Как самому изучить электронику

8

Как самостоятельно изучить электронику с нуля?

Когда человек начинает интересоваться электроникой и радиотехникой впервые, его глаза разбегаются от огромного количества практических и теоретических знаний. Перед новичком всплывают сотни схем, которые он не понимает, а также множество непонятных формул теории.

Чтобы правильно и качественно научиться понимать электронные схемы и электронику в целом, надо последовательно погружаться в теорию, изучая общие термины и базисные формулы, а затем применять эти данные в простейших практических экспериментах. Для такого погружения были разработаны специальные книги, которые последовательно знакомят с общим курсом предмета, постепенно углубляясь дальше.

В этом материале будет рассмотрена книга «Электроника для чайников», некоторые теоретические моменты и другие книги для изучения.

Схема, описывающая течение тока

Азы электроники для чайников

Книга «Электроника для чайников» содержит сотни микросхем и фотографий, позволяющих даже самому далекому от этого дела человеку разобраться в принципах электроники. Подробнейшие советы и инструкции по проведению опытов помогут разобраться, как функционируют те или иные электронные детали. Также материал содержит рекомендации по выбору важнейших инструментов для работы в этой области и их полные описания.

Важно! По мере ознакомления с каждой главой читатель постепенно погружается в предмет, который увлекает его все больше и больше. Теоретические знания закрепляются практикой путем сборки простейших, но интересных устройств.

Книга содержит следующие разделы:

• «Основы теории электрических цепей», в котором дается определение напряжению, силе тока, проводникам, рассеиваемой мощности.
• «Компоненты электросхем», где рассказывается о том, как простейшие элементы по типу резисторов, транзисторов, диодов и конденсаторов управляют током и задают его характеристики.
• «Электрические схемы универсального предназначения». Здесь будет рассказано, как использовать простейшие цифровые и аналоговые схемы в сложных устройствах.
• «Анализ электрических цепей», который познакомит с основными законами электроники и научит управлять силой тока и напряжением в электрической сети, научит применять эти закономерности на практике.
• «Техника безопасности и рекомендации по ней». Этот раздел обучит безопасной работе с электрическими цепями и током в целом, поможет защищать себя и свои приборы от поражения током.

Вам это будет интересно Особенности трехфазной сети

Обложка книги «Электроника для чайников»

Время паять!

Когда-нибудь при изучении электроники и схемотехники обязательно настанет время взять в руки паяльник. Скорее всего, это случится, когда вы возьметесь за собственный проект, в котором вам будут нужны немодульные детали. Тогда придется делать новые модули или травить схему. В любом случае — паять вам придется. А вот чем — это уже отдельный вопрос.

Меня вполне устраивает мой паяльник за 200 рублей (можно сказать, собираю все на коленках!). Однако, какой бы вы не выбрали паяльник, элементарную технику безопасности никто не отменял: заранее убирайте посторонние (в особенности — легко воспламеняющиеся) предметы со стола, обеспечьте проветривание и не пренебрегайте защитными очками — они, скорее всего, будут продаваться там же, где и паяльник.

Подобным паяльником пользуюсь я

Прежде чем покупать что-то серьезное типа паяльной станции, рекомендую приобрести простой паяльник и попробовать поработать с ним. Стабильная температура, которую обеспечит станция, бывает полезной при пайке микросхем, но в остальных случаях не особенно и нужна. Кстати, по личному опыту пайки SMD могу сказать, что это реально сделать и обычным паяльником, просто нужно иметь пару запасных деталей на случай, если спалите.

Паяльники, конечно, тоже бывают разные. Рекомендую брать устройство со сменным жалом — для большей гибкости. Нагреватель обычно советуют керамический, как более долговечный. Однако вам, скорее всего, не нужно будет работать с ним каждый день, поэтому подойдет и более дешевый — нихромовый.

При покупке паяльника стоит взять и подставку для него: ждать, пока инструмент остынет или нагреется, нудно и неблагодарно. Особенно тоскливо, если вы должны держать его все время в руке. И даже не думайте оставлять его в «безопасном состоянии» на столе и уходить курить!

Паяльная станция

Что до паяльных станций, то они куда безопаснее и удобнее, однако и значительно дороже. По сути, паяльная станция — апгрейд паяльника. Самая простая и недорогая версия будет включать в себя подставку и контрольный модуль. В нем — монитор для отображения текущей температуры и ручка-регулятор. Комплектация паяльной станции может варьироваться в зависимости от цены. В комплекте может быть вакуумный пинцет, оловоотсос, фен для локального подогрева и еще много интересных фишек облегчающих вам жизнь.

Начало изучения радиотехники начинающими

Перед тем, как изучать радиотехнику или электронику, нужно понять, зачем именно это нужно человеку. Если это увлечение на пару дней или месяцев, то лучше сразу бросить затею, поскольку, если относиться к электронике халатно и не соблюдать меры предосторожности, можно нанести сильный вред своему организму. Если данная сфера увлекала еще с детства, но не было времени начать заниматься, то сейчас самое время начать. Постепенное погружение подразумевает:

• Получение или закрепление теоретических знаний физики. Для начала достаточно будет школьных знаний по электрофизике, включающих подробное изучение закона Ома – основы всей электрики.
• Ознакомление с теорией. От более абстрактных вещей физики следует перейти к более осязаемым. Теория подразумевает точное и полное описание всех понятий, деталей, инструментов и приборов, которые будут использоваться на практике. Садиться и начать что-либо паять без теоретических основ не получится.
• Применение на практике. Логическое завершение теории, позволяющее закрепить весь изученный материал и применить его при создании конкретных схем или приборов.

Закон Ома

Несколько советов начинающим

На первых этапах невозможно не совершать ошибки, это неизбежная часть обучения. Но тем не менее было бы жестоко не поделиться советами, которые сэкономят вам время, деньги и нервы.

• Берите готовые модули, чтобы первое время не паять. Когда я спалил свой первый модуль Bluetooth, это на некоторое время отбило мне желание работать с Arduino.
• Не нужно сразу покупать много комплектов и деталей. Если в арсенале светодиодная матрица, камера, датчик шума и другие игрушки, становится сложно закончить хотя бы один проект. А как можно скорее получить первый результат — это очень важно, чтобы не потерять энтузиазм по пути к достижению к цели.
• При выборе проекта ориентируйтесь на его уровень: не стоит браться за сложный проект. Скорее всего, это превратится в простое копирование, которое не принесет вам никакого удовольствия. Самое главное на этом этапе — удачно выбрать проект, в противном случае у вас может пропасть желание заниматься этим дальше. (А дальше — только интереснее!)
• Очень полезна будет макетная плата. Для начала лучше взять побольше: с ней легче работать, вы не запутаетесь в проводах и сможете лучше разобраться в процессе. Сэкономленные 60 рублей счастья не принесут, а с большой платой будет в разы приятнее и эффективнее работать.

