كل ما تحتاج لمعرفته حول إلكترونيات المبتدئين: 12 خطوة

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

مرحبا مجددا. في هذا Instructable ، سنغطي موضوعًا واسعًا للغاية: كل شيء. أعلم أن هذا قد يبدو مستحيلًا ، ولكن إذا فكرت في الأمر ، فإن عالمنا بأكمله يتحكم فيه دوائر إلكترونية ، من إدارة المياه إلى إنتاج القهوة إلى الانتقال إلى العمل / المدرسة. ويتم التحكم في كل هذه الأجهزة الإلكترونية بواسطة مكونات متشابهة جدًا (مقاومات ، ترانزستورات ، مقاييس فرق جهد ، مكثفات ، مفاتيح ، وغيرها الكثير). تؤدي هذه المكونات جميعًا إحدى المهام التالية - أخذ البيانات ومعالجة البيانات وإخراج البيانات. على سبيل المثال ، يقيس الماوس (وهو مزيج من الكثير من القطع الصغيرة) الموضع ، ويفكر معالج الكمبيوتر في هذه المعلومات ، وتحرك شاشة الكمبيوتر المؤشر وفقًا للماوس. لنبدأ هذا Instructable من خلال استعراض بعض المكونات المذكورة أعلاه.

الخطوة 1: التبديل

آه ، المفتاح القديم الجيد. يوجد واحد من هؤلاء في كل دائرة إلكترونية تقريبًا على الإطلاق. إذا كانت لديك دائرة جيدة لا تحتوي على واحدة ، فالرجاء التعليق أدناه (لا يتم احتساب بطاريات الخلايا المعدنية + مصابيح LED هنا). على أي حال ، المفتاح لديه وظيفة واحدة - للسماح للكهرباء بالمرور ، أم لا. لم يتبق الكثير ليقال عن هذا البطل غير المعلن للإلكترونيات.

الخطوة الثانية: المقاومات

المقاومات هي حجر الزاوية في أي دائرة. سأكون مضغوطًا للعثور على أي PCB (لوحة الدوائر المطبوعة ، للشخص العادي) التي لا تحتوي على أحد هذه الكائنات الحيوية التي تقلل الجهد. تستخدم المقاومات لأخذ جهد واحد وتقليله إلى جهد أقل. ليس هناك الكثير ليقال عن هذه المكونات الحيوية الصغيرة.

الخطوة 3: Trasnistors

يمكن أن تكون الترانزستورات مربكة ، خاصة مع جميع الأنواع المختلفة. في الأساس ، الترانزستور هو مفتاح تبديل أشباه الموصلات يتم تشغيله بواسطة تيار كهربائي. تأتي هذه المفاتيح الصغيرة ولكن القوية في نماذج مختلفة مختلفة ، ولكل منها أغراض مختلفة قليلاً. كل دائرة حديثة قادرة على معالجة البيانات لديها واحد من هؤلاء.

الخطوة 4: Capicitor

المكثفات وسيلة لتخزين كميات صغيرة من الكهرباء. هذه هي طريقة عملها: هناك قطعتان من المعدن مقسمتان بمادة غير موصلة. يحدد نوع المادة غير الموصلة ، أو العازلة ، نوع المكثف ، والغرض الذي سيتم استخدامه من أجله.

الخطوة 5: مقاييس الجهد / المتغيرات المتغيرة

مقياس الجهد هو نوع رائع ومهم من المقاوم المتغير. هناك 3 دبابيس - 2 مدخلات ومخرج واحد. إن استخدام المسامير الثلاثة جميعها يجعله أكثر من مستشعر لإدخال البيانات ، في حين أن استخدام دبابيس يجعله طريقة قديمة بسيطة لخنق الجهد. إذا كنت مثلي ، فأنت تريد أن تعرف كيف يعمل. في الأساس ، هناك المقاوم الذي تتحرك فيه شريحة أو ممسحة ، مما يجعل المسافة التي تتقلب فيها الكهرباء حسب الموضع على الماسحة / الشريحة. هذا يزيد أو ينقص المقاومة. تبدو مقاييس الجهد عمومًا مثل الصورة أعلاه ، ولكن قد يختلف شكلها وحجمها.

الخطوة 6: محرك DC بدون فرشات

هذا الشيء رائع جدا. اعتدت أن أظهر للأطفال الصغار (كانوا عمري تقنيًا - كنت في الصف الخامس) محرك التيار المستمر عن طريق توصيل المحطات ببطارية 9 فولت وفويلا - تم نسجها! كان جميع الأطفال الآخرين يشعرون بالغيرة (أو هكذا تخيلت). يمكنك استخدام قوة المحرك أيضًا. إنه جهاز بسيط للغاية - هناك ملفان أو أكثر من الملفات الكهرومغناطيسية التي تتبادل القطبية. ثم هناك مغناطيس عادي يدور بسبب التنافر من المغناطيسات الكهربائية (انظر الموافقة المسبقة عن علم أعلاه).

