Лекции по радиоэлектронике. Курсы электронщика

Начинающий радиолюбитель: школа начинающего радиолюбителя, схемы и конструкции для начинающих, литература, радиолюбительские программы

Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “ “

На сайте работает “Школа начинающего радиолюбителя “. Полный курс обучения включает в себя занятия начиная от азов радиоэлектроники и кончая практическим конструированием радиолюбительских устройств средней сложности исполнения. Каждое занятие строиться на предоставлении слушателям необходимых теоретических сведений и практических видеоматериалов, а также домашних заданий. В ходе учебы каждый обучаемый получит необходимые знания и навыки в полном цикле конструирования в домашних условиях радиоэлектронных устройств.

Для того чтобы стать слушателем школы, необходимо желание и подписка на новости сайта или через FeedBurner, или через стандартное окно подписки. Подписка необходима для своевременного получения новых уроков, видеоматериалов занятий и домашнего задания.

Только подписавшимся на курс обучения в “Школе начинающего радиолюбителя” будут доступны видеоматериалы и домашнии задания по занятиям.

Для тех, кто решил изучать радиолюбительство вместе с нами, необходимо кроме подписки, внимательно изучить подготовительные статьи:
♦
♦
♦
♦
♦
♦
♦

Все вопросы, пожелания и замечания Вы можете оставлять в комментариях в разделе “Начинающим”.

Первое занятие.

Второе занятие.
Лаборатория радиолюбителя. Собираем блок питания.

Определяемся со схемой. Как проверить радиоэлементы.

Подготовка деталей.
Расположение деталей на плате.
Изготовление платы самым простым способом.

Пайка схемы.
Проверка работоспособности.
Изготовление корпуса для блока питания.
Изготовление передней панели с помощью программы “Front Designer”.

Третье занятие.
Лаборатория радиолюбителя. Собираем функциональный генератор.



Проектирование печатной платы с помощью программы “Sprint Layout”.
Применение ЛУТ (лазерно-утюжной технологии) для переноса тонера на плату.

Окончательный вариант платы.
Нанесение “шелкографии”.
Проверка работоспособности генератора.
Настройка генератора с помощью специальной программы “Virtins Multi-Instrument”

Четвертое занятие.
Собираем светомузыкальное устройство на светодиодах

Предисловие.
Определяемся со схемой и изучаем характеристики основных деталей.

Фоторезисты и их применение.
Немного о программе “Cadsoft Eagle”. Установка и русификация официальной версии.

Изучаем программу Cadsoft Eagle:
– начальные настройки программы;
– создание нового проекта, новой библиотеки и нового элемента;
– создание принципиальной схемы устройства и печатной платы.

Уточняем схему;
Изготавливаем печатную плату в программе Cadsoft Eagle;
Облуживаем дорожки платы сплавом “Розе”;
Собираем устройство и проверяем его работоспособность специализированной программой и генератором;
Ну и, в конце-концов, радуемся результатам.

Подведем некоторые итоги работы “Школы”:

Если вы последовательно прошли все шаги, то ваш результат должен быть следующим:

1. Мы узнали:
- что такое закон Ома и изучили 10 основных формул;
– что такое конденсатор, резистор, диод и транзистор.
2. Мы научились:
♦ изготавливать простым способом корпуса для устройств;
♦ залуживать печатные проводники простым способом;
♦ наносить “шелкографию”;
♦ изготавливать печатные платы:
– с помощью шприца и лака;
– с использованием ЛУТ (лазерно-утюжной технологии);
– с использованием текстолита с нанесенным пленочным фоторезистом.
3. Мы изучили:
- программу для создания передних панелей “Front Designer”;
– любительскую программу для налаживания различных устройств “Virtins Multi-Instrument”;
– программу для ручного проектирования печатных плат “Sprint Layout”;
– программу для автоматического проектирования печатных плат “Cadsoft Eagle”.
4. Мы изготовили:
- двухполярный лабораторный блок питания;
– функциональный генератор;
– цветомузыку на светодиодах.
Кроме того, из раздела “Практикум” мы научились:
- собирать простые устройства из подручных материалов;
– рассчитывать токоограничительные резисторы;
– рассчитывать колебательные контуры для радиоустройств;
– рассчитывать делитель напряжения;
– рассчитывать фильтры низких и верхних частот.

В дальнейшем в “Школе” планируется изготовить несложный УКВ радиоприемник и приемник радионаблюдателя. На этом скорее всего работа “Школы” будет закончена. В дальнейшем, основные статьи для начинающих будут публиковаться в разделе “Практикум”.

Кроме того, начат новый раздел по изучению и программированию микроконтроллеров AVR.

