Ako sa naučiť elektroniku (s obrázkami)

Elektronika je veda o riadení elektrickej energie, takže je to veľmi dôležitá oblasť, ktorú je našťastie menej náročné sa naučiť, ako si možno myslíte. Môžete začať hneď tým, že si prečítate niečo o elektrických prúdoch a obvodoch. Ak chcete získať praktickejší prístup, objednajte si stavebnice alebo si vyrobte vlastné obvody. Po dostatočnom štúdiu si možno raz budete môcť vyrobiť vlastné elektronické pomôcky.

1. časť zo 4: Učíme sa základy

Čítajte knihy, aby ste sa naučili základy elektroniky. Navštívte miestnu knižnicu alebo kníhkupectvo a začnite čítať o elektronike. Aj v starších knihách nájdete veľa informácií o elektrických obvodoch a ich fungovaní. Použite ju na preštudovanie základov predtým, ako začnete budovať vlastné obvody.[1]

  • Vyskúšajte knihy ako napr Značka: Elektronika, Umenie elektroniky, alebo Základy analógových a digitálnych elektronických obvodov.
  • Ak sa chcete stať bytovým elektrikárom, preštudujte si bytovú časť najnovšej knihy predpisov NEC.[2]
    Odborný zdroj
    Jesse Kuhlman
    Majster elektrotechnik
    Rozhovor s odborníkom. 30. júna 2020.
  • Ak chcete získať ďalšie zdroje, vyhľadajte na internete informatívne webové stránky a digitálne kópie kníh.

Stiahnite si telefonickú prihlášku na štúdium elektrotechniky. Vyhľadajte v obchode Play vo svojom telefóne množstvo informatívnych a praktických aplikácií. Niektoré aplikácie vás naučia základy elektroniky, zatiaľ čo iné vám umožnia navrhnúť si vlastný obvod pomocou dotykovej obrazovky.

  • Skúste napríklad Základy elektroniky alebo ElectroDroid.

Preskúmajte, ako sa prúd šíri pozdĺž vodiča. Elektrický prúd sa skladá z elektrónov, čo sú záporne nabité častice v atómoch. V prúde prúdia elektróny zo záporného zdroja, napríklad z pólu batérie. Potom prúdi okolo obvodu a vracia sa do kladnej svorky.[3]

  • Môžete si to predstaviť ako vodovodný kohútik. Keď sa kohútik zapne, „voda“ sa tlačí, až kým nedosiahne koniec potrubia.

Prečítajte si o napätí v obvode. Napätie je meranie sily potrebnej na to, aby obvodom tiekol prúd. V obvode sa elektróny hromadia v blízkosti záporného pólu batérie. Na to, aby obvodom tiekol prúd, je potrebná energia a touto mierou je napätie.

  • Predstavte si to ako tlak vo vodnej nádrži. Keď sa voda z nádrže vypustí, tlak klesne a vyteká menej vody.

Skúmajte odporový faktor rôznych predmetov. Odpor spomaľuje prúd v obvode. Rôzne materiály brzdia elektrinu viac ako iné. Na prechod elektrického prúdu cez izoláciu budete potrebovať silnejší prúd ako cez vodivý materiál, napríklad kov. Tým sa zvyšuje napätie.

  • Predstavte si napríklad vodovodné potrubia rôznych veľkostí. Voda čelí väčšiemu odporu pri prúdení cez menšie potrubie kvôli nedostatku priestoru.

Prečítajte si schémy obvodov, aby ste porozumeli zápisu. Elektrické schémy a nákresy používajú symboly na označenie komponentov. Skôr ako si ho skopírujete a zostrojíte vlastný obvod, zistite, čo znamenajú symboly. Vyhľadajte na internete zoznam symbolov používaných ako skratky v schémach.[4]

  • Rovné čiary sú vodiče. Batéria je znázornená znakom +, za ktorým nasleduje dlhá a krátka rovná čiara.
  • Napríklad diódy sa znázorňujú trojuholníkmi. Rezistory sú reprezentované štvorčekmi alebo zubatými čiarami.

