Логические микросхемы, усилители и датчики для начинающих

ОБ АВТОРЕ....18 БЛАГОДАРНОСТИ....20 ПРЕДИСЛОВИЕ....22 Что вам понадобится?....22 Первоначальные знания....22 Инструменты....22 Компоненты....23 Спецификации компонентов....23 Как работать с этой книгой?....23 Принципиальные схемы....23 Размеры....23 Математика....24 Организация книги....25 Если что-то не работает…....25 Связь между автором и читателями....27 Информативная обратная связь от меня к вам....27 Информативная обратная связь от вас ко мне....28 Запрос моей помощи....28 Прежде, чем отправлять сообщение....28 Что дальше?....29 Цифровая библиотека Safari® Books Online....30 ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА....32 Источник питания....32 Стабилизирование напряжения....33 Макетные платы....34 Монтаж проводки....35 Захваты: мини-клипсы и «крокодилы»....37 Хранение компонентов....39 Проверка номиналов....39 ЭКСПЕРИМЕНТ 1. СОПРОТИВЛЕНИЕ КЛЕЯ....42 Усилитель на основе клея....42 Что здесь происходит?....44 Символика....44 ЭКСПЕРИМЕНТ 2. ВЫПОЛНЯЕМ ВЫЧИСЛЕНИЯ....48 Требования....48 Токи транзисторов....48 Сокращения и спецификации....52 А как насчет напряжения?....53 Ответы на вопрос про делители напряжения....59 ЭКСПЕРИМЕНТ 3. ОТ СВЕТА К ЗВУКУ....60 Звук, вызываемый светом....61 ЭКСПЕРИМЕНТ 4. СВЕТ, НАПРЯЖЕНИЕ И ЧАСТОТА....64 Использование фототранзисторов....65 ЭКСПЕРИМЕНТ 5. ЭЙ, УХНЕМ!....72 ЭКСПЕРИМЕНТ 6. ЛЕГКО ВКЛЮЧИЛИ, ЛЕГКО ВЫКЛЮЧИЛИ....76 Компаратор в действии....76 Обратная связь....78 Гистерезис....79 Символ компаратора....81 Выход компаратора....82 Внутреннее устройство микросхемы компаратора....84 Перерисовываем схему....84 Компаратор или микроконтроллер?....85 ЭКСПЕРИМЕНТ 7. ДАЕШЬ ХРОНОФОТОННЫЙ КОНТРОЛЛЕР!....88 Базовая схема....89 Следующий шаг....91 Тестирование схемы....91 Устройство реле....92 Конденсатор связи....93 Вскрываем часы....93 Смотрим, что внутри....94 Напряжение питания часов....95 Что заставляет звучать зуммер?....97 Использование звукового сигнала....97 Подсоединение часов....100 Как все это должно работать?....101 Тестирование хронофотонного контроллера....102 Подключение светильника к реле....103 Что дальше?....105 ЭКСПЕРИМЕНТ 8. ПУТЕШЕСТВИЕ В СТРАНУ ЗВУКА....106 Усиливаемся....106 Представляем электретный микрофон....106 Вы меня слышите?....108 Звуковые гребни и долины....110 ЭКСПЕРИМЕНТ 9. ОТ МИЛЛИВОЛЬТ К ВОЛЬТАМ....114 Поставим постоянному току преграду....114 Представляем операционный усилитель....115 В чем разница?....115 Идеальная пара....117 Измерение выходного напряжения....118 ЭКСПЕРИМЕНТ 10. ОТ ЗВУКА К СВЕТУ....120 Комбинация светодиода с транзистором....120 ЭКСПЕРИМЕНТ 11. НЕОБХОДИМОСТЬ ОТРИЦАТЕЛЬНОСТИ....122 Игры измерений....122 Усиление постоянного тока....123 Усилитель: вход и выход....124 Валерьянка для электроники....127 Усиление....127 Выход за пределы....129 Без усилий нет усиления!....130 Этап 1. Выходные напряжения....131 Этап 2. Входные напряжения....131 Этап 3. Создаем график....134 Этап 4. Усиление....134 Результат правильный?....135 Устраняем погрешность....136 Базовые схемы с операционным усилителем....137 Базовые схемы без двухполярного источника питания....138 ЭКСПЕРИМЕНТ 12. РАБОТАЮЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ....142 Представляем микросхему LM386....142 Схема усилителя....143 Диагностика проблем с усилителем....144 ЭКСПЕРИМЕНТ 13. НЕ КРИЧАТЬ!....146 Шаг за шагом....146 Выявление крика....147 Будет ли это работать на самом деле?....148 Продолжаем разработку....151 Проблемы с питанием....154 Провал?....155 И напоследок....155 ЭКСПЕРИМЕНТ 14. УДОВЛЕТВОРЕННЫЙ ПРОТЕСТ....158 Самое главное — правильно рассчитать время....158 Краткое описание доработки....160 Проверка криком....161 Можно ли это сделать на микроконтроллере?....163 Что дальше?....163 ЭКСПЕРИМЕНТ 15. ЭТО ВСЕ ТАК ЛОГИЧНО!....164 Проверка на