Tout ce que vous devez savoir sur l'électronique pour débutants : 12 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Rebonjour. Dans ce Instructable, nous couvrirons un sujet très large: tout. Je sais que cela peut sembler impossible, mais si vous y réfléchissez, notre monde entier est contrôlé par des circuits électroniques, de la gestion de l'eau à la production de café en passant par les trajets domicile-travail/école. Et tous ces appareils électroniques sont contrôlés par des composants très similaires (résistances, transistors, potentiomètres, condensateurs, commutateurs, et bien d'autres encore). Ces composants effectuent tous l'une des tâches suivantes: collecte de données, traitement de données et sortie de données. Par exemple, une souris (qui est une combinaison de beaucoup de petits morceaux) mesure la position, un processeur informatique réfléchit à cette information et l'écran de l'ordinateur déplace le curseur en fonction de votre souris. Commençons ce Instructable en passant en revue certains des composants susmentionnés.

Étape 1: basculer

Ahh, le bon vieux commutateur. Il y en a un dans presque tous les circuits électroniques jamais fabriqués. Si vous avez un bon circuit qui n'en a pas, veuillez commenter ci-dessous (les piles bouton + LED ne comptent pas ici). Quoi qu'il en soit, l'interrupteur a une tâche: laisser passer l'électricité ou non. Il n'y a pas grand-chose à dire sur ce héros tacite de l'électronique.

Étape 2: Résistances

Les résistances sont la pierre angulaire de tout circuit. J'aurais du mal à trouver un PCB (c'est-à-dire une carte de circuit imprimé, pour le profane) qui ne possède pas l'un de ces objets vitaux de réduction de tension. Les résistances sont utilisées pour prendre une tension et la réduire à une tension inférieure. Il n'y a pas grand-chose d'autre à dire sur ces petits composants vitaux.

Étape 3: Transnistors

Les transistors peuvent être déroutants, en particulier avec tous les types différents. Essentiellement, un transistor est un commutateur semi-conducteur déclenché par un courant électrique. Ces commutateurs minuscules mais puissants sont disponibles dans différents modèles, chacun avec des objectifs légèrement différents. Chaque circuit moderne capable de traiter des données a un de ces types.

Étape 4: condensateur

Les condensateurs sont un moyen de stocker de petites quantités d'électricité. Voici comment ils fonctionnent: Il y a deux morceaux de métal séparés par un matériau non conducteur. Le type de matériau non conducteur, ou diélectrique, détermine le type de condensateur et son utilisation.

Étape 5: Potentiomètres/Rhéostats

Le potentiomètre est un type fascinant et important de résistance variable. Il y a 3 broches - 2 entrées et une sortie. L'utilisation des trois broches en fait davantage un capteur pour la saisie de données, tandis que l'utilisation de deux broches en fait une vieille façon d'étouffer la tension. Si vous êtes comme moi, vous voulez savoir comment ça marche. Fondamentalement, il y a une résistance sur laquelle se déplace une glissière ou un essuie-glace, ce qui fait que la distance sur laquelle l'électricité fluctue en fonction de la position sur l'essuie-glace/la glissière. Cela augmente ou diminue la résistance. Les potentiomètres ressemblent généralement à l'image ci-dessus, mais leur forme et leur taille peuvent varier.

Étape 6: Moteur à courant continu sans balais

Ce truc est plutôt cool. J'avais l'habitude de montrer aux petits enfants (ils avaient techniquement mon âge - j'étais en cinquième année) le moteur à courant continu en connectant les bornes à une batterie 9V et le tour était joué ! Tous les autres enfants étaient jaloux (ou alors j'ai fantasmé). Vous pouvez également utiliser la puissance du moteur. C'est un appareil très simple - il y a deux ou plusieurs bobines électromagnétiques qui alternent la polarité. Ensuite, il y a un aimant normal qui tourne à cause de la répulsion des électro-aimants (voir photo ci-dessus).

