Elektronika dla bystrzaków - ebook

• Skąd bierze się prąd elektryczny?
• Jak czytać schematy?
• Jakie możliwości kryją układy scalone?

Jeżeli zastanawiałeś się kiedyś nad tym, jak działają urządzenia elektryczne, a teraz chciałbyś spróbować swoich sił i zbudować własny układ elektroniczny, potrzebujesz wiedzy z zakresu elektroniki i elektryczności. Brzmi strasznie? Nie bój się! Ta książka nie ma nic wspólnego ze skomplikowanymi podręcznikami, które znasz ze szkoły lub studiów. Tutaj wszystko zostało wytłumaczone w jasny i przystępny sposób. Duża liczba przykładów oraz własnoręcznie wykonane i działające układy sprawią, że już za parę dni będziesz swobodnie poruszał się w świecie elektroniki!

Wszystko to dzięki książce z serii "Dla bystrzaków". W trakcie lektury dowiesz się, jak działa Twój iPod, komputer i pilot do telewizora. Jednak najpierw poznasz elementarne zasady bezpieczeństwa oraz kilka istotnych cech prądu. Potem zobaczysz, jak zachowują się układy równoległe i szeregowe oraz przypomnisz sobie podstawowe prawo Ohma. Ponadto dowiesz się, jak wykorzystać potencjał kondensatorów, łączyć je oraz budować filtry. Mało? Kolejne strony to przydatna wiedza o cewkach, półprzewodnikach oraz układach scalonych. Po wstępie teoretycznym czas na praktykę, bo jak mówią autorzy: "Żeby się nauczyć, trzeba się ubrudzić". W tej części książki skompletujesz sprzęt potrzebny do pracy, zrozumiesz, jak trzeba czytać schematy, dokonywać pomiarów oraz lutować. Na sam koniec wykonasz samodzielnie projekty oraz sprawdzisz, gdzie najlepiej zaopatrzyć się w potrzebny sprzęt. Jeżeli zawsze marzyłeś o pobawieniu się elektroniką, świetnie trafiłeś. Ta książka jest właśnie dla Ciebie!

• Skąd się bierze prąd elektryczny
• Wykorzystanie energii elektrycznej do wykonania pracy
• Możliwości elektronów
• Sposoby na dostarczenie energii elektrycznej
• Opór, prawo Ohma
• Kondensatory, gromadzenie i wydobywanie ładunku
• Cewki indukcyjne i kryształy
• Świat półprzewodników
• Wykorzystanie układów scalonych
• Dobór potrzebnych części, gromadzenie narzędzi
• Bezpieczeństwo pracy z układami elektronicznymi
• Lutowanie
• Czytanie schematów
• Budowa układów elektronicznych
• Wykonywanie pomiarów
• Posługiwanie się multimetrem
• Praca z oscyloskopem

O autorach (15)

Podziękowania od autorów (17)

Wstęp (19)

• Dlaczego warto kupić tę książkę? (19)
  
• Dlaczego elektronika? (20)
  
• Naiwne założenia (20)
  
• Bezpieczeństwo przede wszystkim (21)
  
• Jak podzielona jest książka? (22)
  
  • Część I. Podstawy elektroniki (22)
  • Część II. Żeby się nauczyć, trzeba się ubrudzić (22)
  • Część III. Przekuwanie teorii w praktykę (22)
  • Część IV. Dekalogi (23)
• Ikony użyte w książce (23)

Część I: Podstawy elektroniki (25)

Rozdział 1: Czym jest elektronika i co można dzięki niej zrobić? (27)

• Czym jest elektronika? (27)
  
• Skąd się bierze prąd elektryczny? (28)
  
  • Wydobywanie ładunku z elektronów (29)
  • Mobilizowanie elektronów w przewodnikach (29)
  • Wprawianie elektronów w ruch (30)
• Wykorzystywanie energii elektrycznej do wykonywania pracy (31)
  
  • Wykorzystywanie energii elektrycznej (32)
  • Umożliwianie elektronom dotarcia we właściwe miejsce (32)
• Co elektrony potrafią zrobić (gdy tylko się nimi odpowiednio pokieruje)? (34)
  
  • Wytwarzanie dobrych wibracji (34)
  • Zobaczyć znaczy uwierzyć (34)
  • Wyczuwanie i alarmowanie (35)
  • Sterowanie ruchem (35)
  • Rozwiązywanie problemów (czyli używanie komputerów) (35)
  • Komunikacja (35)

Rozdział 2: Elektryczność w Twoich rękach (37)

• Dostarczanie energii elektrycznej (37)
  
