К читателю 11
Радиолюбительство — что это такое? 12
Как пользоваться книгой? 15
Как разрабатывать электронные схемы? 17
Часть I. Основы основ
21
Глава 1. Чем отличается ток от напряжения?
23
Связь тока и напряжения 24
Регулирование тока с помощью сопротивления 27
Источники напряжения и тока 30
Оборудуем домашнюю лабораторию 33
Мультиметр 34
Источник питания 38
Осциллограф 41
Глава 3. Хороший паяльник - половина успеха
47
Инструменты и технологические советы 47
Инструменты и материалы 48
Паяльники 51
Флюсы для пайки 53
Макетные платы 55
Печатные платы 60
Монтаж 61
Немного о проводах 63
Корпуса 65
Новые подходы в любительском конструировании 67
Платформа Arduino 67
Редактор Fritzing для рисования схем и плат 68
Глава 4. Тригонометрическая электроника. О частотах, периодах, мощности, переменных напряжениях и токах и немного о сигналах
73
Мощность 77
Что показывал вольтметр? 78
Сигналы 81
О переменном токе и электропитании 82
Децибелы 83
Глава 5. Электроника без полупроводников
85
Резисторы, конденсаторы и схемы на их основе 85
Резисторы 85
Переменные резисторы 89
Параллельное и последовательное соединение резисторов 91
Конденсаторы 92
Параллельное и последовательное включение конденсаторов 101
Конденсаторы в цепи переменного тока 102
Дифференцирующие и интегрирующие цепи 103
Индуктивности 105
Глава 6. Изобретение, которое потрясло мир
109
Диоды, транзисторы и простейшие схемы на их основе 109
Диоды 109
Транзисторы 111
Ключевой режим работы биполярного транзистора 114
Усилительный режим работы биполярного транзистора 117
Включение транзистора с общим коллектором 119
Стабильный усилительный каскад на транзисторе 120
Дифференциальный каскад 123
Полевые транзисторы 124
Выбор транзисторов 129
Глава 7. Ошеломляющее разнообразие электронного мира
135
Реле, стабилитроны, светодиоды 135
Электромагнитные реле 135
Стабилитроны 141
Оптоэлектроника и светодиоды 143
Оптоэлектроника 144
Светодиоды 146
Светодиодные индикаторы 149
ЖК-дисплеи 150
Простейший уровнемер для водяных баков 153
Часть II. Аналоговые схемы
157
Глава 8. Звуковой усилитель без микросхем
159
Классическая схема УМЗЧ 159
Схема базового УМЗЧ 160
Мощность усилителя 163
Стабильность 164
О мощности выходных транзисторов 166
Проверка и отладка 166
Классы усилителей или немного высшей математики 168
Действующее значение напряжения 168
Классификация усилителей 168
О мощности и качестве звуковых усилителей 172
Глава 9. Правильное питание - залог здоровья
175
О питании электронных устройств 175
Электрохимические элементы 175
Аккумуляторы 179
Вторичные линейные источники питания 183
Трансформаторы 183
Расчет сетевого трансформатора 185
Простейший нестабилизированный однополярный источник питания 187
Стабилизаторы 190
Интегральные стабилизаторы 193
Однополярный регулируемый источник питания 195
Рассеивание тепла 200
Принудительное охлаждение и элементы Пельтье 203
Импульсные источники питания 205
Как правильно питаться? 211
Глава 10. Тяжеловесы
215
Устройства для управления мощной нагрузкой 215
Базовая схема регулирования напряжения на нагрузке 216
Мощность в нагрузке при тиристорном управлении 219
Ручной регулятор мощности 221
Базовая схема регулятора (диммера) 221
Регулятор переменного напряжения с двумя тиристорами 225
Регулятор с симистором 226
Устройство плавного включения ламп накаливания 228
Помехи 229
Глава 11. Слайсы, которые стали чипами
233
О микросхемах 233
Некоторые типовые узлы микросхем и особенности их эксплуатации 237
Звуковые усилители на микросхемах 243
Мощный УМЗЧ 243
Микроусилитель мощности 247
Глава 12. Самые универсальные
249
Обратная связь и операционные усилители 249
Опасные связи 250
Основные свойства системы с отрицательной обратной связью 254
Базовые схемы усилителей на ОУ 256
Неидеальность ОУ, ее последствия и борьба с ними 258
Дифференциальные усилители 260
Другие распространенные схемы на ОУ 263
Аналоговый генератор 265
Релейное регулирование и термостаты 267
Термостат вообще 268
Простой термостат для аквариума 272
О гистерезисе 276
Терморегулятор «для дома для семьи» 277
Глава 13. Как измерить температуру?