Работы начинающих радиолюбителей:

Интигринов Александр Владимирович:

Григорьев Илья Сергеевич:

Ruslan Volkov:

Петров Никит Андреевич:

Морозас Игорь Анатольевич:

Предисловие 12
Макетные платы, не требующие пайки 12
Простые правила безопасности 13
Простые советы при работе с паяльником 14
Удобная любительская технология изготовления печатных плат 15
Другие полезные советы 16

Глава 1. Вокруг паяльника 20
Рабочее место 20
Инструмент 22
Приборы 27
Компьютер 29
Детали 31
Блок питания 34

Глава 2. Первые опыты с электрическими цепями 36
Что нам понадобится? 36
Резистор 37
Два резистора 41
Диод 43
Транзистор 44
Что мы получили в итоге? 51

Глава 3. Первая собранная схема 52
Перегретый паяльник 52
Блок питания 53
Цифровой вольтметр 64

Глава 4. Активное и реактивное сопротивления 66
Ещё немного о резисторе 66
Конденсатор 67
Катушка индуктивности 71
Колебательный контур 74
Величины и единицы измерения ёмкости и индуктивности 76

Глава 5. Эксперименты с транзистором 79
Некоторые свойства транзистора 79
Схемы включения транзистора 83
Рабочая точка транзистора 85
Несколько слов о полевом транзисторе 88
Выбор транзистора 89

Глава 6. Обратная связь 94
Стабилизация рабочей точки и ООС 94
Частотные характеристики 100
Положительная обратная связь 103

Глава 7. Пополнение рабочего места приборами 109
Генератор синусоидального сигнала 109
Генератор прямоугольных импульсов 113
Делитель напряжения 116
Реализация схем генераторов 117

Глава 8. Как читать электрические схемы 123
Принципиальные схемы – графический язык 123
Как переводить с языка электрических схем 126
Несколько экспериментов со стабилизаторами 130
Компенсационный стабилизатор напряжения 133
Схема реального устройства 135
Ещё одно замечание 136

Глава 9. Разные усилители на транзисторах 139
Входные усилители низкой частоты 139
Выходные усилители 143
Дифференциальный вход и операционный усилитель 147
Высокочастотные входные усилители и АРУ 149
Транзисторы в цифровых микросхемах 152

Глава 10. Пополнение рабочего места усилителем 153
Описание одной из схем усилителя 153
Использование операционного усилителя 154
Использование микросхемы усилителя мощности 156
Некоторые соображения и рекомендации по сборке усилителя 157
Простые правила работы с готовым устройством 159
В измерениях можно потренироваться за компьютером 160

Глава 11. Токи и сигналы 165
Постоянный и переменный ток 165
Сигнал 167
Что ещё полезно знать о сигналах? 169

Глава 12. Радиоприёмник под объективом осциллографа 175
Виртуальный осциллограф и радиоприёмник 175
Чем приёмник прямого усиления отличается от супергетеродинного? 179
Формирование амплитудно-модулированного сигнала 183
Генератор по схеме емкостной трёхточки 186
Приёмники и передатчики 187

Глава 13. Цифровые микросхемы 189
Формируют ли цифровые микросхемы цифры? 189
Триггер 190
Счёт 192
Сумматор 195
Логика и цифры 199
Практическое применение цифровых микросхем 200
О программах и макетной плате 203

Глава 14. Датчики 206
Зачем нужны датчики? 206
Датчик влажности 207
Датчик газа 208
Датчик давления 209
Датчик магнитного поля 209
Датчик оптический 209
Датчик положения (расстояния) 210
Датчик температуры 210
Датчик тока 211
Датчики угла (энкодеры) 211
Датчики ультразвуковые 212
Датчики уровня жидкости 212
Датчики усилия 213
Датчики ускорения 214
Детектор потока жидкости и датчик расхода газа 214
О применении датчиков в любительских условиях 215

Глава 15. Как разговорить датчик? 216
Электрические эквиваленты датчиков 216
Напряжение 216
Резистор 220
Конденсатор 222
И ещё один рецепт 226

Глава 16. Микроконтроллер – это круто? 231
Откладываем по оси времени… 231
Архитектура микроконтроллера 233
Что нужно для работы с микроконтроллером? 234
Среды разработки микроконтроллеров 235
Резюмируя сказанное 240

Глава 17. Пора включить паяльник 241
Подготовка 241
Немного о PCSGU250 243
Опыты с диодом 247

Глава 18. Опыты с конденсаторами, резисторами и транзисторами 253
Интегрирующая электрическая цепь 253
Дифференцирующая RC цепь 254
Опыты с транзисторами 259

Глава 19. Опыты с индуктивностью и микросхемами (ОУ и 555) 267
Дифференцирующая LR цепь 267
Колебательный контур 268
Операционный усилитель 272
Таймер 555 (КР1006ВИ1) 276

Глава 20. Зачем изучать программирование? 283
То, о чём мы будем говорить дальше 283
О программировании «в общем» 287
Программатор 288
Программные инструменты 292

Глава 21. Пополняем домашнюю лабораторию 295
Начало программирования на практике 295
Проверка работы программы 305

Глава 22. Продолжаем разрабатывать свой генератор 310
Разбор результатов предыдущего эксперимента 310
Первое усовершенствование генератора 313
То, что следовало бы выкинуть из рассказа 315
Возвращение к первому усовершенствованию 318

Глава 23. Пополнение лаборатории (продолжение) 321
Несколько диапазонов генератора 321
Выбор диапазонов генератора прямоугольных импульсов 325
Неприятности с большими числами 330

Глава 24. Пополняем домашнюю лабораторию (окончание) 335
Начинаем завершающую работу над программой 335
Когда же появится сигнал? 340
Первая проверка программы 346
Зачем нужен режим отладки (debugging)? 349

