Содержание
Об авторах 17
Введение 18
Часть I. Начала начал электроники 23
Глава 1. От электронов к электронике 25
Что же такое электричество? 25
Что такое электрон 25
Перемещение электронов по проводникам 26
Напряжение — движущая сила 26
Важная объединяющая теория: электроны, проводники и напряжение 27
Откуда берется электричество? 28
Батареи: когда другие уже устали, они все еще полны энергии 28
Тепличные условия — электрические розетки 28
Солнечные батареи 30
Где применяются электрические компоненты? 30
Контроль над электричеством 30
Полный контроль над электричеством (ИС) 31
Детектирование с помощью сенсоров 31
Питание 32
Когда электричество становится электроникой 32
Создание простой схемы 33
Что делать дальше 34
По ходу дела знакомимся с инструментами 35
Инструменты для конструирования 35
Измерительные инструменты 35
Удивительный мир величин 36
Единицы измерения в электронике 36
Переход к большим или меньшим величинам 36
Префиксы + единицы измерения =? 37
Понятие о законе Ома 39
Выводы из закона Ома 40
Расчеты с применением больших и малых величин 40
Мощность и закон Ома 41
Глава 2. Безопасность людей и устройств 43
Шестое чувство в электронике 43
Опасность поражения электрическим током 44
Электричество = напряжение + ток 44
Постоянный или переменный ток 44
Как не пострадать от удара током 45
Оказание первой помощи 46
Статическое электричество и его последствия 47
Еще раз о человеке со стодолларовой банкноты 48
Как статика может превратить радиоэлемент в щепотку золы 48
Советы по предотвращению накопления статического электричества 49
Заземление рабочих инструментов 50
Работа с переменным током 51
Пошла жара: безопасная пайка 52
Ношение защитной одежды 53
Часть II. Ряд 5, стеллаж с инструментами: запасаясь впрок 55
Глава 3. Рабочее место радиолюбителя 57
Ручные инструменты, без которых не обойтись 57
Отвертка (инструмент, а не коктейль!) 58
Отхватывая концы: кусачки и инструменты для зачистки проводов 60
Обращение с утконосыми плоскогубцами 62
Увеличительные стекла: "А это — чтобы лучше видеть тебя..." 62
Место для инструментов. Каждому — свое место 63
Наполняем мастерскую 63
Где хранить инструменты 65
Инструменты, которые не нужны каждый день (но могут пригодиться) 65
Работаем на сверлильном станке 65
Обрезка деталей при помощи станка или циркулярной пилы 66
Выполнение деликатных работ при помощи бор-машинки 66
Содержание инструментов чистыми и смазанными 67
Сияющая электроника 67
Масло и смазка для содержания деталей 68
Инструменты для дальнейшей чистки и конструирования 69
Клеим на века 70
Обустройство лаборатории радиолюбителя 71
Основные ингредиенты идеальной лаборатории 71
Выбор идеального места для занятий электроникой 72
Тройная угроза: холод, жара и влажность 73
Верстак 73
Глава 4. Первое знакомство: наиболее распространенные электронные
радиодетали 75
Пусть живут резисторы 76
Резисторы и значения их сопротивлений 77
Красный, синий, голубой — выбирай себе любой 78
Понятие допуска резистора 79
Если вдруг стало жарко 80
Подкручивая потенциометр 80
Конденсаторы: резервуары электричества 81
Быстрый взгляд внутрь конденсатора 82
Фарады: большие и малые 82
Контроль рабочего напряжения 83
Диэлектрик здесь, диэлектрик там 83
Какую емкость имеет мой конденсатор? 84
Когда микрофарад — не совсем микрофарад 86
Воздействие тепла и холода 87
Положительные отзывы о полярности конденсаторов 88
Изменение емкости 89
Диодомания 89
Важные параметры диодов: максимальные токи и напряжения 91
Где у диодов плюс? 91
Забавы со светодиодами 92
Резисторы в паре со светодиодами 92
Транзистор: восьмое чудо света 94
Изучаем терминологию транзисторов 94
