั้วกับแบตเตอรี่ 9V และ voila - มันหมุน! เด็กคนอื่นๆ ต่างก็อิจฉา (หรือฉันเพ้อฝันไปเอง) คุณสามารถใช้พลังของมอเตอร์ได้เช่นกัน เป็นอุปกรณ์ที่ง่ายมาก- มีขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าตั้งแต่สองตัวขึ้นไปที่สลับขั้ว จากนั้นมีแม่เหล็กปกติที่หมุนเพราะแรงผลักจากแม่เหล็กไฟฟ้า (ดูรูปด้านบน)

ขั้นตอนที่ 7: รีเลย์

รีเลย์คือสวิตช์ที่เปิดใช้งานโดยกระแสไฟฟ้า ฉันวาดไดอะแกรมบนไวท์บอร์ดของฉันในรูปด้านบน โดยพื้นฐานแล้ว ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าจะผลักอิเล็กโทรดแม่เหล็ก ทำให้อิเล็กโทรดไปสัมผัสกับอิเล็กโทรดอื่น จึงปล่อยกระแสผ่านวงจร

ขั้นตอนที่ 8: Piezo Buzzer

Piezo Buzzer เป็นหนึ่งในสิ่งที่น่ารำคาญที่สุดในจักรวาล หมายถึง ใครอยากฟัง "บี๊บ บี๊บ บี๊บ!" ทุกครั้งที่เราทำความสะอาดตู้เย็น? หรือเมื่อไมโครเวฟดับ แต่คุณไม่อยากหยุดดู Sherlock และคุณต้องทน "บี๊บบี๊บบี๊บบี๊บบี๊บบี๊บ" อย่างไรก็ตาม ลำโพงซูโดขนาดเล็กเหล่านี้เป็นส่วนสำคัญของการออกแบบทางอิเล็กทรอนิกส์ หากคุณต้องการให้วงจรของคุณส่งเสียงตอบกลับ แต่ไม่ต้องการลำโพงปกติ นี่คือส่วนประกอบที่คุณควรใช้ พวกมันส่งเสียงด้วยแผ่นโลหะเล็กๆ ที่เรียกว่าเพียโซ ไฟฟ้าไหลผ่านเพียโซทำให้สั่นสะเทือนเร็วมาก การเคลื่อนไหวนี้ทำให้อากาศเป็นคลื่นหรือที่เรียกว่าเสียง ระยะพิทช์ของอากาศที่สั่นคลอนถูกกำหนดโดยความเร็วของการสั่นสะเทือน และความเร็วของการสั่นสะเทือนนั้นพิจารณาจากแรงดันไฟฟ้า

ขั้นตอนที่ 9: หลอดไฟ LED

หลอดไฟขนาดเล็กเหล่านี้พบได้ทั่วไปในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ จึงไม่ใช่เรื่องปกติที่จะมีหลอดไฟอย่างน้อย 20 ดวงในบ้านของคุณ มีขนาดเล็ก ราคาไม่แพง ประหยัดพลังงาน สว่างมาก และไม่ร้อน ไม่ชอบอะไร? โดยพื้นฐานแล้ว แสงใน LED หรือ Light Emitting Diode ถูกสร้างขึ้นโดยการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ซึ่งเทียบเท่ากับไส้หลอดในหลอดไส้ แม้แต่ในวงจรที่น่าเบื่อที่สุด ฉันก็สนุกกับการวาง LED สีเขียวหรือสีขาวเล็กๆ น้อยๆ เพื่อทำให้สิ่งต่างๆ มีชีวิตชีวาขึ้น

*คำเตือน: สำลักกระแสที่จะเข้าสู่ LED ด้วยตัวต้านทานบางชนิดเสมอ โดยปกติแล้วจะทำงานที่แรงดันไฟฟ้าต่ำประมาณ 3.3 โวลต์

ขั้นตอนที่ 10: ไมโครคอนโทรลเลอร์

ขั้นตอนนี้แตกต่างจากขั้นตอนอื่นๆ เนื่องจากไม่เกี่ยวกับองค์ประกอบ แต่เป็นหัวข้อ ไมโครคอนโทรลเลอร์คือคอมพิวเตอร์ทั่วไปที่ใช้ในการดูดซับ ตีความ แสดง และตอบสนองต่อข้อมูล ไมโครคอนโทรลเลอร์ส่วนใหญ่ใช้ส่วนประกอบทั้งหมดหรือเกือบทั้งหมดที่เรากล่าวถึง เนื่องจากมีไมโครคอนโทรลเลอร์หลายประเภท ฉันจะขอเสนอไมโครคอนโทรลเลอร์สามตัวที่แนะนำสำหรับผู้เริ่มต้นใช้งาน ได้แก่ Arduino, Raspberry Pi และ BeagleBone บอร์ดทั้งสามนี้ตั้งโปรแกรมได้ทั้งหมดและสามารถใช้ได้กับโครงการจำนวนเท่าใดก็ได้

*ข้อจำกัดความรับผิดชอบ: ฉันเป็นเจ้าของ Arduino และ Raspberry Pi เท่านั้น ดังนั้นฉันจึงไม่สามารถรับรอง BeagleBone

ขั้นตอนที่ 11: การเขียนโปรแกรม

การเขียนโปรแกรมนั้นยอดเยี่ยม ฉันรู้สึกอบอุ่นทุกครั้งที่ทำงานในโปรแกรม อะดรีนาลีนพุ่งพล่าน แต่ไม่มีการตอบสนองจากการต่อสู้/การบิน ฉันต้องการอธิบายทุกสิ่งที่ฉันรู้เกี่ยวกับการเขียนโปรแกรม แต่อาจใช้เวลาสักครู่ ดังนั้นนี่คือเวอร์ชันย่อ: มีภาษาต่างๆ มากมายที่คอมพิวเตอร์เข้าใจ (C, Python, JavaScript, Ruby, C++, Java เป็นต้น) และการเรียนรู้ที่จะพูด (หรือพิมพ์) ภาษาเหล่านั้นเป็นหนึ่งในสิ่งที่ดีที่สุดที่คุณสามารถทำได้ เพื่อตัวคุณเอง. เมื่อคุณเรียนรู้ภาษาแล้ว ให้บอกคอมพิวเตอร์ (หรือไมโครคอนโทรลเลอร์) ว่าคุณต้องการให้ทำอะไร จากนั้นระบบจะปฏิบัติตามหลังจากการดีบั๊ก หากปราศจากความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับการเขียนโปรแกรม คุณจะจมดิ่งลงก่อนที่จะขึ้นเรืออุปมาอุปมัยของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ขั้นตอนที่ 12: นั่นคือทั้งหมด Folks

นี้สรุปคำสั่ง ขอขอบคุณที่อ่าน และโปรดสละเวลาลงคะแนนให้ฉันในการประกวด Beginner Electronics หากคุณชอบคู่มือนี้ ฉันหวังเป็นอย่างยิ่งว่าคุณจะรู้สึกมีแรงบันดาลใจในการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ในขณะนี้