Глава 25. Встроенные модули микроконтроллеров 358
Такие разные микроконтроллеры 358
Встроенный модуль АЦП 363
Модуль таймера 365
Модули последовательного обмена данными 366
Модуль PWM 370
Прерывания 373

Глава 26. Микроконтроллер и некоторые датчики 377
Датчик температуры 377
Фотодатчик 379
Свето- и фотодиоды и микроконтроллер 384
Микрофон 386
Датчики емкостной природы 388

Глава 27. «Живой» радиоприёмник и усилитель 389
Что нам сегодня понадобится? 389
Радиоприёмник, усилитель низкой частоты 390
Радиоприёмник, тестовый сигнал 392
Радиоприёмник, гетеродин 394
Радиоприёмник, усилитель промежуточной частоты 395
Генератор-пробник испытательного радиосигнала 396

Глава 28. Осциллограф 400
Что нам понадобится в этой главе? 400
Модуль Arduino и программа Xoscillo 401
Как прочитать синусоиду? 405
Реализация сканирующего напряжения 407
Реализация передачи данных 410
Модернизация процесса ска 413

Глава 29. Связь между электронными устройствами 416
Что нам понадобится? 416
Связи внутри устройств 417
Связь между разными электронными устройствами 418
Что такое протокол? 421
RS485 422
SPI 423
I2C 423
One-wire (1-Wire) 424
CAN 424
Bluetooth 425
Wi-Fi 425
Что мы получили в результате? 426

Глава 30. Передатчик и приёмник данных 427
Передатчик 427
Приёмник 431
Второй этап предварительной проверки 435

Глава 31. Эксперименты с радиоканалом 438
Первые эксперименты с приёмником 438
Окончательные эксперименты с приёмником 446
Что мы получили? 452

Глава 32. Разрабатываем схему кодового замка 453
Что нам понадобится? 453
Электронный кодовый замок (с сайта www.radio-portal.ru) 454
Что мы получили? 464

Глава 33. Разрабатываем регулятор скорости вращения 465
Схема регулятора скорости вращения двигателя постоянного тока 465
Микроконтроллер в схеме регулятора скорости вращения 468
Что мы получили? 479

Глава 34. Такие разные «Мяу» 480
Звуковая сигнализация 480
Эксперименты с микроконтроллером 484

Глава 35. Продолжаем знакомство с микроконтроллером 491
Азы программирования 491
Некоторые детали программирования 494
И вновь азы программирования 497

Глава 36. Микроконтроллер или без него? 502
Переключатель ёлочных гирлянд 502
Переключатель гирлянд на реле 504
Реле на цифровых микросхемах 507
Что мы получили? 510

Глава 37. А не замахнуться ли нам..? 511
Какие есть конструкторы-роботы? 511
Конструктор IE-ROBOPICA 515
Что такое datasheet? 517
Что такое конфигурация МК? 519

Глава 38. Начинаем осваивать микроконтроллер PIC16F887 521
Что нам понадобится? 521
Первая программа 522
Нас трудности не пугают. Нам их только подавай! 525
Что мы получили? 534

Глава 39. Плата RBX-877V2.0 и программирование 536
Что нам понадобится? 536
Продолжаем опыты с микроконтроллером 537
Вновь немного о языке Си 539
Продолжаем опыты с PIC16F887 540
Что мы получили? 545

Глава 40. В движении жизнь 546
Что нам понадобится? 546
Первые опыты с моторами 547
Программа простого движения 549
Первые движения 554
Что мы получили? 557

Глава 41. Если что-то мешает движению вперёд 558
Что нам понадобится? 558
Как работает датчик расстояния? 559
Робот движется вперёд 561
Ещё раз о датчике расстояния и АЦП 562
Революционный держите шаг! 566
Что мы получили? 568

Глава 42. Робот ищет свой путь 569
Что нам понадобится? 569
Что представляют собой датчики в наборе IE-ROBOPICA? 569
Эксперимент по использованию датчиков отражения 570

Глава 43. Ручное управление роботом 576
Сигналы управления 576
Что мы получили? 587

Глава 44. Дочитав руководство к ROBOPICA до конца 588
Что дальше? 588
Модификация ручного управления 588
Управляем роботом с компьютера 590
Программа в Visual Basic 593
Что мы получили? 599

Глава 45. Управление роботом с компьютера (продолжение) 600
Что нам понадобится? 600
Аппаратный модуль интерфейса COM-IR 600
Выбор элементов интерфейса 603
Окончательная сборка интерфейса 609
Что мы получили? 611

Глава 46. Управление с компьютера (продолжение) 612
Если нет полнофункциональной программы Visual Basic 612
Что мы получили? 621

Глава 47. Если не хватает 2 кбайт памяти для программы 622
Windows Vista 622
Linux Fedora 16 630
Подведём некоторые итоги 633

Глава 48. Движение робота в программе для SDCC 634
Файл для работы с модулем PWM (ШИМ) 634
Первое крушение в моём цехе роботостроения 640
Переделываем файл motor.h 642

Глава 49. Продолжение работы с компилятором SDCC 646
Что можно сделать, чтобы работать было удобнее? Windows 646
Что можно сделать, чтобы работать было удобнее? Linux 653
Что мы получили? 657