283
Электронные термометры 283
Основы термометрии 284
Датчики 285
Термисторы 286
Металлические датчики 288
Полупроводниковые датчики 288
Методы измерения сопротивления 289
Очень точный ручной измеритель температуры 291
Простейшие электронные термометры на батарейке 293
Электронный термометр со стрелочным индикатором 294
Немного о метрологии и ошибках аналоговых схем 296
Точность и разрешающая способность 298
Систематические ошибки 299
Случайные ошибки измерения и их оценка 299
Регрессия и метод наименьших квадратов 304
Разновидности погрешностей 306
Часть III. Цифровой век
307
Глава 14. На пороге цифрового века
309
Математическая логика и ее представление в технических устройствах 309
Основные операции алгебры Буля 311
Булева алгебра на выключателях и реле 314
То же самое, но на транзисторах и диодах 318
О двоичной и других системах счисления 320
Позиционные и непозиционные системы счисления. Десятичная система 320
Двоичная и шестнадцатеричная системы 323
Перевод из одной системы счисления в другую 324
Байты 326
Запись чисел в различных форматах 328
Немного двоичной арифметики 329
Отрицательные двоичные числа 330
Дробные числа 332
Коды, шифры и дешифраторы 333
Код Грея 337
Глава 15. Математическая электроника или игра в квадратики
341
Устройство логических микросхем и двоичные операции 341
ТТЛ 342
Основные характеристики КМОП 344
Характеристики различных серий КМОП 346
Двоичный сумматор на логических микросхемах 353
Обработка двоичных сигналов с помощью логических элементов 358
Мультиплексоры/демультиплексоры и ключи 361
Глава 16. Устройства на логических схемах
363
Мультивибраторы, формирователи, триггеры, счетчики 363
Генераторы 363
Схемы на основе триггера Шмидта 369
Кварцевые генераторы 370
Формирователи импульсов 374
Одновибраторы 376
Одновибраторы и генераторы на микросхеме_555 379
Триггеры, регистры и счетчики 384
Самый простой триггер 384
D-триггеры 387
Регистры 389
Счетчики 390
Цифровой лабораторный генератор 396
Глава 17. Откуда берутся цифры
399
Цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи 399
Принципы оцифровки сигналов 401
ЦАП 404
АЦП 408
АЦП параллельного действия 408
АЦП последовательного приближения 409
Интегрирующие АЦП 410
Конструируем цифровой термометр 419
АЦП 572ПВ2 и ПВ5 419
Практическая схема термометра 424
Часть IV. Микроконтроллеры
431
Глава 18. Начала микроэлектроники
433
Микропроцессоры, память и микроконтроллеры 433
Как работает микропроцессор? 436
Лечение амнезии 443
Изобретаем простейшую ROM 444
Общее устройство памяти 445
RAM 447
EPROM, EEPROM и flash-память 448
Микроконтроллеры Atmel AVR 452
Почему AVR? 453
Classic, Mega и Tiny 454
Структура МК AVR 454
Память программ 455
Память данных (ОЗУ, SRAM) 456
Энергонезависимая память данных (EEPROM) 457
Способы тактирования 458
Параллельные порты ввода/вывода 460
Прерывания 462
Таймеры-счетчики 464
Последовательные порты 465
Глава 19. Персональный компьютер вместо паяльника
469
О программировании МК на языке ассемблера 469
Железо 469
Софт 473
О конфигурационных битах 476
Примеры программирования 478
Самая простая программа 479
Таймер без прерываний 483
Применение прерываний 487
Прерывание таймера по переполнению 490
Прерывание таймера по сравнению 493
Арифметика многоразрядных чисел на ассемблере 496
Операции с числами в формате BCD 499
Глава 20. Основы Arduino
503
Контроллеры, среда и примеры программирования 503