По поводу корпусов транзисторов 96
Вставляем транзистор в схему 96
Типы транзисторов 97
Высокая плотность упаковки в интегральных схемах 98
Линейная, цифровая или комбинационная микросхема? 99
Номера ИМС 100
Что такое цоколевка ИС? 100
Самостоятельное исследование ИМС 102
Глава 5. Потребительская корзина радиолюбителя 103
Электрические соединения 103
Провода 103
Соединения и соединители 106
Включаем питание 107
Врубим питание от батарей 107
Питание от солнечных батарей 111
Включение и выключение электричества 112
Вкл. и Выкл. с помощью переключателей 112
Щелчок реле 114
Логика решений. Логические элементы 115
Использование логики в электронике 116
Основные логические элементы 117
Контроль частоты кварцевых резонаторов и индуктивных контуров 117
Накопление энергии в катушках индуктивности 118
Частота кварцевого резонатора 119
Детектирование 119
Кто видит свет? 119
Детекторы движения 120
Тепло, теплее, горячо: сенсоры температуры 121
Вибрации двигателя постоянного тока 122
Не пошуметь ли немножко? 124
Говорит громкоговоритель 124
Генераторы звука 125
Часть III. Электроника на бумаге 127
Глава 6. Читаем схемы 129
Что такое принципиальная схема и зачем она нужна 129
Знакомство с символикой схемотехники 130
Простейшие схемотехнические символы 130
Условные графические обозначения электронных радиоэлементов 135
Символы логических элементов 139
Другие символы 141
Соблюдение полярности 143
Один элемент на все случаи жизни: радиодетали с переменным номиналом 144
Фоточувствительные компоненты: видят свет даже в конце туннеля 145
Альтернативные условные обозначения 146
Глава 7. Основы функционирования электронных схем 149
Из чего состоит электронная схема? 149
Простейшие схемы 150
Питание лампы накаливания 150
Изменение величины тока с помощью резистора 151
Параллельное (последовательное) соединение элементов 152
Последовательное соединение 152
Параллельное соединение 153
Исследование схемы делителя напряжения 154
Измерение тока путем измерения напряжения 156
Резисторы и конденсаторы: одна команда 157
Как работает динамический дуэт конденсатора и резистора 157
Включение и выключение схем при помощи RC-цепи 158
Поговорим о транзисторах 158
Транзистор как ключ 159
Транзистор как усилитель 160
Что еще могут делать транзисторы? 162
Операционный усилитель 163
Упрощение устройств при помощи интегральных схем 164
Часть IV. Закатаем рукава 167
Глава 8. Все, что нужно знать о пайке 169
Паять иль не паять: вот в чем вопрос 169
Вещи, абсолютно необходимые для пайки 171
Выбор подходящего паяльника 173
Выбор наконечника 174
Подготовка паяльного оборудования 174
Успешная пайка 175
От холодной пайки, как от чумы 177
Пайка и статическое электричество 177
Пресечение электростатического разряда в зародыше 178
Меры по борьбе со статическим электричеством 178
Отпаиваем и перепаиваем 179
Пружинный отсос в работе 180
Отсос с грушей 181
Полезные советы и рекомендации 181
Глава 9. Как подружиться с мультиметром 183
Основы измерений мультиметром 183
Помните: безопасность прежде всего 184
Что выбрать: цифровой или аналоговый мультиметр? 185
Мультиметр на ладони 187
Базовые свойства мультиметра 187
Входы мультиметра и их функции 189
Точность, разрешающая способность и чувствительность 190
Мультиметр и аксессуары 192
Максимальный предел 194
Автоматическая подстройка диапазона 194
Дополнительные полезные функции 196
Настройка мультиметра 197
Пять основных измерений, которые можно выполнить с помощью мультиметра 199
Измерение напряжения 199
Измерение тока 201
Измерение электропроводности проводников 202
Тестирование исправности переключателя 204
