Занимательная электроника, Ревич Ю.В., 2015

Занимательная электроника, Ревич Ю.В., 2015.

  На практических примерах рассказано о том, как проектировать, отлаживать и изготавливать электронные устройства в домашних условиях. От физических основ электроники, описания устройства и принципов работы различных радиоэлектронных компонентов, советов по оборудованию домашней лаборатории автор переходит к конкретным аналоговым и цифровым схемам, включая устройства на основе микроконтроллеров. Приведены элементарные сведения по метрологии и теоретическим основам электроники. Дано множество практических рекомендаций: от принципов правильной организации электропитания до получения информации о приборах и приобретении компонентов применительно к российским условиям. Третье издание дополнено сведениями о популярной платформе Arduino, с которой любому радиолюбителю становятся доступными самые современные радиоэлектронные средства.




Радиолюбительство — что это такое?
Чем отличается «электронное» устройство от «электрического»? Оба они используют электрическую энергию, однако электрическое устройство, как правило, не содержит никаких заумных штучек, вроде транзисторов или микросхем,— простейшим примером электрического (электротехнического) устройства в чистом виде является настольная лампа с выключателем. Но та же лампа, снабженная регулятором яркости или бесконтактным сенсорным выключателем, является уже устройством электронным. Электронными устройствами по сути стали и давно известные люминесцентные лампы — теперь во многие из них встроена довольно серьезная схема, управляющая запуском и свечением. А в таких сложных электротехнических устройствах, как, например, современные генераторы энергии или системы электропривода, электронную часть от электротехнической уже отделить невозможно.

Эту тенденцию легко проследить на примере эволюции автомобильных электросистем, где первоначально генератор электроэнергии совместно с электромеханическим регулятором и аккумулятором представлял собой отдельную вспомогательную систему, при выходе из строя которой автомобиль тем не менее можно было завести «ручкой» и заставить передвигаться. Нарастание количества электронных узлов в конце концов связало электротехнические компоненты (стартер, генератор, аккумулятор), электронные устройства (электронное зажигание, датчики, контроллеры, вплоть до бортового компьютера) и механические узлы (двигатель с трансмиссией) в неразрывное целое, где ни одна из систем не может функционировать без другой. А некоторые последние модели автомобилей высшего класса фактически уже ближе к роботам, а не к просто автомашинам, т. е. представляют собой сложнейший электронно-программно-механический агрегат (пример— модели «Вольво», оборудованные системой Drive Me).

