Elektronika pro malé i velké. Od drátu k obvodu. Oyvind Nydal Dahl

Obsah

• Předmluva (XVII)
• Poděkování (xix)

Úvod (xi)

• O knize (XXII)
  • Kdo by si měl přečíst tuto knihu? (xxii)
  • Jak číst tuto knihu? (xxii)
  • Co najdu v této knize? (xxiii)
• Vaše elektronická laboratoř (xv)
  • Užitečný spotřební materiál (xxv)
  • Bezpečnost je na prvním místě! (xxvii)

ČÁST I. HRA S ELEKTRINOU

1. Co je to elektřina? (3)

• Projekt 1. Zapněte světlo! (4)
  • Nákupní seznam (4)
  • Krok 1. Podívejte se na žárovku (4)
  • Krok 2. Připojte žárovku k baterii (5)
• Proč proud proudí, aby žárovka svítila? (5)
  • Co je to elektron? (6)
  • Napětí způsobuje pohyb elektronů (6)
  • Intenzita protékajícího proudu (7)
  • Elektrický odpor snižuje intenzitu proudu (7)
  • Proč žárovka svítí? (8)
• Proč je elektrický obvod podobný hydraulickému systému? (9)
• Přepínač (10)
• Projekt 2. Poplach proti vloupání (11)
  • Nákupní seznam (12)
  • Nástroje (13)
  • Krok 1. Vydává bzučák zvuk? (13)
  • Krok 2. Připravte hliník (14)
  • Krok 3. Připevněte fólii ke dveřím (15)
  • Krok 4. Připravte kabel pro aktivaci alarmu (15)
  • Krok 5. Připojte bzučák k aktivačnímu vodiči (16)
  • Krok 6. Nainstalujte bzučák a aktivační vodič alarmu (16)
  • Krok 7. Přidejte zdroj energie (17)
  • Krok 8. Zkontrolujte funkčnost alarmu (17)
  • Krok 9. Co když poplašný poplach nefunguje? (17)
• Co bude dál? (18)

2. Uvedení objektů do pohybu pomocí elektřiny a magnetů (19)

• Jak funguje magnet? (dvacet)
  • • Podívejte se na to: Najděte předměty vyrobené z magnetických materiálů (21)
• Elektromagnet (22)
• Projekt 3. Vytvořte si vlastní elektromagnet (23)
  • Nákupní seznam (24)
  • Nástroje (25)
  • Krok 1. Podívejte se na šroub (25)
  • Krok 2. Odizolujte izolaci z jednoho konce drátu (26)
  • Krok 3. Naviňte drát (27)
  • Krok 4. Připojte záporný pól baterie k cívce (28)
  • Krok 5. Připojte spínač (28)
  • Krok 6. Zkontrolujte funkčnost svého solenoidu! (třicet)
  • Krok 7. Co když solenoid nefunguje? (31)
• Motor (31)
• Projekt 4. Sestavte si svůj vlastní motor (32)
  • Nákupní seznam (34)
  • Nástroje (35)
  • Krok 1. Vyrobený rotor (35)
  • Krok 2. Vytvořte nosnou konstrukci motoru (36)
  • Krok 3. Nainstalujte magnety (37)
  • Krok 4. Znovu izolujte část cívky (38)
  • Krok 5. Nastartujte motor (39)
  • Krok 6. Co když motor neběží? (40)
• Co bude dál? (41)

3. Výroba elektrického proudu (43)

• Výroba elektřiny pomocí magnetů (44)
  • Střídavé magnetické pole generuje elektřinu (44)
  • Jak funguje generátor? (45)
    • Výroba elektřiny pomocí vody a větru (46)
• Multimetr (47)
  • Jak měřit napětí? (47)
  • Jak se střídavý proud liší od stejnosměrného proudu? (48)
• Projekt 5. Generátor rázů (49)
  • Nákupní seznam (50)
  • Nástroje (50)
  • Krok 1. Připravte zkumavku (51)
  • Krok 2. Naviňte cívku (52)
  • Krok 3. Připojte multimetr (52)
  • Krok 4. Protřepejte generátor! (53)
  • Krok 5. Co když měřič neukazuje žádné napětí? (54)
    • Podívejte se na to: Motor jako generátor energie (55)
• Jak fungují baterie? (55)
  • Co je uvnitř baterie? (55)
  • Chemie uvnitř baterií (56)
  • Co určuje napětí proudu dodávaného baterií? (57)
• Projekt 6. Síla citronu generovat světlo (58)
  • LED (58)
  • Nákupní seznam (59)
  • Nástroje (60)
  • Krok 1. Připravte kabely (60)
  • Krok 2. Vložte elektrody do citronu (61)
  • Krok 3. Vytvořte další tři odkazy (62)
  • Krok 4. Připojte citrony do série (62)
  • Krok 5. Zkontrolujte funkčnost baterie (64)
    • Podívejte se na to: Ostatní potravinové baterie (65)
  • Krok 6. Co když nesvítí světlo? (65)
• Co bude dál? (66)