Тестирование предохранителей 207
Тесты резисторов, конденсаторов и других электронных компонентов 208
Ха! Похоже здесь все сгорело! 208
Тестирование резисторов 209
Тестирование потенциометров 210
Тестирование диодов 211
Тестирование конденсаторов 212
Тестирование транзисторов 213
Глава 10. Логический пробник и осциллограф 217
С логическим пробником в джунгли электроники 217
Звук, свет, занавес! 218
Слишком быстрые сигналы (даже для человека-молнии) 219
Познай свою схему 220
Приступая к работе с логическим пробником 221
Пожалуйста, соблюдаем стандартные меры безопасности 221
Подключение пробника к схеме 221
Когда индикаторы молчат 222
Приглядимся к осциллографу 223
Что же делает осциллограф? 224
Основные функции осциллографа 226
Что выбрать: настольный, ручной или компьютерный? 226
Полоса частот и разрешающая способность осциллографа 228
Вся подноготная осциллографа 229
Что значат все эти бегущие линии 230
Так когда же нужно использовать осциллограф? 232
Подготовка осциллографа к работе: тестируем — три, два, один! 233 Настройка и предварительное тестирование 233
Жива ли еще батарейка? 236
Препарация радио в целях изучения аудиосигналов 236
Тестирование частоты сигналов в схемах переменного тока 237
Часть V. Рог изобилия схем 241
Глава 11. Мои первые макетные платы 243
Взгляд на беспаечные макетные платы 243
Беспаечные макетные платы внутри и снаружи 244
Макетные платы: большие и не очень 246
Создание схемы с использованием макетной платы 247
Почему нужно использовать зачищенные провода? 248
Сборка схем на макетных платах 249
Аккуратность — в плюс 250
Шаг от беспаечных плат к стационарным 252
Моделирование на перфорированных макетных платах 254
Как стать круче в скручивании проводов 256
Глава 12. Делаем собственные печатные платы 259
Конструкция печатной платы 259
Как медь превращается в схему 261
Готово, заряжай: приступаем к изготовлению собственной платы 262
Выбираем подходящий лист меди 262
Режем и чистим 263
Фотографический метод изготовления печатных плат 264
Изготовление маски 265
Позитивная и негативная сенсибилизация 266
Зеркальное отражение печатной платы 267
Подготовка печатной платы к травлению 267
Да будет свет: экспозиция и проявка печатной платы 268
Изготовление печатных плат по методу переноса с пленки 269
Туда-сюда-обратно 270
Получение качественного отпечатка 270
Перенос топологии на слой меди 270
Работа ОТК 272
Выбор метода получения собственной топологии 273
Мои гравюры: вытравливаем печатные платы сами 273
Шаг первый: осмотр платы 274
Чистка платы. Внимание, пожалуйста! 274
С волнением о травлении 275
Приготовление травителя 276
Нам бы только что-то потравить... 277
Последние приготовления и сверление 278
Печатные платы от профессионалов — делаем заказы 280
Теперь вы конструктор печатных плат 280
Использование САПР для конструкторских работ 281
Что может Eagle Light 281
Приступаем к работе по проектированию печатной платы 282
Глава 13. Волнующий мир микроконтроллеров 289
Как работают микроконтроллеры? 289
Что находится внутри микроконтроллера? 290
Микроконтроллеры для радиолюбителей 292
Сколько стоит вон тот микроконтроллер? 293
Микроконтроллер — персональному компьютеру: "Пожалуйста, помоги!" 294
Микроконтроллеры, которые стоят особняком 295
Знакомство с микроконтроллером BASIC Stamp 296
Знакомство с семейством OOPic 299
Знакомимся с Basic Stamp 2 300
Этап 1: разработка схемы 300
Этап 2: программирование микроконтроллера 301
Этап 3: прошьем его! 303
Вносить изменения так легко 304
Добавление в схему переключателя 304
Куда идти дальше? 306
Глава 14. Создаем собственные электронные устройства 307