Макетная плата

Напряжение и ток – понятия

Для работы любого электронного компонента требуется наличие электрического тока. Он создается электрическим потенциалом, то есть «напором» частиц. Самого потенциала недостаточно для течения тока. Нужен также проводник, способный пропустить его через себя. Если проводника нет, то потенциал уходит в воздух, который очень хорошо препятствует распространению тока. Объекты, которые останавливают ток, называются диэлектриками, а позволяющие протекать через них – проводниками.

Помимо проводника, для течения тока нужна разность потенциалов, возникающая в цепи. Аналогию можно провести с водопроводной трубой. Если с обеих ее сторон подается одинаковый напор, то каким бы сильным он ни был, вода не будет течь. Разность потенциалов называется напряжением. Оно обозначается буквой «U» и измеряется в вольтах. Сила тока же обозначается «I» и измеряется в амперах.

Вам это будет интересно Особенности изоляционной ленты

Важно! По общей договоренности считают, что ток течет от плюса к минусу, но на самом деле это условность. Все дело в том, что отрицательные электроны были открыты уже после этой договоренности. В схемах и на практике никто не вспоминает, откуда и куда течет ток.

Наглядное определение напряжения

От автора

Дорогие читатели!

Все вы, конечно, знаете об одной из широчайших областей современной техники — электронике. Смотрите ли вы телевизор, слушаете радиоприемник или пользуетесь музыкальным электроника. Это она «рисует» изображение на экране телевизора и «приносит» в квартиры голос диктора, превращает запись на магнитной ленте аудиокассеты и бороздках компакт-дисков в звук.

Внимательно посмотрите вокруг, и вы увидите немало приборов, которые благодаря электронике рождаются вторично, например наручные или настольные часы. Электронные устройства в них с большой точностью отсчитывают секунды и минуты, показывая на экране время. А возьмите телефонный аппарат: в нем появилась электронная память, способная сохранять десятки номеров. Набирать их необязательно — достаточно нажать на кнопку, которой соответствует определенный номер. В фотоаппарате электронный «глаз» следит за освещенностью объекта съемки и автоматически устанавливает нужную выдержку. Даже квартирные звонки — электронные. При нажатии на кнопку возле входной двери в квартире раздаются звуки, которые имитируют пение птиц или мелодию известной песни, а иногда женский или мужской голос, который говорит: «Откройте дверь!».

В настоящее время электроника дает возможность решать задачи, которые раньше казались неразрешимыми. Она помогает человеку изучать поверхность и окружающее пространство Луны и некоторых планет, например Венеры и Марса. С помощью электроники человек может наблюдать за развитием живой клетки; за доли секунды выполнять вычисления, на которые расходовались годы; видеть в полной темноте, как днем.

Порой электроника заменяет человека в его работе: сегодня можно встретить электронного диспетчера, секретаря, экскурсовода, закройщика, переводчика. Электронику даже научили играть в шахматы! И не просто играть, а выигрывать у гроссмейстеров!

На промышленных предприятиях электроника автоматически поддерживает заданную температуру и влажность в помещениях, руководит станками и поточными линиями, выполняет сложнейшие операции. В космонавтике без электроники невозможно точно рассчитать траекторию полета корабля, поддерживать видео и телефонную связь с космонавтами, руководить полетом искусственных спутников с Земли. Электроника пришла даже школу. Уже с 6-го класса детей учат программированию, основам веб-дизайна — всему тому, что ранее казалось фантастикой…

Какую бы профессию вы ни выбрали, с электроникой будете встречаться всюду. Чем раньше вы с ней «познакомитесь», тем плотнее будет дальнейшее «сотрудничество». Сделать первый шаг к такому знакомству поможет данная книга. С ее помощью вы научитесь собирать очень простые и сложные электронные самоделки. Многие начинают работать сразу, но есть и такие, которые придется налаживать с помощью измерительного прибора. Практически все самоделки — прототипы электронных приборов, используемых в быту или на промышленных предприятиях.

Не спешите сразу строить понравившуюся самоделку, ведь у вас нет опыта и знаний. На простейших устройствах постарайтесь понять принцип построения электронных схем и их монтажа. Постепенно постигая азбуку практической электроники, вы станете радиолюбителем, который умеет не только «читать» радиосхемы, но и монтировать, а также налаживать разнообразнейшие конструкции.

Будет лучше, если вы начнете изучать электронику вместе с друзьями, организовав домашний радиокружок, возможно, вместе со взрослыми при ЖЭКе. В таком кружке смогут заниматься ребята из ближайших домов.

Надеюсь, что моя книга станет добрым практическим руководством в работе. В дополнение к ней постарайтесь взять в библиотеке другие пособия. Они дадут возможность лучше разобраться в физических процессах, происходящих в созданных вами электронных устройствах, а также найти ответы на любые возникающие вопросы. Не забывайте и про ближайшие внешкольные учреждения (если таковые еще остались), где вы сможете получить любую консультацию и практическую помощь. Итак, дерзайте!

Источники напряжения и тока

Под источниками часто понимают элементы, которые питают цепь электромагнитной энергией. Эту энергию потребляют пассивные элементы, запасают накопительные и расходуют в активном сопротивлении. Пример источника такой энергии – генератор постоянных, синусоидальных или импульсных сигналов различных форм. Для анализа электронных цепей удобно вводить идеализированные источники тока и напряжения, учитывающие основные свойства реальных источников.

Под источником напряжения понимается элемент цепи, обладающий двумя полюсами. Между этими полюсами образуется напряжение, которое задается некоторыми функциями от времени и не зависит тока в цепи. Этот источник в идеальном состоянии способен отдавать неограниченную мощность. Реальные же источники имеют внутреннее сопротивление, поэтому к ним сопротивление подключается последовательно.

Идеальный источник тока – это элемент цепи, через полюса которого протекает ток с заданной закономерностью изменения во времени. Он не зависит от напряжения между его выводами. Эта независимость означает, что внутренняя проводимость источника равно нулю, а внутреннее сопротивление бесконечно.

Реальный источник тока

Создание гальванического элемента

Все элементы состоят из атомов. Атомы можно сравнить с Солнечной системой, только у каждой системы свое количество орбит, и на каждой орбите может находиться сразу несколько планет (электронов). Чем дальше орбита находится от ядра, тем меньшее притяжение испытывают на себе электроны, находящиеся на этой орбите.

Притяжение зависит не от массы ядра, а от разной полярности ядра и электронов. Если ядро имеет заряд +10 единиц, электроны в общей сложности тоже должны иметь 10 единиц, но отрицательного заряда. Если электрон с внешней орбиты улетит, то суммарная энергия электронов будет уже -9 единиц. Простой пример на сложение +10 + (-9) = +1. Получается, что атом имеет положительный заряд.

Бывает и наоборот: ядро имеет сильное притяжение и захватывает «чужой» электрон. Тогда на его внешней орбите появляется «лишний», 11-й электрон. Тот же пример +10 + (-11) = -1. В этом случае атом будет отрицательно заряжен.