ČÁST II. VYTVOŘTE OBVODY

4. Generování světla pomocí LED (69)

• Rezistor (70)
  • Čárový kód rezistoru (70)
    • Psaní velkých hodnot 72
  • Z čeho jsou vyrobeny odpory? (72)
  • Rezistory ovlivňují napětí a proud (73)
• Zavedení Ohmova zákona (73)
• Projekt 7. Zničme LED diodu! (74)
  • Nákupní seznam (75)
  • Krok 1. Určete konektory LED (75)
  • Krok 2. Vypálte tuto LED! (76)
  • Krok 3. Co když se nic nestalo? (76)
• Jak správně používat diody LED (76)
  • • Zápis malých hodnot 77
  • Ochrana LED rezistorem (77)
  • Výpočet požadovaného odporu (78)
• Projekt 8. Kontrolka LED napájení (78)
  • Nákupní seznam (79)
  • Krok 1. Zašroubujte konektor odporu a LED (79)
  • Krok 2. Připojte kabely spony baterie (80)
  • Krok 3. Budiž světlo! (80)
  • Krok 4. Co když LED dioda nefunguje? (81)
• Propojení obvodů na desce prototypu (81)
  • Spojovací prvky a kabely (81)
  • Kabely používané pro práci s deskou prototypu (83)
• Projekt 9. Váš první okruh vyrobený na prototypové desce (84)
  • Nákupní seznam (84)
  • Krok 1. Nainstalujte rezistor (85)
  • Krok 2. Nainstalujte LED (86)
  • Krok 3. Namontujte sponu baterie (86)
  • Krok 4. Co když LED dioda nefunguje? (87)
• Co bude dál? (87)

5. Generování blikajícího světla (89)

• Kondenzátor (90)
  • Jak funguje kondenzátor? (90)
  • Polarizované a nepolarizované kondenzátory (91)
  • Kapacita kondenzátorů (92)
• Projekt 10. Testování kondenzátoru (92)
  • Nákupní seznam (93)
  • Krok 1. Obvod LED (94)
  • Krok 2. Přidejte kondenzátor (94)
  • Krok 3. Nabijte kondenzátor (95)
  • Krok 4. Zapněte LED pomocí kondenzátoru (95)
  • Krok 5. Co když obvod nefunguje? (95)
• Popis obvodů se symboly (95)
• Relé (97)
  • Blikající světlo pomocí relé (99)
  • Pomalý záblesk (100)
• Projekt 11. Blikající světlo (101)
  • Nákupní seznam (102)
  • Krok 1. Identifikace konektorových relé (103)
  • Krok 2. Zajistěte rychlý chod relé (104)
  • Krok 3. Zajistěte, aby relé zůstalo delší dobu (105)
  • Krok 4. Nechte relé déle vypnuté (106)
  • Krok 5. Přidejte LED a rezistor (106)
  • Krok 6. Co když LED dioda nebliká? (108)
    • Podívejte se na to: Vytvořte vylepšenou verzi poplašného zařízení proti vloupání (108)
• Co bude dál? (109)

6. Začněte pájet! (111)

• Pájení (112)
  • Pravidla pro bezpečné pájení připojení (113)
  • Páječka na předehřátí (114)
  • Čistý pájecí hrot (115)
  • Pocínujte hrot páječky (115)
  • Předehřejte pájecí drát a podložku (115)
  • Přidat pájku (116)
  • Vezměte páječku (116)
  • Dejte si pozor na nesprávně provedené připojení (117)
• Projekt 12. Vytvořte pájecí verzi svého prvního obvodu LED (118)
  • Nákupní seznam (118)
  • Nástroje (119)
  • Krok 1. Umístěte komponenty na desku (120)
  • Krok 2. Ohněte konektory na součástech (120)
    • Jak číst ilustrace obvodových desek? (121)
  • Krok 3. Předehřejte a vyčistěte páječku (122)
  • Krok 4. Pájejte rezistor a LED (122)
  • Krok 5. Zkraťte konektory komponent (122)
  • Krok 6. Pájejte sponu baterie (123)
  • Krok 7. Budiž světlo! (124)
  • Krok 8. Co když nepájená verze obvodu LED nefunguje? (124)
• Ach můj! Jak mohu rozebrat pájenou součástku? (125)
• Provedení 13. Odpájecí svorka baterie (126)
  • Nákupní seznam (126)
  • Nástroje (126)
  • Krok 1. Tepelná páječka (127)
  • Krok 2. Umístěte knot na pájku (127)
  • Krok 3. Tepelný pájecí spoj a knot (128)
  • Krok 4. Odřízněte použitou část knotu (128)
  • Krok 5. Odpojte druhý kabel spony baterie (129)
    • Podívejte se na to: Vytvořte další pájené připojení! (129)
• Co bude dál? (130)