Оглавление.
К читателю.
Радиолюбительство — что это такое?.
Как пользоваться книгой?.
Как разрабатывать электронные схемы?.
ЧАСТЬ I. ОСНОВЫ ОСНОВ.
Глава 1. Чем отличается ток от напряжения?.
Связь тока и напряжения.
Регулирование тока с помощью сопротивления.
Источники напряжения и тока.
Глава 2. Джентльменский набор.
Оборудуем домашнюю лабораторию.
Мультиметр.
Источник питания.
Осциллограф.
Глава 3. Хороший паяльник — половина успеха.
Инструменты и технологические советы.
Инструменты и материалы.
Паяльники.
Флюсы для пайки.
Макетные платы.
Платы.
Монтаж.
Немного о проводах.
Корпуса.
Новые подходы в любительском конструировании.
Глава 4. Тригонометрическая электроника.
О частотах, периодах, мощности, переменных напряжениях и токах и немного о сигналах.
Мощность.
Что показывал вольтметр?.
Сигналы.
О переменном токе и электропитании.
Децибелы.
Глава 5. Электроника без полупроводников.
Резисторы, конденсаторы и схемы на их основе.
Резисторы.
Переменные резисторы.
Параллельное и последовательное соединение резисторов.
Конденсаторы.
Параллельное и последовательное включение конденсаторов.
Конденсаторы в цепи переменного тока.
Дифференцирующие и интегрирующие цепи.
Индуктивности.
Глава 6. Изобретение, которое потрясло мир.
Диоды, транзисторы и простейшие схемы на их основе.
Диоды.
Транзисторы.
Ключевой режим работы биполярного транзистора.
Усилительный режим работы биполярного транзистора.
Включение транзистора с общим коллектором.
Стабильный усилительный каскад на транзисторе.
Дифференциальный каскад.
Полевые транзисторы.
Выбор транзисторов.
Глава 7. Ошеломляющее разнообразие электронного мира.
Реле, стабилитроны, светодиоды.
Электромагнитные реле.
Стабилитроны.
Оптоэлектроника и светодиоды.
Оптоэлектроника.
Светодиоды.
Светодиодные индикаторы.
ЖК-дисплей.
Простейший уровнемер для водяных баков.
ЧАСТЬ II. АНАЛОГОВЫЕ СХЕМЫ.
Глава 8. Звуковой усилитель без микросхем.
Классическая схема УМЗЧ.
Схема базового УМЗЧ.
Мощность усилителя.
Стабильность.
О мощности выходных транзисторов.
Проверка и отладка.
О мощности и качестве звуковых усилителей.
Глава 9. Правильное питание — залог здоровья.
О питании электронных устройств.
Электрохимические элементы.
Аккумуляторы.
Вторичные линейные источники питания.
Трансформаторы.
Расчет сетевого трансформатора.
Простейший нестабилизированный однополярный источник питания.
Стабилизаторы.
Интегральные стабилизаторы.
Однополярный регулируемый источник питания.
Рассеивание тепла.
Принудительное охлаждение и элементы Пельтье.
Импульсные источники питания.
Как правильно питаться?.
Глава 10. Тяжеловесы.
Устройства для управления мошной нагрузкой.
Базовая схема регулирования напряжения на нагрузке.
Мощность в нагрузке при тиристорном управлении.
Ручной регулятор мощности.
Устройство плавного включения ламп накаливания.
Помехи.
Глава 11. Слайсы, которые стали чипами.
О микросхемах.
Некоторые типовые узлы микросхем и особенности их эксплуатации.
Звуковые усилители на микросхемах.
Мощный УМЗЧ.
Микроусилитель мощности.
Глава 12. Самые универсальные.
Обратная связь и операционные усилители.
Опасные связи.
Основные свойства системы с отрицательной обратной связью.
Базовые схемы усилителей на ОУ.
Неидеальность ОУ, ее последствия и борьба с ними.
Дифференциальные усилители.
Другие распространенные схемы на ОУ.
Аналоговый генератор.
Конструируем термостаты.
Термостат вообще.
Простой термостат для аквариума.
О гистерезисе.
Терморегулятор «для дома для семьи».
Глава 13. Как измерить температуру?
Электронные термометры.
Основы термометрии.
Датчики.
Термисторы.
Металлические датчики.
Полупроводниковые датчики.
Методы измерения сопротивления.
Очень точный ручной измеритель температуры.
Простейшие электронные термометры на батарейке.
Электронный термометр со стрелочным индикатором.
...и с цифровым.
Немного о метрологии и ошибках аналоговых схем.
Точность и разрешающая способность.
Систематические ошибки.
Случайные ошибки измерения и их оценка.
Регрессия и метод наименьших квадратов.
Разновидности погрешностей.
ЧАСТЬ III. ЦИФРОВОЙ ВЕК.
Глава 14. На пороге цифрового века.
Математическая логика и ее представление в технических устройствах.
Основные операции алгебры Буля.
Булева алгебра на выключателях и реле.
То же самое, но на транзисторах и диодах.
О двоичной и других системах счисления.
Позиционные и непозиционные системы счисления. Десятичная система.
Двоичная и шестнадцатеричная системы.
