Книга является практическим введением в изучение начал радиоэлектроники с помощью компьютера и самостоятельного технического творчества. В популярной форме рассказывается о радиоэлектронике, поясняется смысл используемых понятий и явлений, приводятся занимательные эпизоды из истории изобретений и открытий. Основу практической части составляют описания простейших и в тоже время интересных и полезных самоделок из электронных наборов Мастер КИТ. Даются подробные советы по их сборке, наладке и применению в быту. Параллельно принципы действия рассматриваемых устройств раскрываются путем моделирования их схем на компьютере в простой программе игрового типа - Electronics Workbench.
Для широкого круга читателей, которые хотели бы подружиться с радиоэлектроникой, сев за компьютер и взяв в руки паяльник.
Содержание:
Предисловие 1
1. ЗАГЛЯНЕМ ВНУТРЬ 1
Путеводитель по электронным компонентам 1
1.1. Простейшие компоненты 2
1.2. Основные электронные компоненты 7
1.3. Дополнительные компоненты 15
1.4. Вспомогательные компоненты 23
2. МИР РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ 25
2.1. Электроника виртуальная и реальная 25
2.2. С чего начинается радио 33
3. ЭЛЕКТРОННЫЙ ДОМ 41
3.1. Незаменимые помощники 41
3.2. Охрана и сигнализация - не шутки 42
3.3. Раскрывая тайны 51
3.4. Погода в доме 55
3.5. Рукотворный праздник 61
Приложение 64
Список принятых сокращений 64
Ресурсы Интернет 64
Список литературы 65
Кардашев Генрих Арутюнович
"Радиоэлектроника - с компьютером и паяльником"
Массовая радиобиблиотека
Выпуск 1276
Предисловие
Видеть и делать новое - очень большое удовольствие.
Вольтер
Открыв обложку этой книги, мы приоткрываем дверь, ведущую в загадочную страну с певучим названием "Ра-ди-о", ощущая ритм ее сердца-столицы: "Э-лек-тро-ни-ка". Люди более ста лет назад открыли этой чудесный край, и теперь мы все время живем в нем, смотря "видак", общаясь через "сотовый" и без устали молотя по клавиатуре терпеливого ПК.
"Но что же находится внутри этих умных устройств? Как они устроены? Нельзя ли сделать что-либо такое же или еще лучше самому?" Хотелось бы во всем этом разобраться.
Народная мудрость гласит: "Клин клином вышибают". Следуя ей, будем для постижения тайн электроники использовать саму электронику, ее высшее достижение - Компьютер.
Издавна инженеры и ученые для изучения и разработки устройств использовали различные модели. Одной из таких моделей и является принципиальная электрическая схема. Вот если бы только она была говорящей да показывающей, что там происходит в этой "мешанине" резисторов, да транзисторов. Это было бы чудо, но оно стало возможным: теперь это "обыкновенное чудо". Чтобы его совершить, вовсе не надо быть волшебником, а надо иметь ПК и установить на него какую-либо простейшую схемотехническую программу, например, Electronics Workbench ("Электронная лаборатория"), называемую далее EWB .
Заранее не пугайтесь слова "моделирование" - оно носит характер обычной компьютерной игры, но только с электронными компонентами. Правила, по которым происходит эта игра и есть правила моделирования электронных устройств в виде виртуальных схем-моделей, набираемых на компьютере.
Сегодняшний радиолюбитель без компьютера, это как прежний - без паяльника. Нет, сомнений, что читатели обладают навыками работы на ПК в Windows и смогут работать с книгой не "всухую" или не "вслепую", а параллельно с набором рассматриваемых схем на компьютере.
Это в части теории, но ее надо обязательно подкрепить практикой. Поэтому периодически откладываем в сторонку компьютерную мышь и вооружаемся паяльником. Выбор объекта является произвольным, но он обязательно привязан к какому-либо реальному устройству. Наиболее удобными в этом плане представляются наборы Мастер КИТ , позволяющие все пощупать своими руками, создать что-то полезное "для дома, для семьи" или для души, а в паре с компьютерным моделированием - и для ума. Для более систематического изучения электроники и компьютерного моделирования можно обратиться к двум ранее вышедшим нашим книгам по аналоговым и цифровым устройствам или иным источникам.