телепатию....164 Организация эксперимента....165 Логика ЭСВ....168 Сборка схемы ЭСВ-эксперимента....169 Улучшение схемы тестера телепатии....170 ЭКСПЕРИМЕНТ 16. УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ ТЕСТЕР ТЕЛЕПАТИИ....172 Готовы?....172 Не жульничать!....173 Индикация неудачи....173 Конфликты....174 Распутывание....175 Преобразование схемы в логическую диаграмму....176 Оптимизация логики....178 Сборка упрощенной схемы....179 Некоторые полезные подробности....182 Отличие цифровых компонентов от аналоговых....183 Дополнительное улучшение схемы тестера телепатии....183 Не так уж и просто?....184 Можно ли было использовать микроконтроллер?....184 ЭКСПЕРИМЕНТ 17. КАКОВЫ НАШИ ШАНСЫ?....186 Логика игры....188 Кто выиграл?....189 Кто жульничает?....190 ЭКСПЕРИМЕНТ 18. ВРЕМЯ ПЕРЕКЛЮЧАТЬСЯ....192 Вернемся к игре «Камень, ножницы, бумага»....193 Индикация нажатой кнопки....195 Защита от жульничества....196 Побеждает дружба....198 Сборка схемы....198 Добавление системы предотвращения жульничества....203 Заключение....203 ЭКСПЕРИМЕНТ 19. ДЕКОДИРОВАНИЕ ТЕЛЕПАТИИ....206 Тестирование дешифратора....206 Повторение двоичной математики....208 Сборка схемы на макетной плате....210 Цоколевки дешифраторов....212 ЭКСПЕРИМЕНТ 20. ИГРА «КАМЕНЬ, НОЖНИЦЫ, БУМАГА» НА ДЕШИФРАТОРАХ....214 Логика игры на дешифраторах....214 Критерии игры....216 Недоступное ИЛИ....216 Спасительное ИЛИ-НЕ....217 Сборка упрощенной схемы на макетной плате....218 Расшифровка дешифрации....222 ЭКСПЕРИМЕНТ 21. «ГОРЯЧИЙ» СЛОТ....224 Мультиплексируем....224 Переходы и перемещения....225 Цоколевка мультиплексоров....243 Приложения с использованием мультиплексора....243 Аналоговые и цифровые мультиплексоры....244 Разработка игры....246 Выбор слота....247 Разработка схемы....248 Конструкция слотов....250 Проверка работы игры....251 Как определяется победитель?....251 Выигрыш....252 Разберемся с шансами....254 «Горячий слот» на микроконтроллере....255 ЭКСПЕРИМЕНТ 22. СЛЫШИМАЯ ЛОГИКА....256 Логическое аудио....256 Слушаем Исключающее ИЛИ....256 Все смешалось....258 ЭКСПЕРИМЕНТ 23. ГОЛОВОЛОМКИ....260 Передвигаемые фишки....260 Логическая решетка....262 Применение логических элементов....262 Переключаемая игра Овидия....264 Ответ на оконную головоломку....266 ЭКСПЕРИМЕНТ 24. СЛОЖЕНИЕ....268 Пять правил двоичного сложения....268 От битов к состояниям....269 Сумматор своими руками....274 Сложение на макетной плате....274 ЭКСПЕРИМЕНТ 25. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СУММАТОРА....278 Возвращение дешифратора....278 Ввод десятичных значений с помощью двухрядных DIP-переключателей....279 Представляем шифратор....280 Другие особенности шифратора....281 Можно ли собрать сумматор на переключателях?....283 Составляем таблицу состояний....285 Организация переключателей....286 ЭКСПЕРИМЕНТ 26. БЕГ ПО КРУГУ....290 Как работает кольцевой счетчик?....290 Раздражающий порядок выводов....291 Игра на счетчике....294 Необходимые пояснения....294 Особенности настройки игры....296 Тестирование реакции на микроконтроллере....298 ЭКСПЕРИМЕНТ 27. СДВИГ БИТОВ....300 Не дребезжать!....300 Необходимые уточнения....300 Схема для демонстрации битового сдвига....302 Цоколевка микросхемы сдвигового регистра....304 Современные применения....305 ЭКСПЕРИМЕНТ 28. «ВЕЩИЙ ЦЗИН»....308 Гексаграммы....308 Дисплей....309 Путь тысячелистника....309 Числа....310 Выбор случайных чисел....312 Как все это работает?....314 Некоторые мелочи....314 Линейные индикаторы или отдельные светодиоды?....315 Сборка схемы проекта «Вещий Цзин»....317 Монтаж и тестирование....320 Запускаем игру «Вещий Цзин»....321 Установка схемы в корпус....322 ЭКСПЕРИМЕНТ 29. ПРОСТЕЙШИЙ ДАТЧИК: ГЕРКОН....324 Маленький магнитный выключатель....324 Исследуем геркон....326 Принцип работы геркона....326 Датчик уровня жидкости....326 Датчик уровня горючего....327 