Если в электролит опустить два материала, обладающих противоположным зарядом, и к ним подключить через проводник, например, лампочку, то в замкнутой цепи потечет ток, и лампочка загорится. Если цепь разорвать, к примеру, через выключатель, то лампочка потухнет.

Электрический ток получается следующим образом. При воздействии электролита на один из материалов (электрод) в нем возникает излишек электронов, и он становится отрицательно заряженным. Второй электрод, наоборот, при действии электролита отдает электроны и становится положительно заряженным. Каждый электрод соответственно обозначается «+» (избыток электронов) и «-» (нехватка электронов).

Хотя электроны имеют отрицательный заряд, но электрод о. Если возможен обратный процесс, когда под действием электрического тока в элементе накапливается химическая энергия, то такой элемент называют аккумулятором.

Гальванический элемент изобрел Алессандро Вольта в 1800 году. Он использовал медные и цинковые пластины, опущенные в раствор соли. Это стало прообразом современных аккумуляторов и батарей.

Электроника на практике

ПЭ – это раздел электроники, на практике показывающий основные закономерности электричества. Именно в практической части изучается каждый элемент цепи отдельно и применяется на деле в совокупности с другими. С этим названием вышла и книга, в которой можно найти много интересных статей по электротехнике, сформулированных на общедоступном языке.

Материал включает в себя фотографии и опыты, к которым даны полные инструкции. Прочитав его, можно спокойно разбираться во всех электронных и радиотехнических терминах, овладеть пайкой и получить навыки дл чтения простых схем.

Вам это будет интересно Средства защиты от статического электричества

Важно! Прошло второе переиздание книги, в котором были отредактированы небольшие ошибки и опечатки, учтены пожелания читателей. Второе издание стало стоящим и полезным учебником для начинающих радиолюбителей.

Глава 1 Уроки юного конструктора

Можно ли сесть за руль автомобиля, не зная, как запустить двигатель и для чего нужны педали и ручки управления?

Конечно, нет, скажете вы. Сначала надо ознакомиться с назначением каждой ручки, выучить строение автомобиля, а потом уже ездить на нем. Так и с нашими конструкциями. В них используются разнообразнейшие детали, каждая из которых выполняет свою заранее установленную функцию. Чтобы создать любое устройство, надо знать, для чего нужны детали, входящие в него, уметь проверять их, соединять между собой, налаживать созданную конструкцию.

Получить базовые знания об электрическом токе, радиодеталях и правилах создания изделий вам поможет этот раздел. Конечно, не все сведения, которые помещены в нем, будут понятны после первого прочтения. Не огорчайтесь — практика вам поможет! Главное — хорошо выучите правила безопасности работы и смелее беритесь за нее. А к этим материалам, имеющим в основном ознакомительный характер, обращайтесь при возникновении вопросов.

Какие еще есть книги для изучения электроники

Помимо двух материалов, которые были рассмотрены в этой статье, есть также множество других. Они, возможно, более придутся по душе читателю. Среди них:

• Борисов В. Г. «Юный радиолюбитель».
• Ревич Ю. В. « Занимательная электроника».
• Хоровиц П., Хилл У. «Искусство схемотехники в трех томах».

Обложка книги «Практическая электроника»
Таким образом, практическая электроника не сложна даже для начинающих. Подготовив себя теорией из книг и реализовав все примеры на практике, можно стать настоящим электронщиком.

Как самостоятельно изучить электронику с нуля?

«Как самостоятельно изучить электронику с нуля?» — один из самых популярных вопросов на радиолюбительских форумах. При этом те ответы, которые я нашел, когда сам его задавал, мне мало помогли. Поэтому я решил дать свой.

_{Это эссе описывает общий подход к самообучению, а так как оно стало ежедневно получать множество просмотров, то я решил его развить и сделать небольшое руководство по самостоятельному изучению электроники и рассказать как это делаю я. Подписывайся на рассылку — будет интересно!}

Творчество и результат

Чтобы что-то изучить надо это полюбить, гореть интересом и регулярно упражняться. Кажется, я только что озвучил прописную истину. Тем не менее. Для того, чтобы с лёгкостью и удовольствием изучать электронику надо её любить и относится к ней с любопытством и восхищением. Сейчас уже для всех привычно иметь возможность отправить видеосообщение на другой конец земли и мгновенно получить ответ. А это одно из достижений электоники. 100 лет труда тысяч ученых и инженеров.

Как нас обычно учат

Классический подход, который проповедуется в школах и университетах всего мира можно назвать подходом снизу-вверх. Сначала тебе рассказывают что такое электрон, атом, заряд, ток, резистор, конденсатор, индуктивность, заставляют решить сотни задач на нахождение токов в резисторных цепях, потом ещё сложней и т.д. Такой подход схож с восхождением на гору. Но лезть в гору сложней, чем спускаться. И многие сдаются так и не добравшись до вершины. Это верно в любом деле.

А что если спускаться с горы? Главная идея в том, чтобы сначала получить результат, а затем разобрать детально почему работает именно так. Т.е. это классический подход детских радиокружков. Он даёт возможность получить ощущение победы и успеха, которые в свою очередь стимулируют желание изучать электронику дальше. Понимаешь, очень сомнительная польза в изучении одной теории. Надо обязательно практиковаться, так как не все из теории 100% ложится на практику.

Есть такая старая инженерная шутка гласит: «Раз ты хорош в математике, то тебе надо пойти в электронику». Типичная чушь. Электроника — это творчество, новизна идей, практика. И не обязательно впадать в дебри теоритический расчетов, чтобы создавать электронные устройства. Ты вполне можешь освоить необходимые знания самостоятельно. А математику подтянешь в процессе творчества.

Главное — это понять основной принцип, и только потом тонкости. Такой подход просто переворачивает мир самостоятельного изучения. Он не нов. Так рисуют художники: сначала набросок, затем детализация. Так проектируют различные большие системы и т.д. Такой подход похож на «метод тыка», но только если не искать ответа, а тупо повторять одно и тоже действие.

Понравилось устройство? Собирай, разбирайся почему оно сделано именно так и какие идеи заложены в его конструкцию: почему именно эти детали используются, почему именно так соединены, какие принципы используются? А можно ли что-нибудь улучшить или просто заменить какую-нибудь деталь?

Конструирование — это творчество, но ему можно научиться. Для это надо только выполнять простые действия: читать, повторять чужие устройства, обдумывать результат, наслаждаться процессом, быть смелым и уверенным в себе.

Математика в электронике

В радиолюбительском конструировании считать несобственные интегралы вряд ли придётся, но знание закона Ома, правил Кирхгофа, формул делителя тока/напряжения, владение комплексной арифметикой и тригонометрией может пригодиться. Это азы азов. Хочешь уметь больше — люби математику и физику. Это не только полезно, но и чрезвычайно занимательно. Конечно, это не обязательно. Можно делать достаточно крутые устройства вообще ничего этого не зная. Только это будут устройства, придуманные кем-то другим.