Časť 2 zo 4: Ovládanie nástrojov

Meranie elektrického prúdu pomocou multimeter. Multimeter je praktický spôsob merania rôznych síl, ktoré tvoria elektrický náboj. Je užitočné mať ho po ruke na testovanie prúdu v akomkoľvek elektrickom obvode. Kúpte si taký, ktorý meria prúd, napätie a odpor.[5]

  • Prúd je tok elektrickej energie v obvode. Meria sa v ampéroch.
  • Napätie prúdu, merané vo voltoch, je tlak, ktorý tlačí prúd pozdĺž obvodu.
  • Odpor udáva, ako veľmi obvod odoláva toku elektrického prúdu. Meria sa v ohmoch.

Obmedzte elektrický prúd pomocou rezistora. Rezistory sú malé trubičky na vodičoch. Aktívne nič nerobia, ale sú dôležité pri obmedzovaní elektrického prúdu. Bez rezistora môže byť elektrický prúd príliš silný a zničiť ostatné komponenty.[6]

  • Ak napríklad pripojíte LED svetlo k obvodu bez rezistora, svetlo môže zhorieť.

Elektrickú energiu uchovávajte pomocou kondenzátora. Kondenzátory sú opakom rezistorov. Namiesto toho, aby obmedzovali tok, podporujú ho tým, že ukladajú trochu elektriny. Takto v prípade prerušenia napájania obvod naďalej funguje.[7]

  • Ak napríklad odpojíte počítač, kondenzátory zabezpečia plynulý tok elektrického prúdu z batérie.

Ovládanie elektrických prúdov pomocou diód a tranzistorov. Tieto komponenty majú + a – póly, ktoré pomáhajú viesť elektrický prúd. Po aktivácii prúdi elektrina jedným koncom a druhým koncom von. Diódy majú 2 konce, zatiaľ čo tranzistory 3.[8]

  • Diódy sa používajú na to, aby elektrický prúd tiekol len v 1 smere.
  • Tranzistory sú ako spínače, ktoré menia smer prúdu.

Precvičte si strihanie a odizolovanie drôty. Na základné elektrické práce budete potrebovať nožnice na strihanie drôtov a odstraňovač izolácie z drôtov v železiarstve. Na tento účel najprv odstrihnite vodiče na potrebnú dĺžku. Potom odizolujte približne 1⁄4 v (0.64 cm) izolácie z koncov pred ich pripojením ku komponentom.

  • Ak chcete pracovať s vodičom, pridržte odkryté konce pri súčiastkach alebo ich prilepte páskou. Ak používate dosku na chlebík, jednoducho zasuňte odkrytý koniec do otvoru.
  • Keď začínate, nemusíte sa učiť spájkovať.

Prečítajte si, ako sa používajú vodiče rôznych farieb. Elektrické vodiče sú vo všeobecnosti všetky medené. Sú však obalené v rôznych farbách plastu, aby sa rozlíšilo ich použitie. Vždy spájajte podobné vodiče. Na napájanie obvodov používajte čierne a červené vodiče.[9]

  • Čierne vodiče sú hlavnými vodičmi prúdu v obvode. Červené vodiče sú sekundárne nosiče.
  • Modré a žlté vodiče sú nezvyčajné, ale používajú sa na prenos elektriny v zložitých obvodoch.
  • Biele a sivé vodiče sa považujú za neutrálne, pretože vedú nepoužitú elektrinu.
  • Zelené vodiče sú uzemňovacie vodiče, ktoré z bezpečnostných dôvodov odvádzajú prúd na zem.

Časť 3 zo 4: Získavanie praktických skúseností

Zostavte obvod pomocou schémy zapojenia. Vyhľadajte na internete schémy obvodov a nájdite niekoľko jednoduchých, ktoré sa môžete pokúsiť zostrojiť sami. Prečítajte si schému, aby ste zistili, aké súčiastky potrebujete. Potom zostavte obvod tak, aby vyzeral ako na obrázku. Pomôže vám získať predstavu o tom, ako obvody fungujú.[10]

  • Najlepšie je začať s menším obvodom. Vyberte si jednu s niekoľkými rozvetvenými linkami a dostupnými komponentmi, ako je batéria a žiarovka.