Глава 50. Жидкокристаллический индикатор и компилятор SDCC 658
Что такое ЖКИ (он же LCD)? 658
Вывод символа на дисплей робота 661
Что ещё нужно выяснить? 667

Глава 51. АЦП и компилятор SDCC 672
Описание работы с АЦП в справке к PIC16F887 672
Конфигурация порта 672
Выбор канала 673
Опорное напряжение АЦП 673
Генератор тактовой частоты преобразователя 673
Форматирование результата 673
Запуск преобразования 674
Пример процедур преобразования 674
Начинаем создавать свои функции для работы с АЦП 676
Преобразование результата работы АЦП в текст 678
Вывод результата работы АЦП на ЖКИ с компилятором SDCC 681

Глава 52. Модуль USART и компилятор SDCC 684
Несколько слов о модуле USART PIC16F887 684
Асинхронный режим EUSART 684
Включение передачи 685
Передача данных 686
Асинхронная передача 686
Включение приёмника 686
Получение данных 686
Асинхронный приём 687
Регистры USART 687
Передача данных через USART 691
Проблемы с прерыванием 693
RB0/INT INTERRUPT 693
Простая программа проверки прерывания 693
Заключение 694

Глава 53. Самодельный дальномер 696
Многозадачность и недорогие микроконтроллеры 696
Дальномер из подручных средств 696
Объединение самодельного дальномера и микроконтроллера 704

Послесловие 713
Вместо последней главы 713
Где в программе транзистор КТ315? 715
Приложение А. Программа TINA-TI 718
P.S. TINA-TI и Linux 736
Приложение Б. Программа Flowcode пятой версии 738
Приложение В. HiAsm вместо VB или Gambas 749
Приложение Г. ROBOPICA и SDCC 760
Приложение Д. Руководство к программе idealCircuit 771
Приложение Е. Руководство к программе Qucs 849

Научиться можно только тому, что любишь.
Гёте И.

"Как самостоятельно изучить электронику с нуля?" — один из самых популярных вопросов на радиолюбительских форумах. При этом те ответы, которые я нашел, когда сам его задавал, мне мало помогли. Поэтому я решил дать свой.

Это эссе описывает общий подход к самообучению, а так как оно стало ежедневно получать множество просмотров, то я решил его развить и сделать небольшое руководство по самостоятельному изучению электроники и рассказать как это делаю я. Подписывайся на рассылку -- будет интересно!

Творчество и результат

Чтобы что-то изучить надо это полюбить, гореть интересом и регулярно упражняться. Кажется, я только что озвучил прописную истину... Тем не менее. Для того, чтобы с лёгкостью и удовольствием изучать электронику надо её любить и относится к ней с любопытством и восхищением. Сейчас уже для всех привычно иметь возможность отправить видеосообщение на другой конец земли и мгновенно получить ответ. А это одно из достижений электоники. 100 лет труда тысяч ученых и инженеров.

Как нас обычно учат

Классический подход, который проповедуется в школах и университетах всего мира можно назвать подходом снизу-вверх. Сначала тебе рассказывают что такое электрон, атом, заряд, ток, резистор, конденсатор, индуктивность, заставляют решить сотни задач на нахождение токов в резисторных цепях, потом ещё сложней и т.д. Такой подход схож с восхождением на гору. Но лезть в гору сложней, чем спускаться. И многие сдаются так и не добравшись до вершины. Это верно в любом деле.

А что если спускаться с горы? Главная идея в том, чтобы сначала получить результат, а затем разобрать детально почему работает именно так. Т.е. это классический подход детских радиокружков. Он даёт возможность получить ощущение победы и успеха, которые в свою очередь стимулируют желание изучать электронику дальше. Понимаешь, очень сомнительная польза в изучении одной теории. Надо обязательно практиковаться, так как не все из теории 100% ложится на практику.

Есть такая старая инженерная шутка гласит: "Раз ты хорош в математике, то тебе надо пойти в электронику". Типичная чушь. Электроника -- это творчество, новизна идей, практика. И не обязательно впадать в дебри теоритический расчетов, чтобы создавать электронные устройства. Ты вполне можешь освоить необходимые знания самостоятельно. А математику подтянешь в процессе творчества.

Главное -- это понять основной принцип, и только потом тонкости. Такой подход просто переворачивает мир самостоятельного изучения. Он не нов. Так рисуют художники: сначала набросок, затем детализация. Так проектируют различные большие системы и т.д. Такой подход похож на "метод тыка", но только если не искать ответа, а тупо повторять одно и тоже действие.

Понравилось устройство? Собирай, разбирайся почему оно сделано именно так и какие идеи заложены в его конструкцию: почему именно эти детали используются, почему именно так соединены, какие принципы используются? А можно ли что-нибудь улучшить или просто заменить какую-нибудь деталь?

Конструирование -- это творчество, но ему можно научиться. Для это надо только выполнять простые действия: читать, повторять чужие устройства, обдумывать результат, наслаждаться процессом, быть смелым и уверенным в себе.