Когда я, после очень длительного перерыва, понял, что электроника снова меня зовёт и манит в ряды радиолюбителей, то сразу стало ясно, что мои знания давно уже улетучились, а доступность компонентов и технологий стала шире. Что я стал делать? Путь был только один — признать себя полным нолём и стартовать из ничего: знакомых опытных электронщиков нет, какой-либо программы самообучения тоже нет, форумы я отбросил потому, что они представляют собой свалку информации и отнимают много времени (какой-то вопрос можно там узнать вкратце, но получить цельные знания очень сложно — там все такие важные, что лопнуть можно!)

И тогда япошел самым старым и простым путём: через книги. В хороших книгах тематика обсуждается наиболее полно и нет пустой болтовни. Конечно, в книгах есть и ошибки, и косноязычие. Просто надо знать какие книги читать и в каком порядке. После прочтения хорошо написанных книг и результат будет отличным.

Мой совет прост, но полезен — читайте книги и журналы. Я, к примеру, хочу не только повторять чужие схемы, а уметь конструировать свои. Создавать — это интересно и весело. Именно таким должно быть моё хобби: интересным и занимательным. Да и ваше тоже.

Какие книги помогут освить электронику

Много времени я провел выискивая подходящие книги. И понял, что надо сказать спасибо СССР. Такой массив полезных книг после него остался! СССР можно ругать, можно хвалить. Смотря за что. Так вот за книги и журналы для радиолюбителей и школьников надо благодарить. Тиражи бешеные, авторы отборные. До сих пор можно найти книги для новичков, которые дадут фору всем современным. Поэтому есть смысл пройтись по букинистам и поспрашивать (да и скачать все можно).

Это мой список книг для самых «маленьких». Обязательно следует пролистывать и журналы Радио с 70х по 90е гг. После этого можно уже читать:

1. Гендин. Советы по конструированию .
2. Кауфман, Сидман. Практическое руководство по расчетам схем в электронике
3. Волович Г. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств
4. Титце, Шенк. Полупроводниковая схемотехника. 12-е изд.
5. Шустов М. А. Практическая схемотехника.
6. Барнс. Эллектронное конструирование
7. Миловзоров. Элементы информационных систем
8. Ревич. Практическое программирвоание МК AVR
9. Белов. Самоучитель по Микропроцессорной технике
10. Суэмацу. Микрокомпьютерные системы управления. Первое знакомство
11. Ю.Сато. Обработка сигналов
12. Д.Харрис, С.Харрис. Цифровая схемотехника и архитектура компьютера
13. Янсен. Курс цифровой электроники

Думаю, эти книги ответят на множество вопросов. Более специальные знания можно почерпнуть из более специальных книг: по аудиоусилителям, по микроконтроллерам и т.д.

И конечно же нужно практиковаться. Без паяльника вся теория в прорубь. Это как водить машину в голове.
Кстати, более подробные обзоры некоторых книг из списка выше можешь прочитать в разделе «Читалка».

Что еще следует делать?

Учиться читать схемы устройств! Учиться анализировать схему и стараться понять как работает устройство. Этот навык приходит только с тренировкой. Начинать надо с самых простых схем, постепенно наращивая сложность. Благодаря этому ты не только изучишь обозначения радиоэлементов на схемах, но и научишься их анализировать, а также запомнишь ходовые приемы и решения.

Дорого ли заниматься электроникой

К сожалению, деньги потребуются! Радиолюбительство не самое дешевое хобби и потребуется некоторый минимум фин. вложений. Но начать можно практически без вложений: книги можно доставать буккросингах или брать в библиотеках, читать в электронном виде, приборы можно купить для начала самые простые, а более продвинутые купить тогда, когда будет не хватать возможностей простых приборов.

Сейчас купить можно всё: осциллограф, генератор, источник питания и другие измерительные приборы для домашней лаборатории — всё это следует со временем приобрести (или сделать самому то, что в домашних условиях сделать можно)

Но когда ты маленький и начинающий можно обойтись пальником и деталями из сломанный техники, которую кто-нибудь выкидывает или просто валялась дома давно без дела. Главное иметь желание! А остальное приложится.

Что делать, если не получается?

Продолжать! Редко что-то получается хорошо с первого раза. А бывает так, что результатов нет и нет — будто упёрся в невидимый барьер. Кто-то этот барьер преодолевает за полгода-год, а другие только через несколько лет.

Если сталкиваешься со сложностями, то не надо рвать волосы и думать о себе, что ты самый тупой на свете, так как Вася понимает, что такое обратный ток коллектора, а вот ты все никак не можешь понять почему он играет роль. Может быть Вася просто надувает щёки, а сам ни бум-бум =)

Качествои и скорость самообучения зависят не только от личных способностей, но и от окружения. Вот тут надо радоваться существованию форумов. На них все таки встречаются (и часто) вежливые профессионалы, готовые с радостью учить новичков. _{(Есть еще всякие грымзы, но считаю таких людей потерянной веткой эволюции. Мне их жаль. загибать пальцы — это понты самого низкого уровня. Лучше просто молчать)}

Полезные программы

Обязательно следует ознакомиться с САПРами: рисовалками принципиальных схем и печатных плат, симуляторами, — полезные и удобные программы (Eagele, SprintLayout и т.д.). Я выделил на сайте целый раздел под них. Время от времени там будут появляться материалы по работе с программами, которые использую сам.

И самое главное — испытывайте радость творчества от радиолюбительства! На мой взгляд к любому делу следует относится как к игре. Тогда оно будет и занимательным и познавательным.

О практике

Обычно каждый радиолюбитель всегда знает какое устройство хочет сделать. Но если ты еще не определился, то я посоветую собрать источник питания, разобраться для чего нужна и как работает каждая его часть. Затем можно обратить внимание на усилители. И собрать, например, аудиоусилитель.

Можно поэксперементировать с самыми простыми электрическими цепями: делителем напряжения, диодным выпрямителем, фильтрами ВЧ/СЧ/НЧ, транзистором и однотранзисторными каскадами, простейшими цифровыми схемами, конденсаторами, индуктивностями. Всё это пригодится в дальнейшем, а знание таких основных цепей и компонентов придаст уверенность в своих силах.

Когда шаг за шагом идешь от простейшего к более сложному, тогда знания порционно накладываются друг на друга и легче освоить более сложные темы. Но иногда не ясно из каких кирпичиков и как следует сложить здание. Поэтому иногда следует действовать наоборот: поставить цель собрать какое-нибудь устройство и освоить множество вопросов при его сборке.

Как освоить радиоэлектронику с нуля. Учимся собирать конструкции любой сложности онлайн

С чего начать изучение радиоэлектроники? Как собрать свою первую электронную схему? Можно ли быстро научиться паять? Именно для тех, кто задаётся такими вопросами и создан раздел «Старт».