  • Pobieranie prądu stałego z baterii (38)
  • Używanie prądu zmiennego z elektrowni (39)
  • Zamiana światła w elektryczność (41)
• Rzeczywisty ruch elektronów a umowny kierunek przepływu prądu (42)
  
• Prosty obwód z żarówką (43)
  
• Sterowanie prądem elektrycznym za pomocą podstawowych elementów (45)
  
  • Sposoby kontrolowania prądu (46)
  • Elementy czynne i bierne (47)
• Połączenia szeregowe i równoległe (47)
  
  • Połączenia szeregowe (47)
  • Połączenia równoległe (48)
  • Obwody mieszane (49)
• Tworzenie układów elektronicznych (49)
  
  • Skąd bierze się ten dźwięk? (50)
  • Rysowanie przy użyciu elektronów (51)

Rozdział 3: Napotykamy czynny opór (53)

• Ograniczanie przepływu prądu (53)
  
• Rezystory - bierne, ale potężne (54)
  
  • Do czego służą rezystory? (55)
  • Rodzaje rezystorów - stałe i zmienne (56)
  • Budowa rezystorów stałych (57)
  • Co w potencjometrze piszczy? (59)
  • Moc znamionowa rezystorów (60)
• Łączenie rezystorów (62)
  
  • Szeregowe łączenie rezystorów (62)
  • Równoległe łączenie rezystorów (63)
  • Kombinacje szeregowych i równoległych połączeń rezystorów (65)
• Przestrzeganie prawa Ohma (66)
  
  • Przepływ prądu mimo stawianego mu oporu (66)
  • Wszystko jest proporcjonalne (66)
  • Jedno prawo, trzy równania (67)
• Zastosowanie prawa Ohma do analizy obwodów (68)
  
  • Obliczanie natężenia prądu płynącego przez element (68)
  • Obliczanie wartości napięcia prądu w elemencie (69)
  • Obliczanie rezystancji (71)
• Do czego tak naprawdę przydaje się prawo Ohma? (72)
  
  • Analizowanie skomplikowanych obwodów (72)
  • Projektowanie i modyfikowanie obwodów (73)
• Moc prawa Joule'a (74)
  
  • Zastosowanie prawa Joule'a przy wyborze elementów elektronicznych (75)
  • Joule i Ohm - doskonały duet (75)
• Spróbuj swych sił w projektowaniu obwodów z rezystorami (75)

Rozdział 4: Wydobywanie ładunku z kondensatorów (77)

• Kondensatory - zbiorniki na energię elektryczną (78)
  
• Ładowanie i rozładowywanie kondensatorów (79)
  
  • Przeciwstawianie się zmianom napięcia (80)
  • Przepuszczanie prądu zmiennego (81)
• Do czego służą kondensatory? (82)
  
• Charakterystyka kondensatorów (83)
  
  • Ile ładunku można zmagazynować na płytce kondensatora? (83)
  • Pilnowanie napięcia znamionowego (84)
  • Wybór rodzaju (dielektryku) kondensatora (85)
  • Rozmiary kondensatorów (85)
  • Polaryzacja kondensatorów (86)
  • Odczytywanie wartości kondensatorów (87)
  • Kondensatory zmienne (89)
• Łączenie kondensatorów (89)
  
  • Równoległe łączenie kondensatorów (89)
  • Szeregowe łączenie kondensatorów (90)
• Reaktancja pojemnościowa (91)
  
  • Zastosowanie prawa Ohma do obliczania reaktancji pojemnościowej (93)
• Współpraca z rezystorami (94)
  
  • Czas jest najważniejszy (94)
  • Wyznaczanie stałej czasowej obwodu RC (96)
  • Tworzenie zegara (97)
• Wybór częstotliwości przy użyciu prostych filtrów RC (97)
  
  • Filtr dolnoprzepustowy (98)
  • Filtr górnoprzepustowy (98)
  • Częstotliwość graniczna (99)
  • Filtrowanie pasm częstotliwości (100)
• Spróbuj swych sił w projektowaniu obwodów z kondensatorami (100)

Rozdział 5: Cewki indukcyjne i kryształy (101)

• Niedalecy krewni - magnetyzm i elektryczność (102)
  
  • Rysowanie linii za pomocą magnesu (102)
  • Wytwarzanie pola magnetycznego za pomocą elektryczności (102)
  • Indukcja prądu za pomocą magnesu (103)
• Cewka indukcyjna - zwój o charakterze przyciągającym jak magnes (104)
  
