Обучение в ходе экспериментов . В книге "Электроника для начинающих" был представлен мир электроники и изложены его основные понятия. Теперь вы готовы перейти к следующему этапу - разработке схем, генерированию случайных чисел, аналого-цифровому преобразованию и многому другому. Данное руководство содержит многочисленные иллюстрации рассматриваемых проектов, а также списки деталей для каждого проекта, чтобы облегчить задачу их приобретения. Электроника - это намного больше, чем просто резисторы, конденсаторы, транзисторы и диоды. Существует большое множество проектов, которые можно создать, используя компараторы, операционные усилители и датчики. И не забывайте о мыслительных способностях логических микросхем! Эта книга является продолжением книги "Электроника для начинающих" и предлагает 36 новых пошаговых экспериментов, которые научат вас добавлять вычислительные способности в электронные проекты. Книга послужит путеводителем в дебрях электронных компонентов: операционных усилителей, компараторов, счетчиков, шифраторов, дешифраторов, мультиплексоров, сдвиговых регистров, таймеров, полосовых индикаторов, массивов пар Дарлингтона, фототранзисторов и еще с полдюжины других типов датчиков. Прочитав книгу, вы научитесь: - Бросать "электронные веточки тысячелистника" в древней системе предсказаний И Цзинь с помощью дешифратора и двоичного счетчика. - Создавать тестер телепатии, используя логические элементы И-НЕ, ИЛИ-НЕ и Исключающее ИЛИ-НЕ. - Собирать на макетной плате устройство, "протестующее против крика", используя операционные усилители и сглаживающие конденсаторы. - Собирать на микросхемах таймера, счетчика и мультиплексора схему для генерирования случайных чисел для использования в игре "Горячий слот". - Радикально усовершенствовать игру "Крестики-нолики", используя герконы и магниты. - Использовать вращающийся кодер или термистор для генерирования случайных чисел. Об авторе: Первым проектом Чарльза Платта был телефонный автоответчик, который он сделал в возрасте 15 лет. Впоследствии он был писателем-фантастом, преподавал компьютерную графику и работал ведущим автором в журнале Wired, но всю жизнь сохранял свою любовь к электронике - главному хобби своей жизни. В настоящее время Чарльз работает редактором в журнале MAKE и занимается разработкой новых образцов медицинского оборудования. Его книга "Электроника для начинающих" (Make: Electronics) стала мировым бестселлером.

ОБ АВТОРЕ
БЛАГОДАРНОСТИ
ПРЕДИСЛОВИЕ
Что вам понадобится?
Первоначальные знания
Инструменты
Компоненты
Спецификации компонентов
Как работать с этой книгой?
Принципиальные схемы
Размеры
Математика
Организация книги
Если что-то не работает
Связь между автором и читателями
Информативная обратная связь от меня к вам
Информативная обратная связь от вас ко мне
Запрос моей помощи
Прежде, чем отправлять сообщение
Что дальше?
Цифровая библиотека Safari Books Online
ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА
Источник питания
Стабилизирование напряжения
Макетные платы
Монтаж проводки
Захваты: мини-клипсы и 'крокодилы'
Хранение компонентов
Проверка номиналов
ЭКСПЕРИМЕНТ 1. СОПРОТИВЛЕНИЕ КЛЕЯ
Усилитель на основе клея
Что здесь происходит?
ЭКСПЕРИМЕНТ 2. ВЫПОЛНЯЕМ ВЫЧИСЛЕНИЯ
Требования
Токи транзисторов
Сокращения и спецификации
А как насчет напряжения?
Ответы на вопрос про делители напряжения
ЭКСПЕРИМЕНТ 3. ОТ СВЕТА К ЗВУКУ
Звук, вызываемый светом
ЭКСПЕРИМЕНТ 4. СВЕТ, НАПРЯЖЕНИЕ И ЧАСТОТА
Использование фототранзисторов
ЭКСПЕРИМЕНТ 5. ЭЙ, УХНЕМ!
ЭКСПЕРИМЕНТ 6. ЛЕГКО ВКЛЮЧИЛИ, ЛЕГКО
ВЫКЛЮЧИЛИ
Компаратор в действии
Обратная связь
Гистерезис
Символ компаратора
Выход компаратора
Внутреннее устройство микросхемы компаратора
Перерисовываем схему
Компаратор или микроконтроллер?
ЭКСПЕРИМЕНТ 7. ДАЕШЬ ХРОНОФОТОННЫЙ
КОНТРОЛЛЕР!
Базовая схема
Следующий шаг
Тестирование схемы
Устройство реле
Конденсатор связи
Вскрываем часы
Смотрим, что внутри
Напряжение питания часов
Что заставляет звучать зуммер?
Использование звукового сигнала
Подсоединение часов
Как все это должно работать?
Тестирование хронофотонного контроллера
Подключение светильника к реле
Что дальше?
ЭКСПЕРИМЕНТ 8. ПУТЕШЕСТВИЕ В СТРАНУ ЗВУКА
Усиливаемся
Представляем электретный микрофон
Вы меня слышите?