На страницах данного раздела публикуются статьи о том, что в первую очередь должен знать любой новичок в радиоэлектронике. Для многих радиолюбителей, электроника, когда-то бывшая просто увлечением, со временем переросла в профессиональную среду деятельности, помогло в поиске работы, в выборе профессии. Делая первые шаги в изучении радиоэлементов, схем, кажется, что всё это кошмарно сложно. Но постепенно, по мере накопления знаний загадочный мир электроники становиться более понятен.

Основы электроники

Постигать радиотехнику нужно с изучения законов электрических процессов. Теоретический материал должен закрепляться домашними опытами создания простейших схем. Приобрести справочную литературу совсем нетрудно.

Пользуясь информацией в сети, можно найти видео радиолюбительских курсов. Без знания основных радиоэлементов невозможно разобраться даже в простейшей схеме детекторного радиоприёмника. В справочнике «Радиотехника для начинающих» приведены самые употребляемые радиоэлементы, из которых состоят печатные платы современных электронных устройств.

Нужно знать и владеть способами создания печатных плат. Необходимо получить знание о том, как эффективно применять пайку радиодеталей. Опыт в создании самодельных простейших электронных схем постепенно приведёт к овладению самостоятельным конструированием печатных плат.

Обратите внимание! Не обязательно покупать справочники. В сети публикуется много материала для начинающих радиолюбителей, которые можно скачать на свой компьютер. Видео уроки для начинающих любителей радиоэлектроники принесут много пользы.

Для определения характеристик электрических токов, протекающих на определённых участках схем и через сами радиодетали, нужно иметь измерительные приборы. Начинающему радиолюбителю достаточно приобрести компактный мультиметр.

Напряжение

Курс физики нам говорит, что напряжение — это разность потенциалов между двумя точками. Если перекладывать определение на нашу трубу с водой, то потенциал — это давление, т. е. напряжение — это разница давлений между двумя точках. Этим и объясняется принцип его измерения вольтметром. Получается, что если попытаться измерить напряжение в двух соседних точках трубы, где нет никаких сопротивлений движению воды (отсутствуют краны и сужения, внутренним трением воды о стенки трубы мы пока пренебрежём) и давление не меняется — то разница давлений в этих двух точках будет равна нулю. Если же сопротивление присутствует, происходит снижение давления (в электрическом эквиваленте падение напряжения), то мы получим величину напряжения. Сумма напряжений на всех элементах равна напряжению на источнике. Т.е. если сложить показания всех вольтметров на нашей схеме, мы получим напряжение батареи.

Например, будем считать, что наша батарея даёт напряжение 5 вольт и резисторы имеют сопротивление 100 и 150 Ом. Тогда по закону Ома U=IR, или I=U/R, получаем, что по цепи течёт ток с силой I=5/250=20мА. Так как сила тока во всей цепи одинакова (пояснения чуть дальше), из того же закона Ома следует, что первый вольтметр покажет U=0,02*100=2В, а второй U=0,02*150=3В.

Сила тока

Из того же курса физики известно, что это количество заряда за единицу времени. В водяном эквиваленте — это сама вода, а её измеритель, амперметр — есть счётчик воды. Опять таки становится понятно, почему амперметр подключается в разрыв цепи. Если его подключить на место, например, вольтметра V1, то образуется новая цепь, из которой будет исключено сопротивление R1, а значит как минимум мы получим некорректные значения (что будет «как максимум»станет понятно чуть позже). Вернёмся к нашей водичке — подключение амперметра параллельно любому из элементов означает, что часть воды пойдёт по основной трубе, а другая часть пойдёт через счётчик — и как раз этот счётчик будет врать.

Ах, да, о цепи. В большинстве литературы что мне попадалось фраза о том, что батарейки являются лишь источником напряжения, и только сопротивления являются источником тока. Как же так? Как сопротивление может являться источником чего-то ещё, кроме как источником сопротивления (тепло пока не в счёт)? Все верно, если опираться на закон Ома I=U/R, однако сколько не прикладывай сопротивление, ток не появится, пока не будет источника напряжения и замкнутой цепи (ровно как если заткнуть справа нашу трубу пробкой что не делай — счётчики воды будут молчать)!

Сопротивление в цепи просто должно присутствовать, ведь если оно равно нулю — сила тока устремится в бесконечность. Такую ситуацию мы видим при «замыкании» — искры это и есть очень большая сила тока, а если точнее теплота, равная Q=(I^2)Rt (формула действительна при постоянной силе тока и сопротивления).

Ещё одно важное замечание — при рассмотрении расчёта напряжения и силы тока я не нашёл уточнений, что в замкнутой цепи на всех участках сила тока будет одинаковой. Т.е. все счётчики будут крутиться с одной скоростью и показывать одни и те же значения. По сути, количество тока, который прошёл по цепи аналогичен количеству «воды», вышедшей из трубы.

Сопротивление

Пожалуй, самое простое явление для объяснения. Вернувшись к нашей трубе, сопротивление — это есть все возможные сужения и краны. Согласно тому, что мы разобрали выше — при повышении сопротивления уменьшается ток во всей цепи и понижает напряжение на концах сопротивления. Или снова в водяных реалиях — закрытие нашего крана на пол оборота вызовет уменьшение расхода воды на всех счётчиках и пропорциональное (в зависимости от сопротивления) снижение давления на манометрах.

Так куда же все падает и уменьшается? Вот здесь аналогия с водой неоднозначна, так как в случае с электричеством «излишки» превращаются в тепло и рассеиваются. Количество теплоты, которое при этом выделяется, снова можно рассчитать формулой Q=(ΔI^2)Rt (снова при постоянном сопротивлении). Если поделить количество теплоты на время, получим мощность, которую нужно применить при выборе самого резистора P=Q/t=(ΔI^2)R.

Когда я ходил в кружок Юный техник более старшие товарищи проводили «эксперименты» с прикуриванием от электричества. Для этого они брали блок питания, подключали к нему резисторы малой мощности и повышали напряжение. Повышали до тех пор, пока он не раскалялся до красна, как автомобильный прикуриватель. После этого, практически через мгновение резистор «перегорал» и отправлялся в мусорное ведро.

С постоянным током все понятно, а переменный?

Переменный ток, как таковой в радиоэлектронике используется редко. Его как минимум делают постоянным и в большинстве случаев снижают. Видимо по этому в попадавшейся мне литературе про него практически не говорится.

В чем же его отличие? C обывательской точки зрения, в малом — направление тока в нем меняется. Здесь аналогия с трубой не совсем уместна, первое что приходит в голову — шейкер для коктейлей (жидкость при смешивании в нем гуляет туда-сюда). Нам в радиоэлектронике нужно знать, как идёт ток в нашей цепи, чтобы получить от него то, что мы хотим.

Аудиоаппаратура

Собрание схем усилителей мощности низкой частоты на биполярных и полевых транзисторах. Транзисторные УНЧСхемы усилителей мощности НЧ, собранных на интегральных микросхемах (интегральные УНЧ). Ламповые усилители мощности звуковой частоты, УМЗЧ на электронных лампах — радиолампах. Схемы УНЧ на лампах. Самодельные предусилители, микрофонные усилители, корректоры для аудио аппаратуры. Предусилители НЧПринципиальные схемы регуляторов тембра, эквалайзеров, темброблоков на микросхемах и транзисторах.

