Практическая электроника: иллюстрированное руководство для радиолюбителей: [пер. с англ.]

Все названия программных продуктов являются зарегистрированными торговыми марка­ ми соответствующих фирм. Никакая часть настоящего издания ни в каких целях не может быть воспроизведена в ка­ кой бы то ни бьшо форме и какими бы то ни было средствами. будь то электронные или меха­ нические. включая фотокопирование и запись на магнитный носитель, если на это нет пись­ менного разрешения издательства McGraw-Hill. Authorized Russian translation of the English edltlon of Hacking e/ectronics: Ап Пlustrated DIY Guide Jor Makers and Hobbyists (ISBN 978-0-07-180236-9) © 2013 Ьу Тhе McGraw-Hill Companies Тhis translation is published and sold Ьу permission ofMcGraw-Hill, wblch owns or controls а11 rights to publish and sell the same. А11 rights reserved. No part of tbls book may Ье reproduced or transmitted in any form or Ьу any means. electronic or mechanical, including photocopying, recording, or Ьу any information storage or retrieval system, without the prior written permission of the copyright owner and the Publisher. Введение Необходимое оборудование Структура книги Глава 1. В самом начале Приобретение оборудования Покупка компонентов Поставщики электроники Начальный набор Зачистка провода Необходимое оборудование Скручивание проводов Необходимое оборудование Пайка проводов Техника безопасности Необходимое оборудование Облуживание проводов Пайка Проверка соединения Необходимое оборудование Отвод дыма компьютерным вентилятором Необходимое оборудование Построение цепи Резюме Глава 2. Теория и практика Начальный набор компонентов Необходимое оборудование Визуальное определение электронных компонентов Резисторы Конденсаторы Диоды Светодиоды Транзисторы Интегральные микросхемы Другие компоненты Компоненты для поверхностного монтажа (SMD-компоненты) Электрический ток, сопротивление и напряжение Электрический ток Сопротивление Напряжение Закон Ома Мощность электрического тока Обозначения на электрических схемах Первое соглашение схемотехники. Шина положительного питания располагается вверху Второе соглашение схемотехники. Ток течет слева направо Названия и обозначения Условные графические обозначения компонентов Резюме Глава 3. Принципы функционирования Нагрев резистора Необходимое оборудование Эксперимент Резисторы и деление напряжения Необходимое оборудование Пересчет сопротивления в напряжение (создание фотометра) Необходимое оборудование Автоматическое включение освещения Необходимое оборудование Макетная плата Сборка устройства Трудности выбора биполярного транзистора Технические характеристики МОП-транзисторы PNP- и N-канальные транзисторы Основные типы транзисторов Управление электродвигателем с помощью МОП-транзистора большой мощности Необходимое оборудование Макетная плата Кнопки, выключатели и переключатели Кнопки Микропереключатели Рычажные переключатели (тумблеры) Резюме Глава 4. Светодиоды Предотвращение повреждения светодиода Необходимое оборудование Диоды Светодиоды Проверка схемы Выбор правильного светодиода Необходимое оборудование Яркость и область освещения Многоцветность Инфракрасные и ультрафиолетовые светодиоды Светодиодные модули высокой мощности Формирователи тока на базе микросхемы LM317 Необходимое оборудование Схема подключения Макетная плата Сборка устройства Измерение прямого напряжения на светодиоде Необходимое оборудование Подача питания на большое количество светодиодов Мигание светодиодов Необходимое оборудование Макетная плата Монтаж устройства мигания светодиодов на макетной плате под пайку компонентов Создание монтажной схемы для платы под пайку компонентов Необходимое оборудование Монтаж Устранение неполадок Лазерные диодные модули Модернизация игрушечного гоночного автомобиля Необходимое оборудование Сохранение заряда в конденсаторе Электрическая схема Улучшение модели гоночного автомобиля Тестирование Резюме Глава 5. Источники питания Выбор электрической батареи Емкость батареи Максимальная скорость разряда батареи Батарейки одноразового использования Перезаряжаемые (аккумуляторные) батареи Зарядка батарей (общие положения) Единица измерения С Перезарядка Глубокая разрядка Срок жизни батареи Зарядка аккумуляторов типа NiMH Обычная зарядка Быстрая зарядка Зарядка электролитных (свинцово-кислотных) аккумуляторных батарей Зарядка от сети переменного тока Зарядка литий-полимерных аккумуляторов Особенности использования аккумуляторной батареи мобильного устройства Стабилизатор напряжения Необходимое оборудование Макетная плата Увеличение напряжения Вычисление времени разряда аккумуляторной батареи Организация аварийного электропитания с помощью аккумулятора Диоды Непрерывная зарядка Солнечная панель Тестирование солнечной панели Непрерывная зарядка от солнечной панели Минимизация потребления электроэнергии Резюме Глава 6. Основы работы с Arduino Проверка работоспособности Arduino (мигание светодиода) Необходимое оборудование Настройка Arduino Изменение программы мигания светодиода Управление реле из Arduino Реле Выводы Arduino Необходимое оборудование Монтаж устройства Программное управление Управление детской игрушкой Необходимое оборудование Монтаж устройства Монитор последовательного порта Программное решение Измерение напряжения Необходимое оборудование Монтаж устройства Программное решение Управление светодиодом Необходимое оборудование Монтаж устройства Программное решение (мигание) Программное решение (изменение яркости) Воспроизведение