  • Mierzenie indukcyjności (104)
  • Przeciwstawne zmiany prądu (105)
  • Nadążanie (albo i nie!) za prądem zmiennym (106)
• Reaktancja indukcyjna (107)
  
  • Użycie wartości reaktancji indukcyjnej w równaniach prawa Ohma (108)
  • Zmiana zachowania zależnie od częstotliwości (po raz kolejny) (108)
• Zastosowanie cewek indukcyjnych w obwodach (108)
  
  • Izolowanie i ekranowanie cewek indukcyjnych (109)
  • Oznaczenia indukcyjności (109)
  • Łączenie ekranowanych cewek indukcyjnych (109)
  • Filtrowanie sygnałów za pomocą cewek indukcyjnych (110)
  • Obliczanie stałej czasowej obwodów RL (111)
• Przedstawiamy impedancję! (111)
  
• Dostrajanie do stacji radiowych (112)
  
  • Rezonans w obwodach RLC (113)
  • Krystalicznie czysty rezonans (114)
• Oddziaływanie na elementy sąsiednie - transformatory (115)
  
  • Co łączy nieekranowane cewki indukcyjne? (115)
  • Izolowanie obwodów od źródła zasilania (116)
  • Podwyższanie i obniżanie napięcia (116)

Rozdział 6: Bogaty świat półprzewodników (119)

• Przewodzić czy nie przewodzić? (119)
  
  • Domieszkowanie półprzewodników (121)
  • Tworzenie elementów przy użyciu kombinacji półprzewodników typów n i p (123)
• Diody złączowe (123)
  
  • Polaryzacja diod (124)
  • Przewodzenie prądu przez diodę (125)
  • Wartości znamionowe diod (126)
  • Identyfikacja diod (126)
  • Którą stroną podłączać? (127)
• Zastosowanie diod w obwodach (127)
  
  • Prostowanie prądu zmiennego (127)
  • Regulowanie napięcia przy użyciu diod Zenera (129)
  • Światło z diod LED (130)
  • Inne zastosowania diod (131)
• Niesamowicie utalentowane tranzystory (132)
  
  • Tranzystory bipolarne złączowe (133)
  • Tranzystory polowe (133)
• Używanie tranzystorów (134)
  
• Zasada działania tranzystorów (134)
  
  • Emitowanie i gromadzenie elektronów (135)
  • Wzmacnianie natężenia prądu (138)
  • Nasycenie tranzystora (138)
• Modelowanie działania tranzystorów (139)
  
• Wzmacnianie sygnałów za pomocą tranzystorów (141)
  
  • Polaryzacja tranzystora, aby działał jak wzmacniacz (141)
  • Kontrolowanie wzmocnienia napięciowego (142)
  • Konfiguracja obwodów wzmacniających z tranzystorami (142)
• Przełączanie sygnałów za pomocą tranzystorów (143)
  
• Wybór tranzystora (144)
  
  • Najważniejsze parametry tranzystorów (144)
  • Identyfikacja tranzystorów (145)
  • Jak rozpoznać tranzystor? (145)
• Rewolucja półprzewodnikowa (146)
  
• Spróbuj swych sił w projektowaniu obwodów z elementami półprzewodnikowymi (146)

Rozdział 7: Układy scalone (147)

• Dlaczego układy scalone? (147)
  
• Układy analogowe, cyfrowe i mieszane (148)
  
• Podejmowanie logicznych decyzji (149)
  
  • Na początku był bit (149)
  • Przetwarzanie danych przy użyciu bramek (151)
  • Upraszczanie bramek przy użyciu tabel prawdy (153)
  • Tworzenie elementów logicznych (154)
• Jak używać układów scalonych? (155)
  
  • Identyfikacja układów scalonych według numerów części (155)
  • Najważniejsza jest obudowa (156)
  • Styki układów scalonych (157)
  • Korzystanie z kart danych katalogowych (159)
• Popularne rodzaje układów scalonych (159)
  
  • Wzmacniacze operacyjne (160)
  • Wehikuł czasu - układ 555 (161)
  • Licznik dziesiętny 4017 (167)
  • Mikrokontrolery i inne popularne układy scalone (168)
• Poszerzanie horyzontów (168)

Rozdział 8: Wybór części (171)

• Łączenie elementów (171)
  
  • Wybór rodzaju przewodów (171)
  • Złącza (173)
• Zasilanie (174)
  
  • Wyciskanie siódmych potów z baterii (174)
  • Wykorzystanie energii słonecznej (177)
  • Zasilanie z gniazdka ściennego (niezalecane) (178)
• Włączanie i wyłączanie prądu (178)
  
