Электроника для начинающих

«Ардуино» – это программируемая электронная плата, которая может выполнять ряд последовательных операций и взаимодействовать с аппаратным обеспечением вычислительных устройств. Для программирования платы достаточно подключить USB-кабель к компьютеру. Программирование было максимально упрощено, устраняя ряд технических сложностей. Таким образом, технология микроконтроллеров стала доступна для широкой аудитории, дав людям возможность реализовывать проекты, которые до недавнего времени казались невообразимыми. С помощью микроконтроллера можно читать датчики, подключаться к интернету и создавать станки с числовым программным управлением. «Ардуино» может быть подключена к моторам и станкам, а также способна читать стандартные команды (G-коды), используемые в промышленной сфере, с помощью специальной программы. 3D-принтеры были созданы, с использованием устаревшего патента и технологии микрочипа. Проекты для конструирования устройств, разработанные производителями, являются общедоступными, любой может использовать их для создания копий различных устройств в домашних условиях. Разумеется, невозможно получить ту же точность, скорость и рабочую область, но все же эти устройства способны создавать предметы быстрым и точным образом. Опираясь на шаблонную модель или рисунок, можно за один щелчок начать фрезеровать, печатать, гравировать, резать и т. д. Теоретически, каждый мог бы оборудовать свою фабрику в собственном гараже. Это цифровое производство! Многие считают, что в последние годы мы являемся свидетелями новой промышленной революции. С помощью инструментов цифрового производства люди могут создавать предметы по желанию, чтобы удовлетворить свои собственные потребности и нужды. В 2013 году состоялась первая европейская Maker Faire, выставка для производителей. Былонасчитано 35 000 посетителей, а на следующий год было зарегистрировано 90 000 посетителей. Вслед за этим феноменом многие люди начали интересоваться электроникой. Множество людей имеют необходимость создания электронных плат и схем для работы различных устройств, делать их интерактивными, обнаруживать и передавать сигналы. Очень часто эти люди не имеют соответствующего образования и знаний в области электроники; это дизайнеры, архитекторы, изобретатели, новаторы, не имеющие представления о том, как работают электронные схемы. Проще говоря, они сталкиваются с проблемами, которые хотят решить, и ищут способ сделать это. Многие оказываются в ситуации, аналогичной той, когда ребенок разбирающий телевизор, обнаруживает внутри таинственный и непонятный мир. Ардуино позволяет любому пользователю создавать сложные модульные механизмы, оснащенные дисплеем, модулями Bluetooth, WiFi, GPS и т. д., даже не достаточно разбираясь в происходящем. Часто нужно подключить какой-то другой элемент, это простая операция, но вы растеряны: как подключить реле? какое сопротивление необходимо для включения светодиода?

Данное пособие представляет собой вводный и упрощенный текст. Для упрощения понимания, многие темы были сокращены и приведены только конечные аргументы. Некоторые аргументы сложны для понимания и скрывают значительные физические и математические сложности, которые я пытался избежать; вы можете изучить их подробнее в пособиях, указанных в библиографии. Я старался сохранить оперативный подход, чтобы вы смогли понять материал и начать действовать.

Темы книги и описание глав

В этой книге я старался придерживаться наиболее последовательного описания, пытаясь объяснить аргументы в наиболее логическом порядке для новичка. Книга состоит из 10 глав, а также сопровождается двумя примечаниями и библиографией для более углубленного изучения.

Первая глава включает теорию, необходимую для понимания принципов работы электрической цепи и наиболее важных электронных компонентов, описанных во второй главе. В третьей главе мы будем учиться собирать электрические схемы с помощью макетной платы и научимся пользоваться паяльником. В четвертой главе рассматриваются полупроводниковые компоненты, такие как диоды, транзисторы и интегральные схемы. Пятая глава посвящена чтению электронных схем и практической разработке некоторыхпроектов, для лучшего ознакомления с макетной платой. В шестой главе мы будем говорить об обработке сигналов и цепей. В седьмой главе обсудим источники питания. В восьмой главе мы познакомимся и поэкспериментируем с цифровой электроникой, что позволит нам подробнее рассмотреть микроконтроллеры в девятой главе. В последней десятой главе мы научимся проектировать печатные платы, создавая их с помощью таких программ, как gEDA и Fritzing.

Я решил не включать дополнительную главу об Arduino, но добавил небольшую ссылку в примечании, вместе с описанием одного открытого проекта для построения простого осциллографа. Вы можете получить доступ к дополнительной информации, обновлениям и дополнительным материалам, посетив сайт автора: http://www.zeppelinmaker.it.

Об авторе