Математика в электронике

В радиолюбительском конструировании считать несобственные интегралы вряд ли придётся, но знание закона Ома, правил Кирхгофа, формул делителя тока/напряжения , владение комплексной арифметикой и тригонометрией может пригодиться. Это азы азов. Хочешь уметь больше - люби математику и физику. Это не только полезно, но и чрезвычайно занимательно. Конечно, это не обязательно. Можно делать достаточно крутые устройства вообще ничего этого не зная. Только это будут устройства, придуманные кем-то другим.

Когда я, после очень длительного перерыва, понял, что электроника снова меня зовёт и манит в ряды радиолюбителей, то сразу стало ясно, что мои знания давно уже улетучились, а доступность компонентов и технологий стала шире. Что я стал делать? Путь был только один — признать себя полным нолём и стартовать из ничего: знакомых опытных электронщиков нет, какой-либо программы самообучения тоже нет, форумы я отбросил потому, что они представляют собой свалку информации и отнимают много времени (какой-то вопрос можно там узнать вкратце, но получить цельные знания очень сложно — там все такие важные, что лопнуть можно!)

И тогда япошел самым старым и простым путём: через книги. В хороших книгах тематика обсуждается наиболее полно и нет пустой болтовни. Конечно, в книгах есть и ошибки, и косноязычие. Просто надо знать какие книги читать и в каком порядке. После прочтения хорошо написанных книг и результат будет отличным.

Мой совет прост, но полезен — читайте книги и журналы. Я, к примеру, хочу не только повторять чужие схемы, а уметь конструировать свои. Создавать -- это интересно и весело. Именно таким должно быть моё хобби: интересным и занимательным. Да и ваше тоже.

Какие книги помогут освить электронику

Много времени я провел выискивая подходящие книги. И понял, что надо сказать спасибо СССР. Такой массив полезных книг после него остался! СССР можно ругать, можно хвалить. Смотря за что. Так вот за книги и журналы для радиолюбителей и школьников надо благодарить. Тиражи бешеные, авторы отборные. До сих пор можно найти книги для новичков, которые дадут фору всем современным. Поэтому есть смысл пройтись по букинистам и поспрашивать (да и скачать все можно).

1. Климчевский Ч. - Азбука радиолюбителя.
2. Эймишен. Электроника? Нет ничего проще.
3. Б.С.Иванов. Осциллограф - ваш помощник (как работать с осциллографом)
4. Хабловски. И. Электроника в вопросах и ответах
5. Никулин, Повный. Энциклопедия начинающего радиолюбителя
6. Ревич. Занимательная электроника
7. Шишков. Первые шаги в радиоэлектронике
8. Колдунов. Радиолюбительская азбука
9. Бессонов В.В. Электроника для начинающих и не только
10. В. Новопольский - Работа с осциллографом

Это мой список книг для самых "маленьких". Обязательно следует пролистывать и журналы Радио с 70х по 90е гг. После этого можно уже читать:

1. Гендин. Советы по конструированию
2. Кауфман, Сидман. Практическое руководство по расчетам схем в электронике
3. Волович Г. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств
4. Титце, Шенк. Полупроводниковая схемотехника. 12-е изд.
5. Шустов М. А. Практическая схемотехника.
6. Гаврилов С.А.-Полупроводниковые схемы. Секреты разработчика
7. Барнс. Эллектронное конструирование
8. Миловзоров. Элементы информационных систем
9. Ревич. Практическое программирвоание МК AVR
10. Белов. Самоучитель по Микропроцессорной технике
11. Суэмацу. Микрокомпьютерные системы управления. Первое знакомство
12. Ю.Сато. Обработка сигналов
13. Д.Харрис, С.Харрис. Цифровая схемотехника и архитектура компьютера
14. Янсен. Курс цифровой электроники

Думаю, эти книги ответят на множество вопросов. Более специальные знания можно почерпнуть из более специальных книг: по аудиоусилителям, по микроконтроллерам и т.д.

И конечно же нужно практиковаться. Без паяльника вся теория в прорубь. Это как водить машину в голове.
Кстати, более подробные обзоры некоторых книг из списка выше можешь .

Что еще следует делать?

Учиться читать схемы устройств! Учиться анализировать схему и стараться понять как работает устройство. Этот навык приходит только с тренировкой. Начинать надо с самых простых схем, постепенно наращивая сложность. Благодаря этому ты не только изучишь обозначения радиоэлементов на схемах, но и научишься их анализировать, а также запомнишь ходовые приемы и решения.

Дорого ли заниматься электроникой

К сожалению, деньги потребуются! Радиолюбительство не самое дешевое хобби и потребуется некоторый минимум фин. вложений. Но начать можно практически без вложений: книги можно доставать буккросингах или брать в библиотеках, читать в электронном виде, приборы можно купить для начала самые простые, а более продвинутые купить тогда, когда будет не хватать возможностей простых приборов.

Сейчас купить можно всё: осциллограф, генератор, источник питания и другие измерительные приборы для домашней лаборатории — всё это следует со временем приобрести (или сделать самому то, что в домашних условиях сделать можно)

Но когда ты маленький и начинающий можно обойтись пальником и деталями из сломанный техники, которую кто-нибудь выкидывает или просто валялась дома давно без дела. Главное иметь желание! А остальное приложится.

Что делать, если не получается?