Регуляторы тембра и эквалайзеры

Простые индикаторы выходной мощности УНЧ, анализаторы спектра, коммутаторы и селекторы сигнала.

Коммутация и индикация аудиосигналов

Подборка схем приставок к аудиоаппаратуре, микшеры, для гитары, квадро-эффекты, сурраунд, аудио-процессоры.Аудио эффекты и приставки. Конструкции акустических систем, сабвуферов, схемы фильтров низких, средних и высоких частот. Акустические системы.

Спецтехника

Принципиальные схемы радиомикрофонов, микропередатчиков, жучков и средств передачи информации.

Радиомикрофоны и жучки

Самодельные электронные средства для защиты персональной информации и собственности от хищения.

Схемы усилителей голоса, шифраторов речи, скремблеры, кодеры и декодеры, обработка звука.

Знакомство с микросхемами

Микросхема (от англ. chip — чип) представляет собой электронный «мини-кирпичик», содержащий транзисторы, диоды, резисторы и другие активные и пассивные элементы, общее число которых может достигать нескольких тысяч. Разновидностей микросхем достаточно много. Среди них — логические, операционные усилители, специализированные. Мы поговорим о некоторых из них.

Применение специализированных микросхем на практике

На сегодняшний день микросхемы специального назначения стали неотъемлемой частью любого электронного устройства — от самого маленького до огромнейшего. Их настолько много, что перечислить все просто нереально. К тому же электроника не стоит на месте, и с каждым днем корпорации разрабатывают все новые и новые чипы.

Разработка и изготовление печатных плат

Печатная плата — это кусок гетинакса, или стеклотекстолита, покрытый медной пленкой (фольгой), которая позже превращается в проводники. Данный материал бывает односторонним и двусторонним. В первом варианте медная пленка нанесена на одну сторону, а во втором — на две. При разработке различных устройств радиолюбители обычно пользуются двумя способами изготовления печатных плат: прорезанием канавок и травлением рисунка с помощью стойкой краски или лака. Первый способ прост, но непригоден для выполнения сложных устройств. Второй — более универсален, но порой пугает радиолюбителей сложностью из-за незнания некоторых правил при проектировании и изготовлении плат. Об этих правилах и пойдет далее речь.

Составляющие элементы

Как подключить вольтметр

Для того чтобы получилась удобная мастерская радиолюбителя, достаточно выбрать для стола хорошо освещённый угол комнаты. На стене возле примыкающей стороны стола надо поместить несколько электрических розеток. Кроме того, понадобится следующее:

• электронные устройства;
• основные измерительные приборы;
• инструменты и материалы.

Электронные устройства

Регулируемый блок питания

В первую очередь надо обзавестись регулируемым блоком питания. Блок подключают к бытовой электросети. Переменный ток преобразуется в постоянный с напряжением от 3 до 12 вольт. Устройство состоит из трансформатора, выпрямителя и стабилизатора.

Регулируемый блок питания

Многофункциональная розетка

Многофункциональное питающее устройство позволяет создать максимально комфортные условия работы радиолюбителя. В процессе сборки и монтажа радиосхем часто требуется подключение одновременно нескольких потребителей, как сетевого, так и постоянного тока напряжением 12 вольт.

В корпусе многофункционального оборудования встроен общий выключатель для всех разъёмов. Также устройство снабжено блоком преобразователя переменного тока.

Дополнительная информация. Многофункциональную розетку можно приобрести в готовом виде. Начинающему радиолюбителю будет интересно собрать такое устройство своими руками.

Основные измерительные приборы

К основным измерительным приборам относятся амперметр, вольтметр и омметр. Как правило, приборы занимают довольно много места на рабочем столе. Выходом из этого положения будет приобретение мультиметра (тестера). Цифровое устройство заменяет собой сразу все три прибора.

Что такое мультиметр

Тестер оснащён жидкокристаллическим экраном. Прибором измеряют переменные и постоянные характеристики токов в разных диапазонах. Универсальное устройство может измерить постоянное и переменное напряжение, силу постоянного тока, величину сопротивления. Мультиметром тестируют диоды и конденсаторы, а также другие радиоэлементы.

На передней панели находятся:

1. ЖК-дисплей. Он показывает значения величин различных характеристик тока в цифровом изображении.
2. В центре находится вращающийся диск с указателем. Его устанавливают напротив метки требуемого режима измерения.
3. Вокруг диска расположены следующие обозначения:

• OFF – прибор выключен;
• ACV – измерение переменного напряжения;
• DCV – то же постоянного напряжения;
• DCA – измерение величины постоянного тока;
• Ω – замер сопротивления.

1. В гнездо COM вставляют наконечник чёрного провода.
2. Гнездо «10АDC» красного провода служит для измерения напряжения или тока до 10 ампер.
3. Разъёмом «VRmA» пользуются для замера токов до 200 mA.
4. Для определения сопротивления служит гнездо со знаком «Ω».
5. Клеммное отверстие под знаком « ▬►▌▬» используется для проверки электроцепи на разрыв.

Важно! При использовании приборов надо помнить, что чёрный провод должен быть всё время подключён к гнезду COM со знаком «-». Если щупы перепутать местами, то сгорит плавкий предохранитель измерительного устройства.

Инструменты и материалы

Рабочий стол радиолюбителя должен быть укомплектован необходимыми инструментами и материалами.

Инструменты

Самые необходимые инструменты составляют следующий набор:

• Паяльник.
• Индукционная паяльная станция.
• Паяльный фен.
• Сопутствующие приспособления.

Пути совершенствования (микроминиатюризация)

С момента появления твердотельной электроники она начала развиваться темпами математической прогрессии. Активные радиоэлементы, по сравнению со старыми прототипами, уменьшились по размеру в тысячи раз. Некоторые детали стали измеряться в нанометрах. Большие электрические схемы стали помещаться в одном чипе (микросхеме).

Внедрение новых технологий открыло путь резкому развитию микроэлектроники. Это видно по совершенствованию приборов сотовой связи. За относительно короткий срок простой сотовый телефон превратился в смартфон с огромными возможностями. Громоздкие по габаритам маломощные компьютеры были заменены на ноутбуки. Появилось много различных миниатюрных электронных гаджетов. Прогресс в совершенствовании продуктов электронной промышленности с каждым днём только набирает обороты.

Познавательная электроника для начинающих должна начинаться с усвоения учебников, видео программ по основам цифровой электроники. Нужно понимать, что такое микросхематика, практическая электроника, как составляются цепи в электронных схемах. Самоучители пошагово дадут возможность ученику познать основы электроники.

Микросхемотехника

Радиотехника для начинающих

Это часть микроэлектроники, которая занимается исследованиями и разработкой электрических структурных построений цепей в интегральных микросхемах. Они представляют собой микроэлектронные изделия, выполняющие функции преобразования, обработки сигналов и накопления информации.