Vytvorte uzavretú slučku pomocou žiarovky. Zhromaždite 2 medené vodiče, čerstvú batériu a žiarovku. Komponenty položte na stôl a potom držte vodiče na pripojenie pólov batérie ku kovovej základni žiarovky, kým sa žiarovka nerozsvieti.[11]

  • Žiarovku môžete rozsvietiť len s týmito komponentmi.
  • Elektrický prúd tečie zo záporného pólu do kladného, pričom cestou prechádza cez žiarovku.
  • Keď uvidíte, ako táto uzavretá slučka oživí vašu žiarovku, môžete lepšie pochopiť, ako sa elektrina pohybuje v obvode.

Zakúpte si súpravu na cvičné projekty. Prejdite na internet a nájdite rôzne stavebnice pre začiatočníkov v oblasti elektroniky. K dispozícii je široká škála súprav, z ktorých každá obsahuje súčiastky na dokončenie jednoduchého výrobku. Je to dobrý spôsob, ako sa začať učiť o elektronike bez toho, aby ste si museli postaviť vlastnú dosku s obvodmi.[12]

  • Napríklad vzdelávací rover je malý, vopred zostavený robot. Slúži na osvojenie si niektorých základných techník prispôsobovania a programovania.

Precvičovanie práce s doskami Arduino. Dosky Arduino sú lacné dosky s obvodmi, ktoré sa používajú vo väčšine elektronických projektov. Sú súčasťou všetkých stavebníc, ktoré si kúpite, ale môžete si ich kúpiť aj samostatne online. Sú vhodné pre začiatočníkov, takže si ich skúste použiť na zostavenie základných obvodov a projektov.[13]

  • Typickým štartovacím projektom je „blikajúce svetlo“, ktoré vás naučí, ako pomocou jednoduchého programovania Arduino na počítači prinútiť LED svetlo blikať.
  • Ak si nechcete kupovať stavebnicu, môžete začať s doskou Arduino a káblom USB. Pripojte dosku k počítaču a stiahnite si online softvér Arduino.

Zostavujte obvody pomocou dosiek na chlebík. Doska na chlieb je spôsob, ako vytvoriť obvod bez spájkovania. Vyzerá to ako kus plastu s množstvom dier. Zatlačte vodiče do otvorov, aby ste ich spojili do obvodu. Pripojte vodiče k doske Arduino alebo batérii, aby ste vytvorili elektrický prúd.[14]
Dôveryhodný zdroj
Vedeckí kamaráti
Databáza vedeckých projektov, vysvetlení a vzdelávacích materiálov z dielne odborníkov
Prejsť na zdroj

  • Vyskúšajte aktivovať LED svetlo pomocou dosky s chlebom. Budete potrebovať drôt, LED diódu, rezistor a dosku Arduino.. Všetky tieto súčiastky si môžete objednať online.

Vytvorte si vlastné projekty pomocou online schém. Keď sa vám bude páčiť zostavovanie obvodov, vymyslite si niekoľko projektov, ktoré by ste chceli vytvoriť, napríklad alarm alebo senzor. Schémy sú konštrukčné diagramy, ktoré vám ukážu, ako zostaviť projekt. Mnoho schém nájdete vyhľadaním na internete.

  • Zadajte napríklad „blinking light schematic“ (schéma blikajúceho svetla), aby ste našli niekoľko spôsobov, ako zostaviť obvod s blikajúcim LED svetlom.