Перевод из одной системы счисления в другую.
Байты.
Запись чисел в различных форматах.
Немного двоичной арифметики.
Отрицательные двоичные числа.
Дробные числа.
Коды, шифры и дешифраторы.
Глава 15. Математическая электроника, или игра в квадратики.
Устройство логических микросхем и двоичные операции.
Сравнение основных характеристик ТТЛ и КМОП.
ТТЛ.
КМОП.
Характеристики различных серий КМОП.
Двоичный сумматор на логических микросхемах.
Обработка двоичных сигналов с помощью логических элементов.
Мультиплексоры/демультиплексоры и ключи.
Глава 16. Устройства на логических схемах.
Мультивибраторы, формирователи, триггеры, счетчики.
Генераторы.
Кварцевые генераторы.
Формирователи импульсов.
Одновибраторы.
О токоограничивающих резисторах в импульсных схемах.
Триггеры, регистры и счетчики.
Самый простой триггер.
D-триггеры.
Регистры.
Счетчики.
Цифровой лабораторный генератор.
Глава 17. Откуда берутся цифры.
Цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи.
Принципы оцифровки сигналов.
ЦАП.
АЦП.
АЦП параллельного действия.
АЦП последовательного приближения.
Интегрирующие АЦП.
Конструируем цифровой термометр.
АЦП 572ПВ2 и ПВ5.
Практическая схема термометра.
ЧАСТЬ IV. МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ.
Глава 18. Начала микроэлектроники.
Микропроцессоры, память и микроконтроллеры.
Как работает микропроцессор?.
Лечение амнезии.
Изобретаем простейшую ROM.
Общее устройство памяти.
RAM.
EPROM, EEPROM и flash-память.
Микроконтроллеры Atmel AVR.
Почему AVR?.
Classic, Mega и Tiny.
Структура MK AVR.
Память программ.
Память данных (ОЗУ, SRAM).
Энергонезависимая память данных (EEPROM).
Способы тактирования.
Параллельные порты ввода/вывода.
Прерывания.
Таймеры-счетчики.
Последовательные порты.
Глава 19. Персональный компьютер вместо паяльника.
О программировании МК.
Железо.
Софт.
О конфигурационных битах.
Примеры программирования.
Самая простая программа.
Таймер без прерываний.
Применение прерываний.
Прерывание таймера по переполнению.
Прерывание таймера по сравнению.
Глава 20. Изобретаем велосипед.
Настольные часы и термометр-барометр на микроконтроллере.
Часы со счетом времени на МК.
Общее построение схемы.
Схема.
Программа.
Детали и конструкция.
Измеритель температуры и давления на AVR.
Арифметика многобайтовых чисел в МК.
Операции с числами в формате BCD.
Хранение данных в ОЗУ.
Использование встроенного АЦП.
Датчики температуры и давления.
Схема.
Программа.
Калибровка.
Глава 21. Основы Arduino.
Среда программирования и практика построения схем.
Что такое Arduino?.
Установка среды программирования Arduino.
Настройки Arduino IDE.
Программы для Arduino.
Термостат на Arduino.
Обмен через последовательный порт.
Работа с текстом на графическом дисплее MT-12864J.
Подключение MT-12864J.
Русификация модуля MT-12864J.
Глава 22. Метеостанция на Arduino.
Как на Arduino делать устройства лучше фирменных.
Техническое задание.
Выбор компонентов и схема станции.
Подключение строчных OLED-дисплеев.
Контроллер WS0010.
Пишем по-русски.
Подключение библиотеки LiquidCrystal.
Часы реального времени DS-1307.
Установка часов.
Температура, влажность и давление.
Подключение радиомодулей Хbее.
Подключение и настройка Хbее-модулей.
Выносной датчик на основе Arduino Mini.
Схема выносного датчика.
Версия станции с ЖК-дисплеем.
Запись на SD-карту и программа станции с OLED-дисплеем.
Работа метеостанции с функциями записи на SD-карту.
Конструкция.
О недостатках Arduino.
ПРИЛОЖЕНИЯ.
Приложение 1. Резисторы.
Международная цветная маркировка резисторов.
Таблицы номиналов резисторов и конденсаторов.
Приложение 2. Стандартные обозначения, размеры и характеристики некоторых гальванических элементов.
Приложение 3. Классы усилителей.
Действующее значение напряжения.
Классы усилителей.
Приложение 4. Соответствие наименований и функциональности некоторых зарубежных и отечественных цифровых микросхем.
Приложение 5. Словарь часто встречающихся аббревиатур и терминов.
Приложение 6. Единицы измерения и обозначения.
Физические величины и их единицы измерения по умолчанию.
Приставки и множители для образования десятичных кратных и дольных единиц.
Некоторые буквенные обозначения в электрических схемах.
Некоторые символические обозначения в электрических схемах.
Символические обозначения мощности резисторов на схемах.
Литература.
Предметный указатель.

Купить .





Теги: учебник по электронике :: электроника :: электротехника :: Ревич