  • Sterowanie działaniem przełącznika (179)
  • Nawiązywanie połączeń (180)
• Czujniki (181)
  
  • Zobaczyć światło (181)
  • Wychwytywanie dźwięku za pomocą mikrofonów (182)
  • Wykrywanie ciepła (182)
  • Inne rodzaje przetworników wejściowych (183)
• Efekt działania urządzeń elektronicznych (184)
  
  • Głos głośników (185)
  • Brzęczenie brzęczyków (186)
  • Silniki prądu stałego (187)

Część II: Żeby się nauczyć, trzeba się ubrudzić (189)

Rozdział 9: Urządzanie warsztatu i dbanie o bezpieczeństwo (191)

• Wybór miejsca na warsztat (192)
  
  • Podstawowe wyposażenie warsztatu (192)
  • Stół warsztatowy (193)
• Gromadzenie narzędzi i materiałów (193)
  
  • Sprzęt do lutowania (193)
  • Polowanie na multimetr (195)
  • Łowienie narzędzi ręcznych (196)
  • Szmatki i środki czyszczące (197)
  • Środki smarne (199)
  • Materiały klejące (199)
  • Inne narzędzia i materiały (200)
• Zaopatrywanie się w części zapasowe (201)
  
  • Płytki stykowe (201)
  • Zestaw początkowy (203)
  • Wyposażenie dodatkowe (204)
  • Przechowywanie części (204)
• Ochrona zdrowia i elementów elektronicznych (205)
  
  • Elektryczność może być naprawdę niebezpieczna (205)
  • Bezpieczne lutowanie (209)
  • Unikanie wyładowań elektrostatycznych jak zarazy (210)

Rozdział 10: Czytanie schematów (213)

• Co to jest schemat i do czego służy? (213)
  
• Spojrzenie z szerokiej perspektywy (214)
  
  • Połączenia są najważniejsze (214)
  • Prosty obwód z baterią (215)
• Insygnia mocy (216)
  
  • Wskazywanie źródła napięcia (217)
  • Oznaczanie masy (218)
• Oznaczanie elementów elektronicznych (219)
  
  • Analogowe elementy elektroniczne (221)
  • Elementy cyfrowe i układy scalone (222)
  • Pozostałe elementy (224)
• Miejsca dokonywania pomiarów (226)
  
• Analiza schematu (226)
  
• Inne standardy symboli elementów elektronicznych (228)

Rozdział 11: Budowa układów elektronicznych (231)

• Płytki stykowe (231)
  
  • Szczegóły budowy płytki stykowej (232)
  • Rozmiary płytek stykowych (233)
• Konstruowanie układów elektronicznych z wykorzystaniem płytek stykowych (234)
  
  • Przygotowywanie części i narzędzi (234)
  • Przygotowywanie łączówek na zapas (235)
  • Topografia układu (235)
  • Zapobieganie uszkodzeniom (237)
• Podstawy lutowania (238)
  
  • Przygotowywanie do lutowania (239)
  • Technika lutowania (239)
  • Sprawdzanie jakości połączenia (241)
  • Rozlutowywanie (241)
  • Postępowanie po zakończeniu lutowania (242)
  • Bezpieczeństwo w czasie lutowania (242)
• Pełne zaangażowanie - łączenie elementów na stałe (243)
  
  • Budowa układu na uniwersalnej płytce drukowanej (243)
  • Wykonywanie prototypów przy użyciu perforowanych płytek montażowych (244)
  • Wykonywanie połączeń owijanych (246)
  • Wykonywanie własnej płytki obwodu drukowanego (247)

Rozdział 12: Wykonywanie pomiarów i analizowanie obwodów (249)

• Niezwykłe możliwości małego multimetru (250)
  
  • Ależ to jest przecież woltomierz! (251)
  • To także amperomierz! (251)
  • Omomierz też! (251)
• Rodzaje multimetrów (252)
  
  • Analogowy czy cyfrowy? (252)
  • Multimetr cyfrowy (253)
  • Wybór zakresu pomiaru (255)
• Kalibracja multimetru (256)
  
• Posługiwanie się multimetrem (257)
  
  • Pomiar napięcia prądu (258)
  • Pomiar natężenia prądu (258)
  • Pomiar rezystancji (260)
  • Inne rodzaje prób (265)
• Sprawdzanie obwodów za pomocą multimetru (266)

Rozdział 13: Analizator stanów logicznych i oscyloskop (267)

• W głąb logiki (267)
  
• Analiza sygnałów przy użyciu oscyloskopu (270)
  