4. časť zo 4:Rozšírenie vašich vedomostí

Nájdite si prácu v spoločnosti, ktorá sa zaoberá elektrotechnickými prácami. Najlepší spôsob, ako sa naučiť niečo o elektrotechnike, je získať prácu v oblasti, v ktorej chcete pracovať. Rozhodnite sa, v akej oblasti chcete pracovať, napríklad v domácnostiach, kanceláriách alebo vonku. Potom nájdite spoločnosť, ktorá sa zaoberá týmto druhom práce, a začnite![15]
Odborný zdroj
Jesse Kuhlman
Majster elektrikár
Rozhovor s odborníkom. 30 jún 2020.

  • Ak chcete pracovať vonku, môžete napríklad pracovať v spoločnosti, ktorá sa zaoberá inštaláciou solárnych zariadení.[16]
    Odborný zdroj
    Jesse Kuhlman
    Majster elektrikár
    Rozhovor s odborníkom. 30. júna 2020.

Ovládnite programovací jazyk na ovládanie elektroniky. Dajte elektronike smer inštaláciou mikrokontroléra. Toto je malý počítačový čip, ktorý sa zmestí na dosku plošných spojov. Používanie jedného z nich zahŕňa štúdium počítačového programovacieho jazyka, napríklad C alebo C++, a následné vypisovanie kódu prostredníctvom počítača.

  • Arduino je jednoduchý spôsob programovania mikrokontrolérov pre začiatočníkov. Pripojte dosku Arduino k počítaču, potom si stiahnite softvér Arduino a začnite kódovať.

Navrhnite si vlastné schémy pomocou počítačového softvéru. Stiahnite si do počítača jednoduchý bezplatný program na navrhovanie, napríklad Fritzing. Použite program na zostavenie vlastného elektrického obvodu. Pomôže vám to lepšie pochopiť elektrické obvody a schémy. Program môžete použiť aj na navrhnutie niečoho jedinečného na stavbu.

  • Môžete použiť aj zložitejší softvér na navrhovanie plošných spojov, napríklad Eagle a KiCad.
  • Po vytvorení obvodu ho môžete poslať výrobcovi prototypov na vytlačenie.

Rozoberanie elektrických spotrebičov na štúdium. Rozložte starý televízor, hriankovač alebo iné zariadenie. Použite ju na štúdium elektrických komponentov vo vnútri. Potom sa pokúste všetko opäť poskladať. Môžete sa tiež pokúsiť opraviť pokazené zariadenia, aby ste lepšie pochopili, ako komponenty fungujú.[17]

  • Prijmite preventívne opatrenia, aby ste sa vyhli úrazu elektrickým prúdom.
  • Pred prácou na zariadeniach, ktoré nevlastníte, si vyžiadajte povolenie.

Absolvujte školský kurz elektroniky. Nezáleží na tom, v akom ste veku, môžete nájsť triedu, ktorá vám pomôže začať s elektronikou. Vyhľadajte si na internete úvodné kurzy do elektroniky alebo elektrotechniky. Možno nájdete nejaké aj vo svojom okolí.

  • Keď začnete, môžete prejsť na pokročilejšie triedy alebo si precvičiť výrobu vlastných elektrických obvodov.
  • Niektoré stredné a vysoké školy ponúkajú kurzy na tieto témy.
  • Vyhľadajte si aj bezplatné online kurzy na stránkach ako Coursera alebo edX.
  • Precvičte si spájkovanie drôtov a elektronika. Ako budete postupovať, budete nakoniec potrebovať pripojiť vodiče alebo ich upevniť na elektrické dosky. Pomocou spájkovačky môžete komponenty zlepiť zahriatím cínového spájkovacieho materiálu. To vám pomôže vytvoriť lepšie elektrické obvody, ktoré vydržia dlhšie.[18]
    Dôveryhodný zdroj
    Vedeckí kamaráti
    Databáza vedeckých projektov, vysvetlení a vzdelávacích materiálov z dielne odborníkov
    Prejsť na zdroj

    • Breadboardy sa ľahko používajú, ale spoje časom vypadávajú.
    • Pri práci s horúcou žehličkou a kovom nezabudnite dodržiavať bezpečnostné opatrenia. Nikdy nenechávajte žehličku zapnutú ani ju neumiestňujte na horľavý povrch.
  • Referencie