Продолжать! Редко что-то получается хорошо с первого раза. А бывает так, что результатов нет и нет -- будто упёрся в невидимый барьер. Кто-то этот барьер преодолевает за полгода-год, а другие только через несколько лет.

Если сталкиваешься со сложностями, то не надо рвать волосы и думать о себе, что ты самый тупой на свете, так как Вася понимает, что такое обратный ток коллектора, а вот ты все никак не можешь понять почему он играет роль. Может быть Вася просто надувает щёки, а сам ни бум-бум =)

Качествои и скорость самообучения зависят не только от личных способностей, но и от окружения. Вот тут надо радоваться существованию форумов. На них все таки встречаются (и часто) вежливые профессионалы, готовые с радостью учить новичков. (Есть еще всякие грымзы, но считаю таких людей потерянной веткой эволюции. Мне их жаль. загибать пальцы — это понты самого низкого уровня. Лучше просто молчать)

Полезные программы

Обязательно следует ознакомиться с САПРами: рисовалками принципиальных схем и печатных плат, симуляторами, — полезные и удобные программы (Eagele, SprintLayout и т.д.). Я выделил на сайте целый раздел под них. Время от времени там будут появляться материалы по работе с программами, которые использую сам.

И самое главное — испытывайте радость творчества от радиолюбительства! На мой взгляд к любому делу следует относится как к игре. Тогда оно будет и занимательным и познавательным.

О практике

Обычно каждый радиолюбитель всегда знает какое устройство хочет сделать. Но если ты еще не определился, то я посоветую собрать источник питания, разобраться для чего нужна и как работает каждая его часть. Затем можно обратить внимание на усилители. И собрать, например, аудиоусилитель.

Можно поэксперементировать с самыми простыми электрическими цепями: делителем напряжения, диодным выпрямителем, фильтрами ВЧ/СЧ/НЧ, транзистором и однотранзисторными каскадами, простейшими цифровыми схемами, конденсаторами, индуктивностями. Всё это пригодится в дальнейшем, а знание таких основных цепей и компонентов придаст уверенность в своих силах.

Когда шаг за шагом идешь от простейшего к более сложному, тогда знания порционно накладываются друг на друга и легче освоить более сложные темы. Но иногда не ясно из каких кирпичиков и как следует сложить здание. Поэтому иногда следует действовать наоборот: поставить цель собрать какое-нибудь устройство и освоить множество вопросов при его сборке.

Да прибует с тобой Ом, Ампер и Вольт:

Нетривиально занятие, скажу я вам. :) Дабы облегчить усвоение материала я вводил ряд упрощений. Совершенно бредовых и антинаучных, но более менее наглядно показывающих суть процесса. Методика «канализационной электрики» успешно показала себя в полевых испытаниях, а посему будет использована и тут. Хочу лишь обратить внимание, что это всего лишь наглядное упрощение, справедливое для общего случая и конкретного момента, чтобы понять суть и к реальной физике процесса не имеющая практически никакого отношения. Зачем оно тогда? А чтобы проще запомнить, что к чему и не путать напряжение и ток и понимать как на все это влияет сопротивление, а то я от студентов такого наслушался…

Ток, напряжение, сопротивление.

Если сравнить электроцепь с канализацией, то источник питания это сливной бачок, текущая вода – ток, давление воды-напряжение, а несущееся по трубам говнище – полезная нагрузка. Чем выше сливной бачок, тем больше потенциальная энергия воды, находящейся в нем, и тем сильней будет напор-ток проходящий по трубам, а значит больше дерьма-нагрузки он сможет смыть.
Кроме текущего дерьма, потоку препятствует трение о стенки труб, образуя потери. Чем толще трубы тем меньше потери (гы гы гы теперь ты помнимаешь почему аудиофилы для своей мощной акустики берут провода потолще;)).
Итак, подведем итог. Электроцепь содержит источник, создающий между своими полюсами разность потенциалов – напряжение. Под действием этого напряжения ток устремляется через нагрузку туда, где потенциал ниже. Движению тока препятствует сопротивление, образуемое из полезной нагрузки и потерь. В результате напряжение-давление ослабевает тем сильней, чем больше сопротивление. Ну, а теперь, положим нашу канализацию в математическое русло.

Закон Ома

Для примера просчитаем простейшую цепь, состоящую из трех сопротивлений и одного источника. Схему я буду рисовать не так как принято в учебниках по ТОЭ, а ближе к реальной принципиальной схеме, где принимают точку нулевого потенциала – корпус, обычно равный минусу питания, а плюс считают точкой с потенциалом равным напряжению питания. Для начала считаем, что напряжение и сопротивления у нас известны, а значит нам нужно найти ток. Сложим все сопротивления (о правилах сложения сопротивлений читай на врезке), дабы получить общую нагрузку и поделим напряжение на получившийся результат – ток найден! А теперь посмотрим как распределяется напряжение на каждом из сопротивлений. Выворачиваем закон Ома наизнанку и начинаем вычислять. U=I*R поскольку ток в цепи един для всех последовательных сопротивлений, то он будет постоянен, а вот сопротивления разные. Итогом стало то, что Uисточника = U1 +U2 +U3 . Исходя из этого принципа можно, например, соединить последовательно 50 лампочек рассчитанных на 4.5 вольта и спокойно запитать от розетки в 220 вольт – ни одна лампочка не перегорит. А что будет если в эту связку, в серединку, всандалить одно здоровенное сопротивление, скажем на КилоОм, а два других взять поменьше – на один Ом? А из расчетов станет ясно, что почти все напряжение выпадет на этом большом сопротивлении.