7. Řízení elektřiny (131)

• Tranzistor (132)
  • K čemu je tranzistor užitečný? (133)
  • Jak funguje tranzistor? (134)
  • Řízení LED s tranzistorem (135)
• Projekt 14. Vytvořte obvod pro snímání dotyku (136)
  • Nákupní seznam (138)
  • Nástroje (139)
  • Krok 1. Umístěte komponenty na univerzální desku (140)
  • Krok 2. Zkontrolujte umístění komponent (140)
  • Krok 3. Pájejte součásti a odstřihněte zbytečné fragmenty jejich konektorů (140)
  • Krok 4. Vytvořte pole citlivé na dotek (141)
  • Krok 5. Připojte obvod k baterii! (142)
  • Krok 6. Zkontrolujte činnost snímače (142)
  • Krok 7. Co když dotykový senzor nefunguje? (142)
    • Podívejte se na to: Dokáže senzor rozlišit různé typy dotyků? (144)
• Variabilní rezistory (144)
  • Potenciometr (145)
  • Fotorezistor (145)
• Rozdělení napětí pomocí rezistorů (146)
  • Jak vypadá dělič napětí? (146)
  • Výpočet výstupního napětí děliče napětí 147
  • Jak může být dělič napětí užitečný pro měření intenzity světla? (148)
• Projekt 15. Postavte budík východu slunce (148)
  • Nákupní seznam (150)
  • Nástroje (151)
  • Krok 1. Nainstalujte komponenty na prkénko (152)
  • Krok 2. Pájejte komponenty a zkraťte konektory (152)
  • Krok 3. Připojte bzučák (153)
  • Krok 4. Vytvořte zbytek spojení s dráty (154)
  • Krok 5. Připevněte sponu baterie (155)
  • Krok 6. Konfigurace budíku (155)
  • Krok 7. Co když neslyším žádný alarm? (156)
    • Podívejte se na to: Ventilátor s ovládáním snímání teploty (157)
• Co bude dál? (159)

8. Postavte si hudební nástroj (161)

• Integrovaný obvod (162)
• Integrované obvody a jejich dokumentace (162)
• Výroba elektřiny a zvuku (163)
• Zvuky slyšené lidmi (164)
• Časovač 555 (164)
  • Čipový napájecí zdroj (164)
  • Jak určit frekvenci výstupního signálu časovače 555 (166)
• Projekt 16. Vydejte zvuk pomocí časovače 555 (167)
  • Nákupní seznam (169)
  • Krok 1. Nainstalujte časovač 555 na desku prototypu (170)
  • Krok 2. Určete frekvenci (171)
  • Krok 3. Připojte reproduktor a vazební kondenzátor (171)
  • Krok 4. Připojte napájení a resetujte signál (173)
  • Krok 5. Čas vydat zvuk! (173)
  • Krok 6. Co když není slyšet žádný zvuk? (174)
    • Kontrola týmového připojení 174
• Přeměna otravného bzučení na hudbu (175)
• Projekt 17. Nástroj, který produkuje různé zvuky (175)
  • Nákupní seznam (177)
  • Krok 1. Připojte hodiny 555 a kondenzátory (178)
  • Krok 2. Připojte propojovací vodiče (179)
  • Krok 3. Nainstalujte potenciometr a rezistor (179)
  • Krok 4. Nainstalujte spínač (180)
  • Krok 5. Připojte reproduktor (181)
  • Krok 6. Spusťte přístroj (182)
  • Krok 7. Co když přístroj nefunguje? (183)
    • Koukni na to: Vyrobte si pohybový nástroj (183)
• Co bude dál? (184)