Звуковые гребни и долины
ЭКСПЕРИМЕНТ 9. ОТ МИЛЛИВОЛЬТ К ВОЛЬТАМ
Поставим постоянному току преграду
Представляем операционный усилитель
В чем разница?
Идеальная пара
Измерение выходного напряжения
ЭКСПЕРИМЕНТ 10. ОТ ЗВУКА К СВЕТУ
Комбинация светодиода с транзистором
ЭКСПЕРИМЕНТ 11. НЕОБХОДИМОСТЬ
ОТРИЦАТЕЛЬНОСТИ
Игры измерений
Усиление постоянного тока
Усилитель: вход и выход
Валерьянка для электроники
Усиление
Выход за пределы
Без усилий нет усиления!
Этап 1. Выходные напряжения
Этап 2. Входные напряжения
Этап 3. Создаем график
Этап 4. Усиление
Результат правильный?
Устраняем погрешность
Базовые схемы с операционным усилителем
Базовые схемы без двухполярного источника
питания
ЭКСПЕРИМЕНТ 12. РАБОТАЮЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ
Представляем микросхему LM386
Схема усилителя
Диагностика проблем с усилителем
ЭКСПЕРИМЕНТ 13. НЕ КРИЧАТЬ!
Шаг за шагом
Выявление крика
Будет ли это работать на самом деле?
Продолжаем разработку
Проблемы с питанием
Провал?
И напоследок
ЭКСПЕРИМЕНТ 14. УДОВЛЕТВОРЕННЫЙ ПРОТЕСТ
Самое главное - правильно рассчитать время
Краткое описание доработки
Проверка криком
Можно ли это сделать на микроконтроллере?
Что дальше?
ЭКСПЕРИМЕНТ 15. ЭТО ВСЕ ТАК ЛОГИЧНО!
Проверка на телепатию
Организация эксперимента
Логика ЭСВ
Сборка схемы ЭСВ-эксперимента
Улучшение схемы тестера телепатии
ЭКСПЕРИМЕНТ 16. УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ
ТЕСТЕР ТЕЛЕПАТИИ
Готовы?
Не жульничать!
Индикация неудачи
Конфликты
Распутывание
Преобразование схемы в логическую диаграмму
Оптимизация логики
Сборка упрощенной схемы
Некоторые полезные подробности
Отличие цифровых компонентов от аналоговых
Дополнительное улучшение схемы тестера
телепатии
Не так уж и просто?
Можно ли было использовать микроконтроллер?
ЭКСПЕРИМЕНТ 17. КАКОВЫ НАШИ ШАНСЫ?
Логика игры
Кто выиграл?
Кто жульничает?
ЭКСПЕРИМЕНТ 18. ВРЕМЯ ПЕРЕКЛЮЧАТЬСЯ
Вернемся к игре "Камень, ножницы, бумага"
Индикация нажатой кнопки
Защита от жульничества
Побеждает дружба
Сборка схемы
Добавление системы предотвращения
жульничества
Заключение
ЭКСПЕРИМЕНТ 19. ДЕКОДИРОВАНИЕ ТЕЛЕПАТИИ
Тестирование дешифратора
Повторение двоичной математики
Сборка схемы на макетной плате
Цоколевки дешифраторов
ЭКСПЕРИМЕНТ 20. ИГРА 'КАМЕНЬ, НОЖНИЦЫ,
БУМАГА' НА ДЕШИФРАТОРАХ
Логика игры на дешифраторах
Критерии игры
Недоступное ИЛИ
Спасительное ИЛИ-НЕ
Сборка упрощенной схемы на макетной плате
Расшифровка дешифрации
ЭКСПЕРИМЕНТ 21. 'ГОРЯЧИЙ' СЛОТ
Мультиплексируем
Переходы и перемещения
Цоколевка мультиплексоров
Приложения с использованием мультиплексора
Аналоговые и цифровые мультиплексоры
Разработка игры
Выбор слота
Разработка схемы
Конструкция слотов
Проверка работы игры
Как определяется победитель?
Выигрыш
Разберемся с шансами
'Горячий слот' на микроконтроллере
ЭКСПЕРИМЕНТ 22. СЛЫШИМАЯ ЛОГИКА
Логическое аудио
Слушаем Исключающее ИЛИ
Все смешалось
ЭКСПЕРИМЕНТ 23. ГОЛОВОЛОМКИ
Передвигаемые фишки
Логическая решетка
Применение логических элементов
Переключаемая игра Овидия
Ответ на оконную головоломку
ЭКСПЕРИМЕНТ 24. СЛОЖЕНИЕ
Пять правил двоичного сложения
От битов к состояниям
Сумматор своими руками
Сложение на макетной плате
ЭКСПЕРИМЕНТ 25. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ
СУММАТОРА
Возвращение дешифратора
Ввод десятичных значений с помощью
двухрядных DIP-переключателей
Представляем шифратор
Другие особенности шифратора
Можно ли собрать сумматор на переключателях?
Составляем таблицу состояний
Организация переключателей
ЭКСПЕРИМЕНТ 26. БЕГ ПО КРУГУ
Как работает кольцевой счетчик?