الخطوة 7: التتابع

التتابع هو مفتاح يتم تنشيطه بواسطة تيار كهربائي. لقد رسمته على السبورة البيضاء في الصورة أعلاه. بشكل أساسي ، يصد الملف الكهرومغناطيسي قطبًا مغناطيسيًا ، مما يجعله يلمس قطبًا كهربيًا آخر ، وبالتالي يسمح للتيار بالمرور عبر الدائرة.

الخطوة 8: بيزو الجرس

يعد Piezo Buzzer أحد أكثر الأشياء المزعجة في الكون. أعني ، من يريد أن يسمع "بيب ، بيب ، بيب!" متى نقوم بتنظيف الثلاجة؟ أو عندما ينطلق الميكروويف ، لكنك لا تريد التوقف عن مشاهدة شيرلوك ، وتضطر إلى تحمل "صوت صفير ، صفير ، صفير صفير." ومع ذلك ، تعد مكبرات الصوت sudo الصغيرة هذه جزءًا مهمًا من التصميم الإلكتروني. إذا كنت تريد أن تقدم دائرتك ملاحظات صوتية ، ولكنك لا تحتاج إلى مكبر صوت عادي ، فهذه هي مكونات الانتقال لديك. إنهم يصدرون ضوضاء باستخدام صفيحة معدنية صغيرة تسمى بيزو. تمر الكهرباء عبر بيزو ، مما يجعلها تهتز بسرعة كبيرة. هذه الحركة تجعل الهواء متعرجًا ، والمعروف أيضًا باسم الصوت. يتم تحديد درجة حرارة الهواء المتعرج من خلال سرعة الاهتزاز ، ويتم تحديد سرعة الاهتزاز بواسطة الجهد.

الخطوة 9: مصابيح LED

هذه المصابيح الصغيرة شائعة جدًا في الإلكترونيات ومن غير المألوف ألا تحتوي على 20 منها على الأقل في منزلك. فهي صغيرة ، وبأسعار معقولة ، وموفرة للطاقة ، ومشرقة للغاية ، ولا تسخن. ما الذي لا يعجبك؟ بشكل أساسي ، يتم إنشاء الضوء في LED ، أو الصمام الثنائي الباعث للضوء ، عن طريق حركة الإلكترون في مادة شبه موصلة تعادل تقريبًا الشعيرة في المصباح الكهربائي المتوهج. حتى في أكثر الدوائر مملة ، أستمتع بوضع القليل من المصابيح الخضراء أو البيضاء لإضفاء الحيوية على الأشياء.

* تحذير: قم دائمًا بخنق التيار المتجه إلى LED بنوع من المقاومة. عادة ما تعمل بجهد منخفض ، حوالي 3.3 فولت.

الخطوة العاشرة: المتحكمات الدقيقة

تختلف هذه الخطوة عن الخطوات الأخرى ، حيث إنها لا تتعلق بمكون ، بل بموضوع. المتحكمات الدقيقة هي أجهزة كمبيوتر بسيطة تُستخدم لاستيعاب البيانات وتفسيرها وعرضها والاستجابة لها. تستخدم معظم المتحكمات الدقيقة كل أو معظم المكونات التي ناقشناها. نظرًا لوجود العديد من أنواع وحدات التحكم الدقيقة ، سأقدم لك ثلاثة من أكثرها موصى به للمبتدئين - Arduino و Raspberry Pi و BeagleBone. هذه اللوحات الثلاثة قابلة للبرمجة ويمكن استخدامها في أي عدد من المشاريع.

* إخلاء المسؤولية: أنا أملك فقط Arduino و Raspberry Pi ، لذلك لا يمكنني أن أضمن BeagleBone.

الخطوة 11: البرمجة

البرمجة رائعة. أشعر بالدفء عندما أعمل على برنامج ، نوع من اندفاع الأدرينالين ، ولكن بدون استجابة القتال / الطيران. أود أن أشرح كل ما أعرفه عن البرمجة ، لكن هذا سيستغرق بعض الوقت. إذن ها هي النسخة المكثفة: هناك العديد من اللغات المختلفة التي تفهمها أجهزة الكمبيوتر (C ، Python ، JavaScript ، Ruby ، C ++ ، Java ، إلخ) ، وتعلم التحدث (أو الكتابة) هذه اللغات هي واحدة من أفضل الأشياء التي يمكنك القيام بها لنفسك. بمجرد أن تتعلم اللغة ، ما عليك سوى إخبار الكمبيوتر (أو وحدة التحكم الدقيقة) بما تريده أن يفعله ، وسوف يمتثل بعد بعض التصحيح. بدون معرفة أساسية بالبرمجة ، ستغرق قبل أن تصعد على متن القارب المجازي للإلكترونيات.

الخطوة 12: هذا كل شيء ، أيها الناس

هذا يختتم Instructable. شكرًا على القراءة ، ويرجى تخصيص الوقت للتصويت لي في مسابقة Beginner Electronics إذا كنت قد استمتعت بهذا الدليل. أتمنى مخلصًا أن تشعر بالإلهام لتولي التصميم الإلكتروني الآن.