Герконы вместо обычных выключателей....330 Применение герконов....330 Типы магнитов и их поставщики....331 Формы магнитов....331 ЭКСПЕРИМЕНТ 30. ДАТЧИКИ ХОЛЛА....336 Исследуем датчик Холла....337 Применение датчиков Холла....338 Типы датчиков Холла....340 Датчики Холла и цифровая логика....341 Сгибание трубок....343 Электроника игры качения шариков....343 ЭКСПЕРИМЕНТ 31. ЭЛЕКТРОННАЯ ОПТИКА....346 Активные светочувствительные датчики....346 Рабочие характеристики оптических датчиков....348 Исследуем инфракрасный датчик....349 Тестирование инфракрасного светодиода....350 Тестирование фототранзистора....351 Тестирование логики....351 Расширение возможностей схемы....352 Доработка игры «Горячий слот»....353 Проверка концепции....353 Схема подключения датчиков....355 Сборка схемы на макетной плате....356 Корпус для датчиков....358 ЭКСПЕРИМЕНТ 32. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ИГРЫ ОВИДИЯ....362 Логика постановки задачи....362 Обратно к переключателям....363 Магнитные вопросы....364 ЭКСПЕРИМЕНТ 33. ПОЛЬЗА ВРАЩЕНИЯ....368 Энкодер: принцип работы....368 Какой энкодер нам нужен?....369 Пакет импульсов....369 Что там внутри?....370 Применение энкодеров....371 Случайности возможны....371 Вращающийся «Приниматель решений»....372 Вращающийся «Увиливатель»....374 «Идеальная» случайность....375 ЭКСПЕРИМЕНТ 34. СЛУЧАЙНОСТЬ И ДАТЧИКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ....376 Управление таймером с помощью другого таймера....376 Термистор....377 Факторы случайности....378 Автоматизация схемы произвольного выбора....378 Настройка частоты таймера....380 Как повысить степень случайности значений сопротивления термистора?....382 Датчик влажности....382 Регулирование влажности....382 Акселерометр....383 Датчик прикосновения....383 Эмпирические проблемы....384 Насколько случайна случайность?....385 ЭКСПЕРИМЕНТ 35. СРЛОС....386 Знакомимся с СРЛОС....386 Сдвиг битов крупным планом....389 Проблема с нулями....389 Обеспечение неповторяемости....391 Проведение исследования....393 Единицы и нули....395 Проблема весовых коэффициентов....396 Пропускаем 254-е значение....396 Делимся входом сигнала тактирования....397 Возможны ли другие варианты?....398 Затравка....398 Мигающие светодиоды....399 Селектор слота....399 Вариант кольцевого счетчика....400 Произвольные тоны....400 Ввод для игры «Вещий Цзин»....401 ЭКСПЕРИМЕНТ 36. ВАРИАНТ ТЕСТЕРА ЭКСТРАСЕНСОРНЫХ СПОСОБНОСТЕЙ ДЛЯ ОДНОГО УЧАСТНИКА....402 Первая часть проекта....402 Вторая часть проекта....403 Логика ввода....404 Сигнал готовности....405 Затравка случайным числом....405 Еще два элемента Исключающее ИЛИ....405 Самое главное — действовать вовремя....407 Подсчет угадываний....408 Схема в сборе....409 Проверка работы тестера....411 Насколько маловероятными являются ЭСВ?....411 Могущество треугольника....413 Вероятности Джона Уолкера....413 ЭТО ВСЕ?....416 БИБЛИОГРАФИЯ....417 ПРИЛОЖЕНИЕ. ПРИОБРЕТАЕМЫЕ КОМПОНЕНТЫ....418 Наборы компонентов....418 Источники....419 Базовые компоненты....419 Резисторы....419 Конденсаторы....421 Светодиоды....422 Основные сведения о семействах микросхем....423 Транзисторы....425 Переключатели....425 Источники питания, макетные платы и монтажные провода....426 Минимальный список покупок. Эксперименты с 1 по 14....427 Минимальный список покупок. Эксперименты с 15 по 25....428 Минимальный список покупок. Эксперименты с 26 по 36....429 Оптимальный список покупок. Эксперименты с 1 по 14....431 Оптимальный список покупок. Эксперименты с 15 по 25....432 Оптимальный список покупок. Эксперименты с 26 по 36....434 Максимальный список покупок. Эксперименты с 1 по 14....436 Максимальный список покупок. Эксперименты с 15 по 25....437 Максимальный список покупок. Эксперименты с 26 по 36....439 Выборочный список покупок....441 ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ.....454