maly
Hradla, volty, jednočipy

Updated 2 months ago

HRADLA, VOLTY, JEDNOČIPY

Úvod do bastlení

Martin Malý

Pro čtenáře, kteří jsou spokojeni s elektronickým vydáním tištěnou verzi nechtějí, a přesto by rádi autorovi přispěli, tu je několik možností:

Vydavatel:

CZ.NIC, z. s. p. o.

Milešovská 5, 130 00 Praha 3

Edice CZ.NIC

www.nic.cz

  1. vydání, Praha 2017

Kniha vyšla jako 16. publikace v Edici CZ.NIC.

ISBN 978-80-88168-24-9

© 2017 Martin Malý

Toto autorské dílo podléhá licenci Creative Commons (creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/cz/), a to za předpokladu, že zůstane zachováno označení autora díla a prvního vydavatele díla, sdružení CZ.NIC, z. s. p. o. Dílo může být překládáno a následně šířeno v písemné či elektronické formě na území kteréhokoliv státu.

Obsah

Obsah

Poděkování

Předmluva vydavatele

Předmluva mentora

Výmluvy místo předmluvy

1 Budu velkým elektronikem a budu stavět hrozně cool obvody!

1.1 Blikač

1.2 „Dílna“

1.3 Kde nakoupit součástky?

1.4 Nákupní seznam: Součástky pro blikač

1.4.1 LED

1.4.2 Rezistory

1.4.3 Kondenzátory

1.4.4 Integrované obvody

2 Postavte si blikač – teď už to snad půjde lépe

2.1 Který rezistor je ten pravý?

2.2 Měření multimetrem

2.3 LED podrobněji

3 Hlava, koleno, zem…

3.1 „Nemá to něco společného s atomy?“

3.2 Napětí

3.3 Proud

3.4 Vodič a nevodič

3.5 Odpor

3.6 Měření, měření!

3.7 Ohmův zákon

3.8 Výkon

3.9 … a malé opáčko

3.9.1 Násobky a podíly

3.10 Zkratky u značení

3.11 Vyvolená čísla

3.12 Pro lepší představu

3.13 Střídavý proud

3.14 Zkrat

3.15 Multimetr jako zkrat?

3.16 Elektromagnetická indukce

3.17 Značky pro schémata

3.17.1 Kroužek, nebo ne?

4 Zdroje napětí

4.1 Společná zem

5 Vedle sebe, za sebou

5.1 Svítilna s LEDkou

5.2 Sériové zapojení

5.3 Dělič napětí

5.4 Paralelní zapojení

5.5 Kirchhof 2

5.6 Baterie sériově – paralelně

5.7 Potenciometr

5.8 Úbytek napětí na LED

5.9 Co jsou vlastně ty diody zač?

5.10 Datasheet

6 Základní elektronické součástky

6.1 Rezistor

6.2 Kondenzátor

6.3 Cívka

6.4 Transformátor

6.4.1 DC měnič

6.4.2 Stabilizátor

6.4.3 7805

7 Polovodiče

7.1 P-N přechod

7.2 Dioda

7.3 Tranzistor

7.4 Rozsvítíme prstem LED!

7.4.1 Více světla!

7.5 Tranzistor řízený polem (FET)

7.6 Šoupejte nožkou…

7.7 MOSFET

7.7.1 Co je to CMOS?

7.8 A to je všechno s polovodiči?

8 Pouzdra elektronických součástek

8.1 Co je to SMT a THT

8.2 DIP, DIL

8.3 Co s těmi ostatními?

8.3.1 Praktické tipy

9 Blikač s Arduinem

9.1 Když se řekne Arduino

9.2 Programování Arduina

9.3 Blikání Arduinem

9.4 Krok zpět k drátům

9.5 Arduino a EduShield

10 Fotorezistor

10.1 Obrácená logika

10.2 Trimry

10.3 Lepší řešení detektoru tmy

10.4 Fotorezistor a Arduino

11 Termistor

12 LM35

13 „Jak naučit kámen počítat“

13.1 Stavebnice

13.2 Logické funkce

13.2.1 Digitální, nebo analogové?

13.2.2 Dvojková soustava

13.2.3 Šestnáctková soustava

13.2.4 Zpátky k technice

13.3 TTL a CMOS

13.3.1 Propojení CMOS a TTL

13.4 Operace s bity

13.5 Booleova algebra, výroková logika

13.6 Logika v číslicové technice

13.7 U-káz-ka! U-káz-ka!

13.8 Tlačítko a přepínač

13.9 Pull Up a Pull Down

13.10 Pomalé tlačítko

13.11 Schmittův obvod

13.12 Blokovací kondenzátor

13.13 Buzení z Arduina

14 Kombinační logika

14.1 De Morganův zákon

14.2 XOR

14.3 Logické funkce dvou proměnných

14.4 Vícevstupová hradla

14.5 Mimochodem, když máme NAND, co ty ostatní?

14.6 Zjednodušování logických výrazů

14.7 AND-OR-INVERT

14.8 Multiplexor

14.9 Proč slučujeme přes OR?

14.10 Dekodér (demultiplexor) „1-z-N“

14.11 Vícebitové varianty

14.12 Otevřený kolektor, třetí stav, OE

14.13 Dekodéry

14.14 Pojďme, budeme už fakt něco počítat!

14.15 Aritmeticko-logická jednotka (ALU)

15 Sedmisegmentovky LED

15.1 Víc sedmisegmentovek…

16 Jak vypadá hradlo uvnitř

16.1 Proč zapojovat blokovací kondenzátory k napájení

16.2 Negované signály

16.3 MOS, CMOS