Важно! Микросхемы имеют высокую плотность соединённых элементов на площади в несколько мм2. Их элементы не могут быть отделены от кристалла и подложки.

Проектированием и монтажом интегральных микросхем (ИМ) занимаются схемотехники. ИМ бывают нескольких видов:

• плёночные – все элементы и межэлементные компоненты выполнены в виде плёнок;
• гибридные – содержат кристаллы;
• аналоговые – предназначены для обработки сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции;
• цифровые – обработка сигналов по закону дискретной функции.

Практическая электроника

Практическое изучение электроники с нуля начинается с понимания принципов работы электронных приборов и устройств, функционирование которых основано на взаимодействии электромагнитных полей и свободных электрических зарядов. Описание этих процессов можно найти во всех учебниках по радио,- и микроэлектронике. Особенно помогают в этом отношении видео уроки в интернете. Азы современной электроники в практической области постигаются приобретением знаний по следующим вопросам:

• Построение цепей;
• Полупроводники;
• Сигналы и измерения;
• Электропитание схем;
• Цифровая электроника.

Построение цепей

Электротехника для начинающих

Основой создания различных электрических схем являются правила построения цепей. Те же принципы построения электрических связей распространяются и на структуру микросхем. Твёрдое знание самых важных законов Ома и Кирхгофа позволяют понять логику создания линий, связующих компоненты электронных схем.

Обратите внимание! Без изучения базовых законов физики и электротехники начать овладевать основами электроники с нуля невозможно. Именно эти знания открывают все секреты создания электронных схем. Можно часами простоять, наблюдая за работой тех или иных сложных устройств, но без знаний основ электроники понять механизмы их действия не получится.

Полупроводники

В мире микроэлектроники полупроводники занимают важное место. Для того чтобы понять принцип их действия, нужно знать их физические возможности. Полупроводники меняют своё сопротивление в зависимости от нагрева. С повышением температуры сопротивление падает, в условиях низких температур полупроводники приобретают свойства диэлектриков.

Полупроводники на плате

К полупроводникам относятся такие радиодетали, как:

• диоды;
• транзисторы;
• тиристоры.

Сигналы и измерения

Сигналы – это носители информации. Они передаются электронами электрической цепи. Величина заряженной частицы служит единицей измерения энергетического заряда. Измерения и исследования сигналов в электронике проводятся с помощью осциллографов. Цифровой прибор производит математическую обработку полученных результатов.

Цифровой осциллограф предназначен для профессиональных электронщиков и стоит довольно дорого. Для начинающих любителей подойдут недорогие модели отечественного производства – С1-73 и С1-101.

Цифровая электроника

Основы цифровой электроники для начинающих базируются на понятии двоичной системы (ноль и единица) и алгебраической логике. В самоучителях и разных учебниках даются разъяснения, что такое базовые логические элементы электронных схем. К ним относятся триггеры, регистры, дешифраторы и микроконтроллеры.

Цифровая технология передачи сигналов кодирует, а после доставки в нужное место дешифрует их. Этим добиваются чистоты информационных сигналов, защищённых от каких-либо помех. Примером этому служит цифровое телевидение.

Электроника всем начинающим

Сегодня мы сделаем одно из самых бесполезных устройств из тех, что можно собрать, но как показывает жизнь, лучше сделать что-то, чем не сделать ничего. Тем не менее, в защиту этой бесполезности можно сказать только что-то вроде: много ли интересных дел, которыми мы занимаемся являются хоть сколько бы полезными?

Мы будем делать часы, таймер и игру в одном устройстве.

Готовое устройство и печеньки.

UPD #1

Дисклеймер

Внимание!

Эта статья имеет много профессиональных неточностей, по мнению уважаемых экспертов по всем вопросам и по совместительству комментаторов, также не является руководством к действию, может привести к производственным травмам и нарушениям психики. Автор призывает, не использовать данное руководство для обучения и лишь демонстрирует хаотично накопленные знания и реализует их в горделивой позе больного шизофренией с бредовыми идеями величия. Никогда не верьте мне! Я украл ваши технологии!

Некоторое вступление

Спустя много лет я решил вернуться снова к написанию статей, с новыми знаниями и силами. Знаете, интернет научил меня всему, что я знаю и даже больше, чем просто всему. Интернет стал не просто учением, в котором тяжело, но и боем, в котором легко. И я благодарен всем, кто так или иначе принял участие в моем обучении, через статьи, описание каких-то технологий, видео на YouTube и просто критику моих работ. Это герои моего времени, только благодаря им я сейчас являюсь неплохим специалистом. Ведь я не учился в этих ваших институтах и образований не получал, да и всего у меня 9 классов. Спасибо тем, кто пишет интернет.

И еще

В детстве, когда я только начинал гуглить какие-то схемы, я любил статьи с картинками, больше всего мне нравилось, как нагляден процесс сборки, как процесс обучения реализован через картинки. Буквы придумали не для меня и вообще не для детей, которые хотят заниматься электроникой. Поэтому я приложил грандиозное количество усилий, чтобы эта статья могла стать для кого-то первой ступенью. Я знаю, как сложно сделать первый шаг. Мое соприкосновение с контроллером случилось только в 2016 году, хотя я был знаком с ними и заочно, задолго до 2016 года.

Компоненты

Приступим. Первое, что нужно для разработки любого устройства – это, подготовить все необходимые радиокомпоненты и крепеж или хотя бы основные.

Не все компоненты были куплены мой, некоторые лежали без дела, или появились прямо за часы перед разработкой этого устройства 🙂

Резисторы 150 Ом 0.25 Ватт — 12 шт.

Конденсаторы 50 вольт 10 микрофарад — 4 шт.

Тактовая кнопка 6×6мм — 3 шт.

Светодиод 75×3мм — 1 шт.

Пьезо зуммер — 1 шт.

Кварцевый резонатор 16 МГц — 1 шт.

Разъём типа гребёнка — 7 шт.

Джампер (перемычка) — 1 шт.

Четырехразрядный семисегментный индикатор (Sm56425bsr3 или аналоги) — 1 шт.

Сдвиговый регистр 74ch595 корпус DIP — 1 шт.

Панель под микросхему 74ch595 корпус DIP (16 ножек) — 1 шт.

Микроконтроллер ATmega328p корпус DIP — 1 шт.

Панель под микросхему ATmega328p корпус DIP (28 ножек) — 1 шт.

Монтажная плата 40×60мм — 2 шт.

Батарейный отсек cr2032 — 2 шт.

Батарейка cr2032 — 2 шт.

Втулка 5x8x0мм (Не точно) — 4 шт.

Болт 3×6мм (Не точно) — 4 шт.

Шайба 5мм (Не точно)— 4 шт.

Гайка 3мм (Не точно) — 4 шт.

Преобразователь USB-UART CP2102 — 1 шт.

Также, рекомендую при необходимости купить флюс, припой и паяльник.