Закон Кирхгоффа.

Согласно этому закону сумма токов вошедших и вышедших из узела равна нулю, причем токи втекающие в узел принято обозначать с плюсом, а вытекающие с минусом. По аналогии с нашей канализацией – вода из одной мощной трубы разбегается по кучи мелких. Данное правило позволяет вычислять примерный потребляемый ток, что иногда бывает просто необходимо при расчете принципиальных схем.

Мощность и потери
Мощность которая расходуется в цепи выражается как произведение напряжения на ток.
Р = U * I
Потому чем больше ток или напряжение, тем больше мощность. Т.к. резистор (или провода) не выполняет какой либо полезной нагрузки, то мощность, выпадающая него это потери в чистом виде. В данном случае мощность можно через закон ома выразить так:
P= R * I 2

Как видишь, увеличение сопротивления вызывает увеличение мощности расходующееся на потери, а если возрастает ток, то потери увеличиваются в квадратичной зависимости. В резисторе вся моща уходит в нагрев. По этой же причине, кстати, аккумуляторы нагреваются при работе – у них тоже есть внутреннее сопротивление, на котором и происходит рассеяние части энергии.
Вот для чего аудиофилы для своих сверхмощных звуковых систем берут толстенные медные провода с минимальным сопротивлением, чтобы снизить потери мощности, так как токи там бывают немалые.

Есть закон полного тока в цепи, правда на практике мне он никогда не пригождался, но знать его не помешает, поэтому утяни из сети какой либо учебник по ТОЭ (теоретические основы электротехники) лучше для средних учебных заведений, там все гораздо проще и понятней описано – без ухода в высшую математику.

Электроника, как хобби. Кризис жанра?

Многие из тех, кто превратил электронику в занимательное времяпрепровождение, часто задают себе вопрос: «Зачем я этим занимаюсь?». Читаю журналы и книги из раздела «Электроника это просто» и прочую литературу из серии «Для чайников». На более сложные и умные книги просто не хватает терпения.

А далее рассуждения идут примерно по такому руслу: вот, мол, сделал простенький усилитель, собрал несколько мигалок (световых эффектов), . А оказывается, все это можно купить, если не новое, то во всяком случае б/у, и окажется все лучшего качества, в фирменных корпусах, даже в рабочем состоянии. Спрашивается, где же выгода, экономический эффект от подобных занятий?

Но, пожалуй, не стоит забивать голову такими мыслями. Ведь можно привести немало примеров, которые не приносят никакой выгоды. Такие занятия называются хобби, т.е. увлечение, в котором вряд ли следует искать смысл. Это как любовь, ведь мало кто может ответить, в чем ее смысл. Или рыбалка, - проще пойти в магазин и купить рыбы, чем стоять с удочкой возле реки и кормить «злющих комаров». Так таких рыбаков просто не счесть. То же самое можно сказать и об охотниках: добытая утка по размерам невелика - куда меньше покупной.

Так и электроника, увлечение которой в молодом возрасте приходит просто из любопытства: а как это устроено, и почему оно работает так, а не иначе? К тому же наука это непростая, требует приложить немало усилий на изучение теории, создание первых работающих устройств, а впоследствии, при появлении опыта, разработка собственных схем и ремонт аппаратуры промышленного изготовления.

Серьезные игрушки

Одним из «непонятных» направлений в любительской электронике можно считать роботостроение. Конструкции подобных «роботов» чаще всего представляют собой небольшую тележку, которая может объезжать препятствия, двигаться по заданному маршруту и управляться от пульта управления. Правда такое творчество наиболее характерно для западных радиолюбителей, в странах СНГ этим занимаются не столь охотно.

Казалось бы, что тут такого? Непосвященный, увидев конечный результат, просто скажет: «Ну и что?». А тем, кто занимается этим на полном серьезе, тема эта настолько близка, важна и понятна, что по этому направлению в Интернете можно найти не один и не два форума, и даже скачать книги, чаще на английском языке, на эту тему.

И в самом деле, если разобраться, то устройство «роботов» заслуживает внимания. Ведь схемы управления чаще всего строятся на микроконтроллерах, пусть даже самых простых, но начинать и следует с простого. Сначала «изобретатель» практикуется в написании простых и коротких программ (без программы не будет работать ни один контроллер), а после переходит к сложным и большим. Ведь изучить программирование можно только начав писать собственные программы. хорошо, если в этот момент рядом окажется человек, который может объяснить с чего начинать, зачем все это программирование нужно.

Любительская электроника - это один из способов поработать головой и руками. Ведь придется научиться не только хорошо паять, часто приходится делать и слесарные операции, чтобы все получилось на высшем уровне. Решить проблемы, которые другие люди решают простым походом в магазин, а вот я сделал сам. Это еще один повод, чтобы получить удовольствие от электроники, как от хобби.

