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
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