Я намеренно не указываю марку проводов, которая вам подойдет, так как совсем не владею информацией об их параметрах. Могу посоветовать МГТФ, вполне возможно, что очень хорошо подойдут. Если вы знаете, какие провода точно оптимальны, оставьте информацию в комментариях или напишите мне в личные сообщения @prohetamine.

Сдвиговый регистр 74ch595

Наверное, многим новичкам станет не по себе от понимания принципов работы микросхемы 74ch595, вне этой статьи и пропустить этот этап я просто не хочу. Сейчас я попробую максимально доступно объяснить, как она работает и чем будет полезна в конкретном случае с моим устройством.

Проще говоря, микросхема предназначена для расширения количества цифровых выходов.

Распиновка. Внимание! Рисунок имеет незначительные неточности в маркировке контактов, это сделано для более простого усвоения и понимания работы.

Самые загадочные контакты управления, которые вызывают интерес:

output pin * — контакты вывода

DS — (Serial Data Input) контакт, который определяет состояние напряжения на контактах вывода

SH — (Shift Register Clock Input) контакт, который записывает состояние которое определенно в DS

ST — (Storage Register Clock Input) контакт, который открывает микросхему для записи и закрывает, устанавливая на контакты вывода нужные состояния определенные DS

Уверен, визуальный пример, поможет вам понять происходящее лучше.

Монтажная схема соединений

Если нет, то я оставил и интерактивную версию, кнопочки работают, можно понажимать.

Теперь, когда вы овладели работой с микросхемой, можно приступить к следующему пункту.

Тонкости

Внимание!

Чтоб ничего не перепутать и ничего не испортить, в том числе настроение. Не ждем, а готовимся! Просто оставлю это здесь, для самых маленьких. Я, конечно, понимаю, что всех тонкостей в рамках и без того длинной статьи мне обозначить не удастся, и у вас все же могут возникнуть ошибки, пускай, хотя бы не самые очевидные.

Когда мы программируем контроллер, очень важно не путать rx и tx, иначе контроллер просто не прошьется.

Это странная шутка, но работает очень просто, каждый разряд имеет 8 сегментов, у каждого разряда есть минус и восемь плюсов, по сути это те же светодиоды, только в общем корпусе.

Каждая микросхема имеет ключ, то есть небольшую метку на корпусе, это признак помогает определить положение установки.

Я смотрю на эту схему каждый раз, когда вспоминаю, как припаял более 671 кнопку не в ту сторону.. Не совершай ошибку.

Плюсик: у всех новых электронных компонентов, которые имеют полярность, выглядит как хромоног.

Батарейный отсек, тоже имеет свою не очевидную полярность..

Монтажная схема соединений

Так выглядит схема нашего устройства:

UPD #2

По требованию комментаторов скоро тут появится принципиальная схема.

Но не спешите собирать, ведь собирать мы будем на плате, а не на коленке. Но сначала поговорим о некоторых спорных конструкциях. Также я буду апеллировать к своему детству: Я искренне не понимал зачем нужна обвязка, мне казались ненужными эти резисторы и конденсаторы, ведь блок питания может работать и на диодном мосте, а светодиод светиться и без понижающего резистора.

Пока пин кнопки состояние, которого мы читаем не притянут к плюсу или минусу он выдает случайные (101010000101010) результаты и кнопка, не может работать нормально, чтобы «Стабилизировать» состояние кнопки нам нужно притянуть наш пин через резистор к минусу или плюсу (принято к минусу). Тогда при нажатии у нас будет 1 иначе 0. На момент создания устройства и написания статьи, автор не знал, что существует pull-up резистор встроенный в саму ATmega328p. Почитать можно об этом на официальном сайте.

В ходе первых экспериментов, с высокочастотной перерисовкой индикатора появлялись ужасные гличи. Из общих соображений, я решил использовать конденсаторы, чтобы их сгладить и да помогло, оставляем. Как подсказал один из комментаторов, это связанно с кривым кодом, но не мешает работе устройства.

Резисторы предназначены для ограничения тока исходящего от ATmega328p, а именно 5 вольт мы ограничиваем до 3-х вольт, так как почти все светодиоды ограничены напряжением в 3 вольта и привыкли работать за еду, более высокое напряжение приведет к деградации, насколько быстрой зависит от тока, хоть у ATmega328p он не большой, примерно 20-40 миллиампер, деградацию и сгорание не будет видно сразу, но оно случится, явно намного раньше положенного.

О нем говорят все, но никто не знает зачем он. На самом деле все просто. Предельно просто. Эта микросхема умножает количество контактов, с условных трех до N. Мой максимум 265+ выводов, но возможно и больше. В этом месте мог бы возникнуть хороший вопрос, по сути ты ведь делаешь из трех контактов четыре, а остальные четыре не используешь(?) На эту тему можно конечно рассуждать, зачем и почему, правильный ответ только один — дать возможность устройству развиваться.

Монтаж компонентов

Внимание!

Контакты компонентов, помеченные красным и черным маркерами, имеют полярность, будьте внимательны при монтаже, придерживайтесь рисунка.

Внимание!

Соблюдайте порядок установки микросхем по ключам.

Устанавливаем конденсаторы и кнопки.

Устанавливаем разъемы и пьезо зуммер.

Устанавливаем микросхемы и резисторы.

Устанавливаем индикатор, светодиод и резонатор.

Устанавливаем батарейные отсеки.

Прототип

Теперь, когда у нас есть не просто бесполезная безделушка, но еще и не рабочая, нужно сделать её рабочей, поэтому добавим много магических проводков.

Объединенная схема

Соединим основные линии питания и необходимую обвязку первой платы.

Соединим кнопки, светодиод индикатор прошивки и пьезо зуммер.

Соединим конденсаторы и семисегментный индикатор с сдвиговым регистром 74ch595.

Соединим семисегментный индикатор с микроконтроллером.

В финале первая плата у вас получится такой:

Вторая плата, но тут все совсем просто. Соединим последовательно элементы питания.

Соединим все вместе.

Устройство

Программирование

Подключаем так как на картинке, и можно начинать прошивать микроконтроллер.

Бесспорно, абсолютно, однозначно. Мой код на C++ далек от идеала, но я, как всегда, пытался. Я пишу на JS (ну, вы поняли). И тем не менее, я все равно собой доволен, хотя бы, потому что не притрагиваясь и без того к незнакомому мне языку больше года, мне как-то удалось организовать не только структуру с своими правилами, а также создать богатый функционал: часы, игру и два таймера c разными уровнями точности. Можешь сделать лучше? Есть что дополнить? GitHub

Основной файл проекта, к которому я подключаю все остальные файлы и библиотеку AsyncDelay, с которой управлять синхронным потоком становится проще, чем обычно (имхо). Изначально, в процессе написания кода, я обозначил для себя два компонента — это actionDriver и actionContoller. где первый переводя на JavaScript — тянский (является почти как Event Loop), то есть выполняет стек задач только не событийных, а перманентных, а второй выполняет роль Setter’a.