Часть III ЦИФРОВОЙ МИР 9. КАК СХЕМЫ ПОНИМАЮТ ЕДИНИЦЫ И НУЛИ 187 Единицы и нули как уровни напряжения 188 Знакомьтесь: двоичная система счисления 188 Проект № 18. Преобразование двоичного числа в десятичное 189 Инструменты 189 Шаг 1. Запись числа на бумаге 190 Шаг 2. Запись значений позиций 190 Шаг 3. Определение значения каждой цифры 190 Шаг 4. Суммирование чисел 191 Биты и байты 192 Числа могут выражать все что угодно 192 Проект № 19. Игра «Угадай цвет» 193 Познакомьтесь с RGB-светодиодом 194 Список необходимых материалов 194 Шаг 1. Установка кнопок задания цвета 195 Шаг 2. Подключение RGB-светодиода 196
12 Оглавление Шаг 3. Подключение кнопки показа цвета 197 Шаг 4. Проверка цветов 198 Шаг 5. Если схема не работает 199 Создание слов с помощью двоичных чисел 199 Проект № 20. Машина для секретных сообщений 200 Познакомьтесь с DIP-переключателем 202 Список необходимых материалов 202 Шаг 1. Подключение кнопки 203 Шаг 2. Подключение DIP-переключателя 204 Шаг 3. Подключение светодиодов 205 Шаг 4. Отправка секретного сообщения 207 Шаг 5. Если схема не работает 208 10. СХЕМЫ , КОТОРЫЕ ДЕЛАЮТ ВЫБОР 211 Всего лишь логика 212 Знакомьтесь: логические вентили 213 Вентили И проверяют истинность обоих входов 213 Вентили ИЛИ проверяют истинность хотя бы одного из входов 214 Вентиль НЕ инвертирует входной сигнал 214 Вентиль И с четырьмя входами215 Как изображать логические схемы 216 Логическое уравнение для секретного кода 216 Преобразование логического уравнения в электрическую схему 216 Использование логических вентилей на практике 217 Проект № 21. Детектор секретного кода 219 Список необходимых материалов 221 Инструменты 222 Как использовать другое напряжение питания для схем на макетной плате 222 Шаг 1. Установка переключателей и резисторов 224 Шаг 2. Установка микросхем 224 Шаг 3. Установка транзистора и светодиода 225 Шаг 4. Построение логической схемы 226 Шаг 5. Завершение подключения транзистора 228 Шаг 6. Подача питания и проверка схемы 229 Шаг 7. Если светодиод не загорается 231 Вентили с инвертированной логикой 231 Вентиль И-НЕ выявляет состояние ложь на одном из входов 231 Вентиль ИЛИ-НЕ выявляет состояние ложь на двух входах одновременно 232
Оглавление 13 11. СХЕМЫ , ЗАПОМИНАЮЩИЕ ИНФОРМАЦИЮ 235 Запоминание битов по одному 236 Улучшенная схема памяти 237 Память, которая изменяется только по сигналу 237 Выход, который переключается сам 240 Проект № 22. Электронная игра «Орел или решка» 241 Список необходимых материалов 242 Шаг 1. Сборка схемы генератора 243 Шаг 2. Подключение кнопки старта 244 Шаг 3. Создание переключающей схемы 245 Шаг 4. Установка светодиодов «орел и решка» 246 Шаг 5. «Бросаем монетку» 247 Шаг 6. Если схема не работает 248 12. ДАВАЙТЕ СОЗДАДИМ ИГРУ ! 251 Знакомьтесь: микросхемы для игры на быстроту реакции 252 Обозначения V CC и GND 253 Таймер 555 для задания темпа игры 253 Счетчик для включения светодиодов 255 Триггер для запуска и остановки бега огонька 257 Проект № 23. Игра на быстроту реакции 258 Список необходимых материалов 260 Инструменты 261 Шаг 1. Построение схемы с таймером 261 Шаг 2. Построение схемы управления светодиодами 263 Шаг 3. Построение схемы пуска и остановки 266 Шаг 4. Тренировка на развитие быстроты реакции 268 Шаг 5. Если схема не работает 268 Добавьте к игре звонок 270 ПОЛЕЗНЫЕ РЕСУРСЫ 273 Компоненты и единицы измерения. Справочные таблицы 274 Цветовые коды резисторов 274 Коды конденсаторов 275 Стандартные префиксы 276 Закон Ома 276 Простейшая схема делителя напряжения 277
Интернет-магазины электронных компонентов и материалов 278 Обучающие онлайн-ресурсы 278 ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ 279 ОБ АВТОРЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284 О ТЕХНИЧЕСКОМ КОНСУЛЬТАНТЕ 284 БЛАГОДАРНОСТИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