Раздражающий порядок выводов
Игра на счетчике
Необходимые пояснения
Особенности настройки игры
Тестирование реакции на микроконтроллере
ЭКСПЕРИМЕНТ 27. СДВИГ БИТОВ
Не дребезжать!
Необходимые уточнения
Схема для демонстрации битового сдвига
Цоколевка микросхемы сдвигового регистра
Современные применения
ЭКСПЕРИМЕНТ 28. 'ВЕЩИЙ ЦЗИН'
Гексаграммы
Дисплей
Путь тысячелистника
Числа
Выбор случайных чисел
Как все это работает?
Некоторые мелочи .
Линейные индикаторы или отдельные
светодиоды?
Сборка схемы проекта 'Вещий Цзин'
Монтаж и тестирование
Запускаем игру 'Вещий Цзин'
Установка схемы в корпус
ЭКСПЕРИМЕНТ 29. ПРОСТЕЙШИЙ ДАТЧИК: ГЕРКОН
Маленький магнитный выключатель
Исследуем геркон
Принцип работы геркона
Датчик уровня жидкости
Датчик уровня горючего
Герконы вместо обычных выключателей
Применение герконов
Типы магнитов и их поставщики
Формы магнитов
ЭКСПЕРИМЕНТ 30. ДАТЧИКИ ХОЛЛА
Исследуем датчик Холла
Применение датчиков Холла
Типы датчиков Холла
Датчики Холла и цифровая логика
Сгибание трубок
Электроника игры качения шариков
ЭКСПЕРИМЕНТ 31. ЭЛЕКТРОННАЯ ОПТИКА
Активные светочувствительные датчики
Рабочие характеристики оптических датчиков
Исследуем инфракрасный датчик
Тестирование инфракрасного светодиода
Тестирование фототранзистора
Тестирование логики
Расширение возможностей схемы
Доработка игры 'Горячий слот'
Проверка концепции
Схема подключения датчиков
Сборка схемы на макетной плате
Корпус для датчиков
ЭКСПЕРИМЕНТ 32. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ИГРЫ
ОВИДИЯ
Логика постановки задачи
Обратно к переключателям
Магнитные вопросы
ЭКСПЕРИМЕНТ 33. ПОЛЬЗА ВРАЩЕНИЯ
Энкодер: принцип работы
Какой энкодер нам нужен?
Пакет импульсов
Что там внутри?
Применение энкодеров
Случайности возможны
Вращающийся 'Приниматель решений'
Вращающийся 'Увиливатель'
"Идеальная" случайность
ЭКСПЕРИМЕНТ 34. СЛУЧАЙНОСТЬ И ДАТЧИКИ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Управление таймером с помощью другого таймера
Термистор
Факторы случайности
Автоматизация схемы произвольного выбора
Настройка частоты таймера
Как повысить степень случайности значений
сопротивления термистора?
Датчик влажности
Регулирование влажности
Акселерометр
Датчик прикосновения
Эмпирические проблемы
Насколько случайна случайность?
ЭКСПЕРИМЕНТ 35. СРЛОС
Знакомимся с СРЛОС
Сдвиг битов крупным планом
Проблема с нулями
Обеспечение неповторяемости
Проведение исследования
Единицы и нули
Проблема весовых коэффициентов
Пропускаем 254-е значение
Делимся входом сигнала тактирования
Возможны ли другие варианты?
Затравка
Мигающие светодиоды
Селектор слота
Вариант кольцевого счетчика
Произвольные тоны
Ввод для игры "Вещий Цзин"
ЭКСПЕРИМЕНТ 36. ВАРИАНТ ТЕСТЕРА
ЭКСТРАСЕНСОРНЫХ СПОСОБНОСТЕЙ ДЛЯ ОДНОГО
УЧАСТНИКА
Первая часть проекта
Вторая часть проекта
Логика ввода
Сигнал готовности
Затравка случайным числом
Еще два элемента Исключающее ИЛИ
Самое главное - действовать вовремя
Подсчет угадываний
Схема в сборе
Проверка работы тестера
Насколько маловероятными являются ЭСВ?
Могущество треугольника
Вероятности Джона Уолкера
БИБЛИОГРАФИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ. ПРИОБРЕТАЕМЫЕ КОМПОНЕНТЫ
Наборы компонентов
Источники
Базовые компоненты
Резисторы
Конденсаторы
Светодиоды
Основные сведения о семействах микросхем
Транзисторы
Переключатели
Источники питания, макетные платы и монтажные
провода
Минимальный список покупок. Эксперименты с 1
по 14
Минимальный список покупок. Эксперименты с 15
по 25
Минимальный список покупок. Эксперименты с 26
по 36
Оптимальный список покупок. Эксперименты с 1
по 14
Оптимальный список покупок. Эксперименты с 15
по 25
Оптимальный список покупок. Эксперименты с 26
по 36
Максимальный список покупок. Эксперименты с 1
по 14
Максимальный список покупок. Эксперименты с 15
по 25
Максимальный список покупок. Эксперименты с 26
по 36
Выборочный список покупок
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