звука Необходимое оборудование Монтаж устройства Программное решение Платы расширения Управление реле на веб-странице Необходимое оборудование Монтаж устройства Сетевые настройки Тестирование устройства Программное решение Подключение к Arduino алфавитно-цифрового дисплея Необходимое оборудование Монтаж устройства Программное решение Управление сервоприводом Необходимое оборудование Монтаж устройства Программное решение Подключение массива светодиодов к Arduino Необходимое оборудование Монтаж оборудования Программное решение Автоматический ввод паролей Необходимое оборудование Монтаж устройства Программное решение Резюме Глава 7. Подключаемое оборудование Пассивный инфракрасный датчик движения Необходимое оборудование (без контроллера) Макетная плата Необходимое оборудование (подключение к Arduino) Монтаж устройства Программное решение Ультразвуковой датчик расстояния Необходимое оборудование Датчик расстояния HC-SR04 Датчик MaxBotix LV-EZ1 Модуль дистанционного управления Необходимое оборудование Макетная плата Управление модулем дистанционного управления из Arduino Необходимое оборудование Программное решение Управление электродвигателем с помощью МОП-транзистора Необходимое оборудование Макетная плата Программное решение Управление электродвигателем постоянного тока с помощью мостовой схемы Необходимое оборудование Макетная плата Управляющие выводы Управление шаговым электродвигателем с помощью мостовой схемы Необходимое оборудование Монтаж устройства Программное решение Самодвижущаяся тележка Необходимое оборудование Монтаж устройства Тестирование Программное решение Семисегментный светодиодный индикатор Необходимое оборудование Монтаж устройства Программное решение Устройство отсчета реального времени Необходимое оборудование Монтаж оборудования Программное решение Резюме Глава 8. Сенсоры правят миром Выявление токсичных газов Необходимое оборудование Компаратор LM311 Макетная плата Газовый анализатор на базе Arduino Анализатор цвета Необходимое оборудование Монтаж оборудования Программное решение Датчик вибрации Необходимое оборудование Монтаж устройства Программное решение Измерение температуры Необходимое оборудование Монтаж устройства Программное решение Акселерометр Необходимое оборудование Монтаж устройства Программное решение Магнитное поле Необходимое оборудование Монтаж устройства Программное решение Резюме Глава 9. Звуковое оборудование Кабели в звуковом оборудовании Устройство кабеля Пайка контактов в штекерах Преобразование стереосигнала в монофонический Микрофон Радиопередатчик Необходимое оборудование Монтаж устройства Тестирование Выбор динамиков Одноваттный усилитель мощности Необходимое оборудование Монтаж устройства Тестирование Звуковой генератор Необходимое оборудование Монтаж устройства Музыкальный синтезатор Необходимое оборудование Монтаж устройства Программное решение Программный измеритель уровня громкости Необходимое оборудование Монтаж устройства Программное решение Резюме Глава 10. Демонтаж и разборка старых электронных устройств Как избежать удара электрическим током Извлечение и монтаж компонентов на плате Проверка предохранителей Тестирование батарей Электронагреватели Поиск и замена неисправностей Тестирование радиодеталей Выпаивание радиодеталей Замена радиодеталей Вторая жизнь старых радиодеталей Зарядное устройство как универсальный блок питания Резюме Глава 11. Инструменты Мультиметр Разрыв цепи и пробитый диод Сопротивление Емкость Температура Переменное напряжение Постоянное напряжение Постоянный ток Переменный ток Частота Проверка мультиметром транзистора Универсальный источник питания Осциллограф Программные средства Конструктор электрических схем Разработка монтажных плат Конструктор печатных плат Онлайн-калькуляторы Резюме Приложение. Оборудование Инструменты Электронные компоненты Начальный набор Резисторы Конденсаторы Полупроводники Монтажное и другое оборудование Модули и микросхемы Предметный указатель Bring your electronic inventions to life! "This full-color book is impressive...there are some really fun projects!" -GeekDad, Wired.com Who needs an electrical engineering degree? This intuitive guide shows how to wire, disassemble, tweak, and re-purpose everyday devices quickly and easily. Packed with full-color illustrations, photos, and diagrams, Hacking Electronics teaches by doing--each topic features fun, easy-to-follow projects. Discover how to hack sensors, accelerometers, remote controllers, ultrasonic rangefinders, motors, stereo equipment, microphones, and FM transmitters. The final chapter contains useful information on getting the most out of cheap or free bench and software tools. Safely solder, join wires, and connect switches Identify components and read schematic diagrams Understand the how and why of electronics theory Work with transistors, LEDs, and laser diode modules Power your devices with a/c supplies, batteries, or solar panels Get up and running on Arduino boards and pre-made modules Use sensors to detect everything from noxious gas to acceleration Build and modify audio amps, microphones, and transmitters Fix gadgets and scavenge useful parts from dead equipment Getting Started Theory and Practice Basic Hacks LEDs Batteries and Power Hacking Arduino Hacking with Modules Hacking with Sensors Audio Hacks Mending and Breaking Electronics Tools. This full-color introduction and reference to all aspects of DIY electronics is the perfect companion for every hobbyist.