Предисловие 15 ПРЕДИСЛОВИЕ Когда видишь, что собранное тобой устройство, о котором ты прочитал в книге или которое придумал сам, работает, испытываешь невероят- ную радость. Причем иногда наибольшее удовлетворение доставляют самые простые вещи. В детстве в числе самых любимых у меня было маленькое жульни- ческое устройство на основе одного резистора, включенного между про- водами телефонной линии. Для его создания я использовал печатную плату с медным покрытием на одной стороне. Нанеся на медь защит- ный слой, я создал на нем рисунок нужных соединений, а затем в под- вале нашего дома стравил не защищенную покрытием медь хлоридом железа. Это устройство позволяло звонить с домашнего телефона и нор- мально говорить по нему, но звонящим с других номеров выдавало сиг- нал «занято». Благодаря ему я точно знал, что никто из учителей не смо- жет дозвониться до моих родителей во время обеда. Несколькими годами позже я переделал электронный ключ гараж- ных дверей так, чтобы он мог открывать любые двери той же марки. В обычном режиме работы пароль для передатчика и приемника зада- вался вручную с помощью DIP-переключателя с десятью контактными группами. Дверь открывалась, когда приемник ее замка получал сигнал с кодом, который был ему задан. Я заменил эти переключатели инте- гральной схемой — таймером 555, генерирующим тактовый сигнал, — и 10-разрядным двоичным счетчиком, что позволяло автоматически опробовать каждую из 1024 (2 10 ) возможных комбинаций. Достаточно было подержать кнопку нажатой всего несколько минут, чтобы подо- брать нужный код, после чего дверь открывалась. Я никогда не исполь- зовал эту электронную отмычку для недобрых дел, но она укрепила мою нацеленность на дальнейший поиск нестандартных решений, на разви- тие технологий без причинения кому-либо вреда, а также на расшире- ние собственных познаний путем постоянной постановки вопросов и не - устанного экспериментирования. Я считал, что суметь так переделать
серийное устройство, чтобы оно могло выполнять функции, которых его создатели не предусматривали, — это очень круто. Когда я был гораздо моложе, мне в руки как-то попались 6-вольтовая батарейка и пружина от регулируемой настольной лампы. Я подумал: «А что будет, если соединить этой пружиной выводы батарейки?» Что я, разумеется, тут же и сделал. Пружина становилась все горячее и горя- чее, так что в конце концов мне пришлось снять ее и бросить в раковину в ванной комнате. Соединив положительный и отрицательный выводы батарейки пружиной, я создал короткое замыкание, позволив тем самым току идти между ними. Больше я никогда не смотрел на батарейки и пру- жины с этой точки зрения. Помню, я попытался сделать систему сигнализации на двери своей спальни вроде той, что описана в главе 1 этой книги. На крюк с внутрен- ней стороны двери я повесил маленький радиоприемник, настроил его на прием атмосферных помех, вывел громкость на максимум и «взвел» его, соединив сдвижной выключатель питания с проволокой, закреплен- ной на стене. Я рассчитывал, что при открывании двери проволока потя- нет выключатель, обрушив на входящего оглушительный треск. На прак- тике, когда мой отец открыл дверь, приемник соскользнул с крюка, упал на пол и разбился. Я надеюсь, что рассказанное вдохновит вас на исследование уди- вительного мира электроники, а эта книга станет отличной стартовой площадкой. Ее автор Эйвинд Даль сумел представить сложные основы электроники в простой и увлекательной форме. Его страстное увлечение электроникой и искреннее желание объяснить и научить ощущаются на каждой странице этой книги. Начав с азов и накапливая знания и уме- ния, вы придете к тому, что сами сможете разрабатывать и осуществлять более крупные, более интересные и более умные проекты. Нет лучшего способа обучения, чем практика. Итак, вперед! Переверните страницу и начните свое путешествие в страну электроники! Поделитесь с Вашими друзьями: |