В данной книге популярно рассказывается, как собрать простейшие и в то же время интересные электронные самоделки, отладить их работу, одновременно выясняя принцип действия. Несомненно, на предлагаемом пути могут встретиться трудности: не всегда виртуальные модели и реальные устройства будут работать "как часы". "Не ошибается только тот, кто ничего не делает", хотя это и есть основная ошибка: ничего не делать.
В связи с использованием графического интерфейса конкретной компьютерной программы и схем-вкладышей, прилагаемых к наборам, между ними может наблюдаться некоторый диссонанс в условно-графических обозначениях. Кроме того, наборы совершенствуются, и меняется их элементная база. Однако это не изменяет существа и требует лишь дополнительного внимания. "Тяжело в учении". Зато, когда устройства заработают, можно радостно воскликнуть победное: "Ура!". И вот еще дымится паяльник, но уже "подмигивают" светодиоды, играет музыка, невидимые лучи сторожат ваше жилище… Это, безусловно, здорово - создать что-то своими руками и не менее интересно что-то постигнуть своим умом и открыть (пусть даже лишь для себя) заново.
Книгой можно пользоваться вместе с товарищами, а также при организации работы любительских кружков. Мы будем рады оказать Вам необходимую консультационную помощь в случае возникновения вопросов в данной области.
Итак, у нас наготове два конструктора: виртуальный и реальный, неведомая сила влечет нас. Включаем компьютер и паяльник.
Смело, вперед!
1. ЗАГЛЯНЕМ ВНУТРЬ
Переход от принципиальной схемы к ее практической реализации не прост. Объясняется это столь большим разнообразием типов и их модификаций, что человек, не знакомый с их особенностями, зачастую может стать в тупик.
Жан-Франсуа Машу.
Путеводитель по электронным компонентам
Функционирование и характеристики любого электронного устройства заложены в его "внутренностях", главным образом в компонентах , из которых оно изготовлено, и схемотехнике , т. е. способе соединения компонентов. Конечно, окончательная работоспособность устройства зависит и от многих других факторов: конструктивных особенностей, вида и качества сборки, внешних условий, режимов эксплуатации и т. п. Однако это все вторичные факторы, а первичными являются компоненты - "внутренние органы" и схемотехника, своеобразная "электроанатомия" устройств, раскрывающая взаимосвязь этих "органов". На радиолюбительском жаргоне это, соответственно, "радиодетали" и "схемы".
Вначале мы разберем электронные устройства по "косточкам" - компонентам, пощупаем их. "Вскрытие покажет" - любят говорить врачи. Мы же посмотрим, как устроены детали, попробуем их на вкус, запах и цвет, вспомним, как они рождались. Позже научимся составлять из них "живые" электронные устройства: виртуальные и реальные.
В виртуальных устройствах, моделируемых на компьютере, используется специальный графический язык, на котором реальные компоненты замещены на их условно-графические обозначения (УГО), а устройство "работает-живет" на дисплее в виде некоторой схемной модели. Поэтому, наряду с описанием реальных компонентов, приводятся их изображения на схемах, как в российском ГОСТ, так и в европейском стандарте DIN, принятом в одном из вариантов установки программы EWB .
Основу классификации компонентов составляют их физические характеристики и функциональное назначение в электронных устройствах.
Все радиоэлектронные компоненты можно очень условно разделить на несколько групп.
Простейшими являются батареи, резисторы, конденсаторы, индуктивные катушки и трансформаторы.
К основным компонентам относятся электровакуумные, полупроводниковые и оптоэлектронные приборы. Среди них главенствующее положение занимают интегрированные устройства: микросхемы, микропроцессоры, микроконтроллеры и различные приборы программируемой логики.
Дополнительными компонентами являются электромеханические и электроакустические системы, а также антенно-фидерные устройства.
Существует также и группа различных вспомогательных компонентов, к которым относятся соединительные провода, разъемы и т. п.