17 „Plnou parou vzad!“ – „Ale jak daleko?“

17.1 Ještě pípat!

18 Zpětná vazba

18.1 Astabi-cože?

18.2 Blikač

18.3 Krystalový oscilátor DIL

18.4 Monostabilní klopný obvod

18.5 Detektor pohybu

18.6 Bistabilní klopný obvod R-S

18.6.1 Klopný obvod s hradly NAND

18.7 Zakázané kombinace, zpětná vazba, …

18.8 Hodiny

18.9 Synchronní / Asynchronní

18.10 Symbol pro klopný obvod

18.11 Reálný klopný obvod D: 7474

18.12 Reálný latch 7475

19 Panna, nebo orel?

19. 1 Náhoda? Nemyslím si…

19.1.1 Jaké hodnoty RC zvolit, když vím jen to, že součin má být XYZ?

19.2 Střída

19.3 PWM

19.4 Dělení kmitočtů

19.4.1 Násobení kmitočtu?

19.5 Klopný obvod T

19.6 Klopný obvod J-K

20 Čítače

20.1 Čítač s nulováním

20.2 Čítače v praxi

20.3 Hrací kostka

20.3.1 Reálná kostka

20.3.2 Vyjádření logických výrazů

20.3.3 Montážní OR

20.3.4 Zobrazovací obvod hrací kostky

20.3.5 Dekodér hrací kostky

20.4 Další čítače

20.5 Ještě nějaké čítače?

20.5.1 Johnsonův kód

20.5.2 Grayův kód

20.6 Rotační enkodér

20.7 Čítač s dekodérem 1-z-10 typu 744017

20.8 Počítadlo k autodráze

21 Posuvné registry

22 Paralelní a sériová rozhraní

22.1 Buzení displeje ze sedmisegmentovek

22.2 Posuvný řadič SIPO 74HCT595

23 Sériová komunikace

23.1 Sériová sběrnice SPI

23.2 Sériová sběrnice I2C

23.3 Prakticky…

23.4 EduShield a displej

23.5 RS-232, UART, Serial…

23.6 Převodník USB na sériové rozhraní

23.7 1-Wire

24 Paměti

24.1 7489 – 64 bitů RAM

24.2 Dynamická RAM

24.3 ROM, PROM a další

24.4 To nejlepší z obou světů

24.5 Několik tipů k pamětem

24.6 Jak se zapisuje do EEPROM či FLASH?

24.7 Sériové paměti

25 Sériová paměť prakticky

26 Hodiny reálného času

27 Paměťové karty

28 Logický analyzátor, logická sonda

29 Elektronika a svět kolem nás

29.1 Ovládáme přírodu elektronikou

29.1.1 Elektromagnety

29.1.2 Motory

29.1.3 Relé

29.1.4 Darlington, FET, Tyristor

29.1.5 Servo

29.1.6 Krokový motor

29.1.7 Světlo

29.1.8 Peltierův článek, topná spirála

29.1.9 Reproduktor

29.2 Příroda ovládá elektroniku

29.2.1 Tlačítka a klávesy

29.2.2 Dotyk

29.2.3 Světlo – fotorezistor, fotodioda, line tracking

29.2.4 Magnetismus

29.2.5 Otáčení, posun

29.2.6 Poloha, zrychlení

29.2.7 Zvuk

29.2.8 Teplota, vlhkost

29.2.9 Vzdálenost

29.2.10 Tlak

29.2.11 Plyn

29.2.12 GPS

29.2.13 Pohyb osob (PIR)

30 Meteostanice

30.1 Výběr součástek

30.2 Špinavej trik

30.3 Stavíme z polotovarů

31 Bezdrátový přenos dat

31.1 Vysílání na 433 MHz

31.2 nRF24L01+

32 Procesory, počítače, mikrořadiče

32.1 Mikroprocesor 8080A

32.1.1 Ready / Wait

32.1.2 Hold (DMA)

32.2 Přerušení

32.2.1 Nemaskovatelné přerušení

32.3 Periferie

32.4 Složitější periferie

32.5 Jednočipový mikropočítač

31.5.1 Harvard vs von Neumann

32.6 Atmel AVR

32.6.1 RISC

32.6.2 Vnitřní uspořádání ATmega328

32.7 Další mikrokontroléry

32.7.1 ARM

32.7.2 PIC

32.7.3 8051/8052

32.8 Tak málo nožiček…

32.9 Programování jednočipů

33 Displeje

33.1 Znakový displej 1602, 2004

33.2 Grafický displej 12864

33.3 Další displeje

33.4 Bezdrátový displej k naší meteostanici

34 Klávesnice

34.1 Šetříme vývody

34.2 Připojujeme klávesnici od PC

34.3 Matice tlačítek

34.4 Postavte si třeba… kalkulačku?

35 Osm tlačítek na třech vodičích

35.1 Multiplexior / Demultiplexor

35.2 PISO a SPI

35.3 Analogová cesta

35.4 R-2R

36 Joystick

37 ESP8266 WiFi

37.1 Moduly ESP8266

37.2 Převodník napěťových úrovní

37.3 WeMos D1 Mini, NodeMCU

37.4 Bezdrátový teploměr s WiFi

37.5 Instalace podpory ESP8266 do Arduino IDE

37.6 WiFi Manager

37.7 Klient / server?

38 Low Power

38.1 Solární články

39 Sigfox

39.1 Co je to Sigfox?

39.2 Cloudový teploměr se Sigfoxem

39.3 Co s daty v Sigfoxu?

40 Šťastnou cestu…

Přílohy

Nástroje a weby

Nákupní seznam začínajícího hobby elektronika

EduShield

Nahrání firmware do EduShieldu

Turris Omnia pro experimenty s elektronikou

Karnaughova mapa

„Dobré rady nad zlato“ na jednom místě