  • Obserwacja przebiegu sygnałów (271)
  • Pasmo i rozdzielczość oscyloskopu (273)
• Kiedy używać oscyloskopu? (274)
  
• Praca z oscyloskopem (275)
  
  • Podstawowa konfiguracja i testowanie (275)
  • Wyświetlanie i dokonywanie pomiaru sygnałów (277)
• Wykonywanie pomiarów (279)
  
  • Czy z baterii da się jeszcze coś wycisnąć? (280)
  • Obrazowanie przebiegu akustycznego sygnału radiowego (280)
  • Sprawdzanie częstotliwości w obwodzie prądu zmiennego (281)

Część III: Przekuwanie teorii w praktykę (285)

Rozdział 14: Podstawy budowy układów elektronicznych (287)

• Przygotowanie do pracy (287)
  
• Zobaczyć znaczy uwierzyć - prawo Ohma naprawdę działa! (289)
  
  • Analiza obwodu szeregowego (289)
  • Rozdzielanie napięcia (293)
  • Obwody z rezystorami połączonymi równolegle (294)
• Ładowanie i rozładowywanie kondensatorów (296)
  
  • Gromadzenie i oddawanie ładunku (296)
  • Zmienianie stałej czasowej obwodu RC (298)
• Zmniejszanie napięcia na diodach (299)
  
  • Włączanie diody LED (300)
  • Stabilizowanie napięcia (301)
• Praca z tranzystorami (303)
  
  • Wzmacnianie prądu (303)
  • Przełącznik jest włączony! (305)
• Sztuka logicznego myślenia (305)
  
  • Światełko na końcu bramki NAND (306)
  • Budowa bramki OR z trzech bramek NAND (307)

Rozdział 15: Projekty do samodzielnego wykonania w pół godziny (309)

• Potrzebne części (309)
  
• Migające błyskotki (310)
  
  • Analiza obwodu migacza na bazie układu 555 (310)
  • Budowa układu migających światełek (312)
  • Sprawdzanie gotowego obwodu (314)
• Wystukiwanie świetlnej melodii dzięki wykorzystaniu zjawiska piezoelektryczności (315)
  
  • Piezo... co? (315)
  • Krótki kurs piezoelektryczności (315)
  • Świetlny bębenek (317)
• Widzenie w ciemności dzięki detektorowi podczerwieni (317)
  
  • Wykrywanie części detektora podczerwieni (317)
  • Szukanie źródeł podczerwieni (318)
• Konstrukcja domowego alarmu (319)
  
  • Gromadzenie części (319)
  • Zasada działania alarmu (320)
• Trafianie do celu dzięki elektronicznemu kompasowi (321)
  
  • Części potrzebne do budowy kompasu (322)
  • Konstrukcja kompasu (322)
• Jak jest jasno, to słychać jakieś dźwięki (323)
  
  • Lista części do budowy świetlnego alarmu (324)
  • Praktyczne zastosowania alarmu (324)
• Mały wzmacniacz, ale jaki mocny (324)
  
  • Głos w sprawie potrzebnych części (325)
  • Szczegóły konstrukcji małego wzmacniacza (325)
• Ręczny wykrywacz źródeł wody (326)
  
  • Lista części (326)
  • Zasada działania wykrywacza wody (327)
• Generator niesamowitych efektów świetlnych (327)
  
  • Lista części generatora efektów świetlnych (327)
  • Sterowanie światłami (329)
  • Rozmieszczenie diod LED (329)

Część IV: Dekalogi (331)

Rozdział 16: Garść cennych wskazówek (333)

• Gotowe projekty elektroniczne (333)
  
• Użycie nastawnego źródła zasilania (334)
  
• Liczenie megaherców (334)
  
• Generowanie różnych rodzajów sygnałów (335)
  
• Zmiana częstotliwości (336)
  
• Sprawdzanie pulsu układu (336)
  
• Analizowanie stanów logicznych (338)
  
• Symulowanie układów elektronicznych (338)
  
• Gdzie kupić przyrządy pomiarowe? (339)

Rozdział 17: Dziesięć najpopularniejszych sklepów z częściami elektronicznymi (341)

• Polska (341)
  
  • Aprovi (341)
  • AVT (342)
  • Cyfronika (342)
  • Distrelec (342)
  • Centrum Elektroniki (342)
  • Allegro (342)
• Poza Polską (342)
  
  • RadioShack (342)
  • All Electronics (343)
  • Farnell (343)
  • Parts Express (343)
• Dyrektywa RoHS (343)
  
• Nowe, używane czy z wyprzedaży? (343)

Dodatek: Zasoby internetowe (345)

Skorowidz (347)