Достаточно часто случается, что именно это хобби плавно переходит в любимую профессию. И, видимо, прав был древнекитайский мыслитель Конфуций, который сказал примерно следующее: «Если выбранная работа будет вам по душе, то ни одного дня в своей жизни вам не придется работать». Наверно, в этом изречении подразумевалось, что слово работа однокоренное со словом раб.

Итак, человек после основательных раздумий, может даже под влиянием своих хороших друзей, принял решение в свободное время заняться электроникой, превратить ее в свое хобби: заразительными бывают примеры не только плохие, но и хорошие. Это решение сразу вызывает появление целого ряда проблем, казалось бы неразрешимых. Вот только некоторые из них.

Как организовать рабочее место

Такая проблема достаточно просто решается в современных частных домах, где небольшой уголок, чтобы поставить стол, можно найти где угодно: в гараже, в подвале, в кладовке, в комнате и может даже на чердаке. Несколько сложнее дело обстоит в многоквартирном доме, но если близкие смогут понять, насколько серьезно и полезно это увлечение, то свободный уголок в одной из трех и даже двух комнат всегда найдется.

Если увлечение электроникой не прекратится и не зачахнет в самом начале, а пойдет успешно, то со временем любитель - электронщик для занятий любимым делом может арендовать помещение, открыть свою ремонтную мастерскую, превратить хобби в любимую профессию. Таких специалистов в настоящее время великое множество.

Чаще всего электроникой начинают заниматься примерно так: берется готовая схема, приобретаются детали, инструменты, и вперед. Берется в руки паяльник, собирается самая первая схема, включается, ура, заработало!

Первый успех заставляет перейти к повторению других готовых схем. Но иногда бывает и по другому: собранная схема не заработала, попытки «оживить» ее результатов не принесли, и паяльники, детали забрасываются в дальний угол, иногда навсегда. Поэтому, первые схемы должны быть простыми, которые начинают работать сразу. В этом плане можно рекомендовать классические схемы электроники. Прежде всего это генераторы, на основе которых можно собрать «пищалки и мигалки».

Первая заработавшая схема просто окрыляет. Но, чтобы увлечение электроникой не превратилось в мучение, следует заняться изучением теории, хотя бы самых азов.

Где взять теоретические познания

Если человек в средней школе учился достаточно хорошо, то закон Ома и еще несколько основных законов физики запомнил. Совсем неплохо, если и математика была любимым предметом. А если удалось освоить еще и английский язык, то совсем прекрасно: большая часть современной технической документации как раз на английском. Именно эти учебные дисциплины и заставляют задаться вопросом, как вся эта электроника устроена, а со временем превратить ее в свое хобби.

И не надо думать, что без специального высшего образования совсем ничего не получится. В свое время журнал «Радио» многих своих авторов и читателей называл «инженерами без диплома», настолько хорошо они разбирались в схемотехнике различных устройств и собирали неплохие конструкции. Вообще журналов до сих пор выпускается множество, например украинский «Радиоаматор», белорусский «Радиомир», российские «Схемотехника» и «Ремонт электронной» техники.

В журнале «Радиоконструктор 03 - 2011» есть целая статья об использовании радиодеталей б/у, что очень кстати для начинающих радиолюбителей. Там же даются рекомендации по проверке деталей и предупреждение о том, что попытка «собрать» транзистор из двух диодов, что иногда пытаются сделать начинающие, к положительному результату не приведет, хотя при проверке транзистор похож именно на два диода. Ну, почти, как у классиков: «Моторчик был очень похож на настоящий, но не работал».

Электронные журналы

В качества примера можно привести электронный журнал «Радиолоцман». Именно последние три слова достаточно набрать в поисковой строке, например, «Яндекса», чтобы познакомиться с его содержимым, и даже скачать отдельные номера или даже подшивку за целый год. Содержимое журнала достаточно многообразно и интересно.

Журналы, это, конечно, хорошо, но не следует забывать и о книгах. В сети Интернет сейчас можно найти практически любую литературу, в том числе и техническую. Многие из этих книг стали уже музейными экспонатами, например, справочники радиолюбителя, начиная со второй половины прошлого века. В них можно не только проследить историю развития радиолюбительства, но и найти множество полезных сведений, которые до сих пор не утратили своей актуальности.

Одной из лучших книг по радиоэлектронике следует, пожалуй, считать «Искусство схемотехники» авторы П. Хоровиц и У. Хилл. Последнее издание этого занимательного трехтомника вышло в 1993 году.

В книге рассказывается практически обо всем, что использовалось в то время продолжает использоваться до сих пор. При этом авторы, даже самые сложные схемы объясняют просто, что называется «на пальцах», используя минимальное количество формул. Книга содержит множество практических схем с примерами их расчетов. Текст книги, рассчитанной на массового читателя, достаточно прост и дружелюбен, содержит некоторое количество юмора. Поэтому не надо бояться прочтения этого трехтомника.

С таким же названием есть несколько книг и других, более современных авторов, которые также можно скачать в Интернете, либо купить бумажный вариант в интернет магазине. В этих книгах можно найти сведения по современной элементной базе, ведь электроника развивается быстрее всех остальных областей науки и техники.