Что такое Arduino? 504
Основные платы Arduino 506
Установка среды программирования Arduino 510
Настройки Arduino IDE 514
Программы для Arduino 515
Примеры программирования 522
Обмен через последовательный порт 522
Термостат на Arduino 525
Правильное подключение кнопки 528
Правильная мигалка на Ardiuno 532
Глава 21. Компоненты для Arduino
535
Как на Arduino делать устройства лучше фирменных 535
Техническое задание 536
О выборе компонентов 537
Интерфейс TWI (I2C) 537
Датчики метеорологических параметров 540
Датчики температуры и влажности 540
Барометры 543
Другие метеорологические датчики 545
Особенности калибровки цифровых датчиков 546
Часы 548
Простейшие дисплеи 549
Подключение цифрового 4-разрядного дисплея к Arduino 551
Часы на 4-разрядном дисплее 552
Простой электронный термометр 555
Arduino и поразрядные матричные индикаторы 558
Схема подключения драйвера MAX6953 с I2C-интерфейсом 560
Программа 563
Работа с текстом на графическом дисплее MT-12864J 566
Подключение MT-12864J 566
Русификация модуля MT-12864J 568
Строчные OLED-дисплеи 571
Контроллер WS0010 и библиотека LiquidCrystal 572
Пишем по-русски 573
Подключение строчных дисплеев Winstar 575
Часы на основе OLED-дисплея 576
Графические дисплеи Winstar 579
I2C-интерфейс для дисплеев Winstar 584
Передача данных по радиоканалу 586
Подключение и настройка Xbee-модулей 587
Подключение передатчика и приемника 433 MГц 591
О конструктивном оформлении устройств на Arduino 596
О режиме энергосбережения, Watchdog-таймере и питании метеостанции 598
Watchdog Timer 599
О мерах по снижению энергопотребления 603
Глава 22. Применения Arduino
605
Избранные возможности платформы 605
Аналоговое управление внешними устройствами (ШИМ) 605
Принцип ШИМ-регулирования 606
ШИМ и Arduino 607
Подбор MOSFET-ключей и драйверов для мощной нагрузки 610
Запись на SD-карту 613
Подключение тастатуры_34 615
Измерение частоты в Arduino 620
Метод первый — измерение частоты 620
Метод второй — измерение периода 621
Пироэлектрический датчик 623
Управляем с ИК-пульта от телевизора 625
Определение и применение кодов команд с ИК-пульта 626
Двухкнопочный плавный регулятор с запоминанием состояния 629
Программа регулятора 630
О преимуществах и недостатках Arduino (вместо послесловия) 633
Приложения 637
Приложение 1. Резисторы и конденсаторы 639
Международная цветная маркировка резисторов (с допуском 5 и 10%) 639
Таблицы номиналов резисторов и конденсаторов 640
Приложение 2. Стандартные обозначения, размеры и характеристики некоторых гальванических элементов 641
Приложение 3. Соответствие наименований и функциональности некоторых зарубежных и отечественных цифровых микросхем 643
Приложение 4. Словарь часто встречающихся аббревиатур и терминов 647
Приложение 5. Единицы измерения и обозначения 653
Физические величины и их единицы измерения по умолчанию 653
Приставки и множители для образования десятичных кратных и дольных единиц 654
Некоторые буквенные обозначения в электрических схемах 654
Некоторые символические обозначения в электрических схемах 655
Символические обозначения мощности резисторов на схемах 657
Приложение 6. Программирование Arduino Mini и Pro Mini 659
Программирование Mini c помощью платы Arduino Uno 659
Программирование Mini через адаптер USB-UART 660
Программирование Arduino Mini через адаптер USB-UART с автоматическим сбросом 661
Литература и источники 664
Предметный указатель