Étape 7: Relais

Un relais est un interrupteur actionné par un courant électrique. Je l'ai schématisé sur mon tableau blanc dans la photo ci-dessus. Essentiellement, une bobine électromagnétique repousse une électrode magnétique, la faisant toucher une autre électrode, laissant ainsi le courant traverser le circuit.

Étape 8: Avertisseur piézo

Le Piezo Buzzer est l'une des choses les plus ennuyeuses de l'univers. Je veux dire, qui veut entendre "BIP, BIP, BIP !" quand on nettoie le frigo ? Ou lorsque le micro-ondes s'éteint, mais que vous ne voulez pas arrêter de regarder Sherlock, et que vous êtes obligé d'endurer "Bip bip, Bip Bip, Bip bip." Cependant, ces minuscules sudo-haut-parleurs sont une partie importante de la conception électronique. Si vous voulez que votre circuit donne un retour audio, mais que vous n'avez pas besoin d'un haut-parleur ordinaire, ce sont vos composants de prédilection. Ils font du bruit avec une petite plaque métallique appelée piézo. L'électricité traverse le piézo, le faisant vibrer très rapidement. Ce mouvement produit de l'air ondulé, autrement connu sous le nom de son. Le pas de l'air ondulé est déterminé par la vitesse de la vibration, et la vitesse de la vibration est déterminée par la tension.

Étape 9: Ampoules LED

Ces petites ampoules sont si courantes dans l'électronique qu'il est rare de ne pas en avoir au moins 20 dans votre maison. Ils sont petits, abordables, écoénergétiques, très lumineux et ne chauffent pas. Qu'est-ce qu'il ne faut pas aimer ? Fondamentalement, la lumière dans une LED, ou Light Emitting Diode, est créée par le mouvement des électrons dans le matériau semi-conducteur qui est à peu près l'équivalent du filament d'une ampoule à incandescence. Même dans les circuits les plus chiants, j'aime placer des petites LED vertes ou blanches pour animer les choses.

*Avertissement: étouffez toujours le courant entrant dans une LED avec une sorte de résistance. Ils fonctionnent généralement à basse tension, autour de 3,3 volts.

Étape 10: Microcontrôleurs

Cette étape est différente des autres, car il ne s'agit pas d'un composant, mais d'un sujet. Les microcontrôleurs sont de simples ordinateurs utilisés pour absorber, interpréter, afficher et répondre aux données. La plupart des microcontrôleurs utilisent tout ou la plupart des composants dont nous avons parlé. Comme il existe de nombreux types de microcontrôleurs, je vais vous donner trois des plus recommandés pour les débutants: Arduino, Raspberry Pi et BeagleBone. Ces trois cartes sont toutes programmables et peuvent être utilisées pour n'importe quel nombre de projets.

*Avertissement: je ne possède que l'Arduino et le Raspberry Pi, je ne peux donc pas garantir le BeagleBone.

Étape 11: Programmation

La programmation est géniale. Je ressens une sensation de chaleur chaque fois que je travaille sur un programme, une sorte de montée d'adrénaline, mais sans réaction combat/fuite. Je voudrais expliquer tout ce que je sais sur la programmation, mais cela prendrait du temps. Voici donc la version condensée: il existe de nombreux langages que les ordinateurs comprennent (C, Python, JavaScript, Ruby, C++, Java, etc.), et apprendre à parler (ou taper) ces langages est l'une des meilleures choses que vous puissiez faire pour toi. Une fois que vous avez appris le langage, dites simplement à l'ordinateur (ou au microcontrôleur) ce que vous voulez qu'il fasse, et il se conformera, après quelques débogages. Sans même une connaissance de base de la programmation, vous coulerez avant de monter dans le bateau métaphorique de l'électronique.

Étape 12: C'est tout, les amis

Ceci conclut l'Instructable. Merci d'avoir lu, et prenez le temps de voter pour moi dans le concours d'électronique pour débutants si vous avez apprécié ce guide. J'espère sincèrement que vous vous sentez inspiré pour vous lancer dans la conception électronique maintenant.