С места в карьер: что для этого нужно 307
Делаем классный, отпадный мигающий фонарик 308
Таймер 555 на ладони 309
Перечень элементов для мигающего фонарика 312
Играем с пьезоэлектриками 312
Пьезо- что?.. 313
Эксперименты с пьезоэлектричеством 313
Подбор компонентов для пьезоэлектрического барабана 315
Конструируем великолепный инфракрасный детектор, который "видит в темноте" 315
Выслеживая инфракрасный свет 315
Радиодетали, необходимые для сборки инфракрасного детектора 317
Шухер! Полиция! 317
Как работает сигнализация 317
Перечень элементов для сигнализации на основе таймеров 555 318
Как потеряться и снова найтись при помощи электронного компаса 318
Заглянем под крышку компаса 318
Перечень элементов для электронного компаса 320
Да будет звук, когда есть свет... 320
Как заставить будильник выполнять общественно-полезную работу 321
Перечень элементов для световой сигнализации 321
Маленький усилитель — серьезный звук 321
Устройство мини-усилителя 322
Перечень элементов для мини-усилителя 322
Удобный и компактный измеритель влажности 323
Как работает измеритель влажности 323
Перечень элементов для измерителя влажности 325
Классный генератор светомузыкальных эффектов 325
Подключение светодиодов 325
Перечень элементов для световой сигнализации 326
Глава 15. Настоящий робот в вашей семье 327
Роботы: взгляд под микроскопом 328
Перечень необходимых элементов для сборки Ровера 328
Детали для робота . 330
Знакомимся с роботом Ровером 330
Подготовка к конструированию робота 330
Сначала был шаблон 331
Подбираем необходимые материалы 331
Изучаем детали машин 332
Тело для робота 333
Резка и сверление пластин 333
Сборка и монтаж электродвигателей 334
Верхом на Ровере 336
Установка шарнирного колеса 337
Добавляем вторую палубу 338
Органы управления 339
Управление сэром роботом 341
Добавим роботу немного мозгов 341
Размышления о микроконтроллерах 341
Обычные моторы — прочь, радиоуправляемые сервомоторы — сюда 343
Внутри сервомотора 343
Закупаем сервомоторы 344
Доводка серводвигателей 344
Модификация радиоуправляемых серводвигателей 345
Установка серводвигателя на Ровера 349
Поставим робота на колеса 350
Как заставить робота чувствовать? 350
Соединение робота с макетной платой 352
Подключение цепей питания 353
Как научить робота думать 354
Как положить программу на место 355
Разбор полетов программистской мысли 355
Что делать дальше? 358
Часть VI. Великолепные десятки 359
Глава 16. Лучшая десятка профессиональных инструментов для работы
с электроникой 361
Импульсы здесь, импульсы там 362
Считаем мегагерцы 363
Источник питания с изменчивой внешностью 364
Формирование специальных сигналов 364
В поисках иных миров 365
Анализируй это 365
Трио профессионалов 366
Как найти скидки на полезные инструменты 366
Глава 17. 10 формул, которые должен знать каждый 369
Соотношения закона Ома 369
Расчеты сопротивления 371
Расчет сопротивления последовательных резисторов 372
Расчет сопротивления параллельных резисторов 372
Расчеты емкости 372
Расчет емкости параллельных конденсаторов 372
Расчет емкости последовательных конденсаторов 373
Расчет емкости трех и более последовательно соединенных конденсаторов 373
Расчет энергетических уравнений 373
Расчет постоянной времени RC-цепочки 373
Расчеты частоты и длины волны 374
Расчет частоты сигнала 375
Расчет длины волны сигнала 375
Приложение. Интернет-ресурсы 377
Калькуляторы для радиолюбителя 377
Учебники, литература и справочная информация 378
Радиоэлементы подешевле 379
Изготовление печатных плат 379
Конструирование роботов 380
Болтовня на форумах 380
Примеры готовых схем 381
Глоссарий 383
Предметный указатель 392