ČÁST III. DIGITÁLNÍ SVĚT

9. Jak obvody zpracovávají nuly a jedničky? (187)

• Jednotky a nuly jako napětí (188)
• Binární systém 188
• Projekt 18 Převod čísel z binárního na desítkové číslo 190
  • Nástroje (190)
  • Krok 1. Napište číslo na kousek papíru (190)
  • Krok 2. Zaznamenejte hodnoty položek (191)
  • Krok 3. Určete hodnotu každé číslice (191)
  • Krok 4. Přidejte čísla (192)
    • Podívejte se na to: Transformujte další binární čísla 192
• Bity a bajty (193)
• Čísla mohou cokoli popsat 193
• Projekt 19. Hra o hádání barev (194)
  • RGB LED (195)
  • Nákupní seznam (196)
  • Krok 1. Nainstalujte tlačítka pro výběr barev (197)
  • Krok 2. Připojte RGB LED (198)
  • Krok 3. Nainstalujte aktivační tlačítko barevného displeje (198)
  • Krok 4. Zkontrolujte mechanismus barevného displeje (199)
  • Krok 5. Co když hra nefunguje? (200)
    • Podívejte se na to: Vytvořte pájenou verzi hry pro hádání barev (200)
• Jak mohou binární čísla tvořit slova? (201)
• Projekt 20. Stroj na přenos šifrovaných zpráv (202)
• Přepínač DIP (204)
  • Nákupní seznam (204)
  • Krok 1. Připojte tlačítkový spínač (205)
  • Krok 2. Připojte DIP přepínač (206)
  • Krok 3. Připojte LED diody (207)
  • Krok 4. Odešlete zašifrovanou zprávu! (209)
  • Krok 5. Co když projekt nefunguje? (210)
    • Proč počítače zpracovávají nuly a jedničky? (211)
• Co bude dál? (212)

10. Obvody, které rozhodují (213)

• Je to jen logika (214)
• Logické brány (215)
  • Brána AND hledá dvě pravdy (216)
  • NEBO Brána hledá jednu pravdu 216
  • Brána NOT invertuje vstupní signál (217)
  • Větší AND Gate 217
• Jak prezentovat logický obvod ve schématu? (218)
  • Logická rovnice pro tajný kód 218
  • Převod logické rovnice na obvodové schéma
    • Podívejte se na to: Převádějte více logických vět na obvody
• Využití logických bran v praxi
  • • Více o proudu, součástkách a tranzistorech (222)
• Projekt 21. Ověřovatel tajného kódu (223)
  • Nákupní seznam (224)
  • Nástroje (226)
  • Jak napájet desku s jiným napětím? (226)
    • Zvýšení stability obvodu 227
  • Krok 1. Nainstalujte spínače a rezistory (228)
  • Krok 2. Shromážděte čipy (228)
  • Krok 3. Nainstalujte tranzistor a LED (229)
  • Krok 4. Připojte logický obvod (230)
  • Krok 5. Připojte vodiče k tranzistoru (233)
    • Ochrana součástí (234)
  • Krok 6. Připojte napájení a zkontrolujte činnost ověřovatele tajného kódu (234)
  • Krok 7. Co když se LED nerozsvítí? (235)
    • Podívejte se na to: Vypněte poplach proti vloupání (236)
• Negativní logická hradla 237
  • NAND Gate kontroluje jednu nepravdu (237)
  • Brána NOR hledá na obou vstupech hodnotu false (237)
• Co bude dál? (238)

11. Obvody, které ukládají data (239)

• Zápis jednoho bitu 240
• Lepší paměťový čip (241)
• Paměť, jejíž obsah se mění pouze v určitém okamžiku (241)
• Výstup klopného obvodu může zapínat a vypínat různé komponenty (244)
• Projekt 22. Elektronická hrací mince (245)
  • Nákupní seznam (247)
  • Krok 1. Připojte obvod oscilátoru (249)
  • Krok 2. Připojte spouštěcí tlačítko (249)
  • Krok 3. Vytvořte obvod, který zapíná a vypíná LED diody (251)
  • Krok 4. Nainstalujte LED diody hlavy a orla (252)
  • Krok 5. Odhoďte tuto „minci“ (253)
  • Krok 6. Co když elektronická mince nefunguje? (254)
• Co bude dál? (255)

12. Postavme hru! (257)

• Reflexní testovací hra (259)
  • Symboly napájecího napětí a uzemnění (259)
    • Proč je napájecí napětí označeno symbolem UCC? (260)
  • Časovač 555, který určuje rychlost pohybu světla (260)
  • Počitadlo, které rozsvítí LED diody (262)
  • Klopný obvod, který aktivuje a zastaví pohyb světla (263)
• Projekt 23. Reflexní testovací hra (265)
  • Nákupní seznam (267)
  • Nástroje (268)
  • Krok 1. Vytvořte obvod časovače 555 (269)
  • Krok 2. Sestavte ovládací obvod LED (271)
  • Krok 3. Připojte obvod spuštění a zastavení hry (274)
  • Krok 4. Procvičte si své reflexy! (276)
  • Krok 5. Co když hra nefunguje? (276)
    • Podívejte se na to: Změňte rychlost pohybu světla 278
• Přidejte do her bzučák (279)
• Co bude dál? Začněte pracovat na dalších zajímavých projektech! (280)

Užitečné zdroje 281

• Podvodný list, který vám pomůže přečíst hodnoty položek
  • Čárový kód rezistoru (282)
  • Značení kondenzátorů (283)
• Standardní předpony 284
• Stručná rekapitulace Ohmova zákona 285
• Obvod základního děliče napětí (285)
• Internetové obchody s elektronickými součástkami (286)
• Internetové služby (287)

Rejstřík (289)