Электроника для начинающих

Привет, Хабр! Отличительными особенностями данного изделия китайской промышленности, встречающегося на просторах Алиэкспресса и других торговых площадок, являются пластиковый корпус и экстремально низкая цена.

Моё хобби — приобретать самые дешёвые электрогитары и педали эффектов, а затем доводить их до играбельного и применимого в музыкальных контекстах состояния.

Сегодня мы увидим и услышим, насколько плоха квакушка из Поднебесной, насколько хорошей её можно сделать, и что для этого потребуется.

Существует одна интересная область технического творчества, которая позволяет создать аппарат, вызывающие равный восторг, как у детей, так и у взрослых, с пользой и интересно проведя время — это создание своего собственного судна на воздушной подушке! :‑D 

Ниже будет некоторая информация, на базе моего личного опыта, когда я строил такие штуки, просто для развлечения...

Иммерсионное олово (Immersion Tin, ImSn) — альтернатива HASL-процессам. Популярность ImmSn растёт за счёт обеспечения хорошей смачиваемости припоем и демонстрирует беспроблемную и лучшую паяемость, чем иммерсионное золото ENIG (Electroless Nickel / Immersion Gold).

Для тех, кто изучает векторный анализатор NanoVNA, в продаже есть недорогая и полезная на мой взгляд демонстрационная плата RF Demo Kit for NanoVNA-F. На ней смонтированы 18 схем для подключения к NanoVNA. Обладая только этой платой и векторным анализатором NanoVNA, вы сможете исследовать разные схемы без необходимости их собирать. Также на плате предусмотрены эталоны для калибровки. 

В интернете мало информации об этой демонстрационной плате. Можно найти несколько обучающих роликов на английском языке, а также скачать с сайта разработчика небольшое руководство по RF Demo Kit for NanoVNA-F, состоящее всего из одной страницы. Также имеется краткий перечень схем с их назначением. 

В этой статье я расскажу, как пользоваться платой, а также приведу результаты своих исследований смонтированных на ней схем, проведённых с помощью NanoVNA-H4 и программы NanoVNA Saver. Если вы никогда не работали с NanoVNA и программой NanoVNA Saver, рекомендую сначала прочитать мою статью «Векторный анализатор NanoVNA для радиолюбителей».

Одна из важных задач микроконтроллерных проектов — это обработка аналоговых сигналов и сравнение их значений с некоторым опорным напряжением. Для согласования уровней напряжения можно использовать операционные усилители (ОУ), а для сравнения — компараторы.

Начинающие электронщики часто недоумевают, в чем разница между ОУ и компаратором. На электрических схемах их изображают почти одинаково, да и функционально иногда первым можно заменить второй.

Если вы начали свое знакомство с электроникой на Arduino и хотите продолжить погружение в мир аналоговой схемотехники, предлагаю разобраться чем отличаются логические схемы и операционные усилители, и почему не стоит использовать ОУ в качестве компаратора.

Всем привет! Приемник интернет-радио, собранный в предыдущей статье Интернет-радио на базе ESP32 и ЦАП UDA1334A , имел некоторые недостатки. А именно: были частые потери сигнала wifi, медленная и глючная работа в целом, случайные перезагрузки. Короче, он перестал меня устраивать и я решил продолжить тему проигрывателя интернет радио, но на базе другой аппаратной платформы.

После статьи об электромагнитной совместимости, у наших читателей возник вопрос, что такое соединения земли на печатной плате в виде «звезды».

Давайте подробнее рассмотрим некоторые аспекты.

Это одна из тех тем, где теория встречается с практикой, и правильное понимание критически важно для проектирования качественных электронных устройств.

Несмотря на то, что можно уже аккуратно говорить о появлении традиции электроквиза, с некоторыми устоявшимися правилами и локальным мемом "правильный ответ" :) , каждый новый выпуск привносит что-то новое.

В этот раз помимо блоков с ответами участников будут блоки с ответами двух LLM.
Так как LLM имеют свойство давать весьма развёрнутые ответы, в дополнение к вопросам включалась просьба при ответе быть лаконичными.

В остальном всё как обычно: 19 участников собрали 19 вопросов по электронике и попробовали на них ответить.

Близится Новый год, а гирлянда на ёлку не готова. В комоде уложена старая, её использовали уже пять раз и хочется чего-то нового. Предлагаю сделать свою, на популярной плате STM32 BluePIll в связке с адресными светодиодами. Это история с открытым концом. Если читателю идея покажется интересной, будет прошивка на git с реализацией интересных задумок; в противном случае, придётся купить готовую на маркетплейсе. Но мы же этого не допустим?

Как разработать источник отрицательного напряжения? Легко, это делается из классического Buck конвертера!

Стандартное решение, которое может пригодиться всем, кто хоть раз сталкивался с разработкой DC/DC источников питания или столкнулся сейчас.

Первое, что нужно знать о гибко-жестких печатных платах (ГЖПП) — это дорого. И использовать рекомендуется в технически обоснованных случаях.

Иногда ГЖПП можно заменить просто гибкими (многократно гибкими) или тонкими (0,1 мм) стеклотекстолитовыми (гибкими однократно). Главные положительные свойства гибко-жестких печатных плат — уменьшение габаритных размеров и массы, повышение надежности изделия за счет исключения промежуточных разъёмов и в части вибростойкости. В частности, возможны фантастические пространственные конструкции по сравнению с обычными платами.

Коротко о конструкции гибко-жестких печатных плат. На нашем производстве используются следующие варианты: Две (или более) двусторонние «жесткие» платы из стеклотекстолита и между ними размещается двухсторонняя «гибкая» полиимидная плата (шлейф) толщиной 0,05 мм с проводящим рисунком, спрессованная в жесткой части «малотекучим» препрегом. Над гибкой частью препрег удаляется. Рисунок (проводники) гибкой части обычно покрываются «покровной пленкой» для предотвращения замыканий и для защиты проводников от внешних факторов. Проводники должны размещаться на наружных слоях платы и как минимум на одном гибком слое. Можно изготовить платы и с несколькими гибкими полиимидными слоями. Полиимидный гибкий слой является общим объединяющим элементом ГЖПП.

«Гибкость» (радиус изгиба) всей конструкции полностью определяется толщиной и количеством меди на гибких слоях. Сам полиимид можно согнуть радиусом около 1 мм. Вспомните ленту катушечного или кассетного магнитофона. Наименьший радиус будет у односторонней платы с тонкими проводниками, наибольший у двухсторонних полигонов на всю ширину. Покровная пленка также увеличивает радиус сгибания платы. Если гибких слоёв больше двух — аналогично.

2022 год стал переломным для инженерных профессий в России. Санкции и массовый уход западных компаний закрыли доступ к привычным технологиям, а потребность в собственных разработках и производствах выросла кратно.

Предприятия столкнулись с острым дефицитом кадров — компании нуждаются в выпускниках технических ВУЗов, предлагая им работу еще на этапе учебы.

За три года кардинально изменились подходы к найму инженеров, уровень зарплат, требования к компетенциям и система подготовки специалистов. В этой статье — детальный разбор того, как трансформировался рынок труда инженеров: динамика вакансий, зарплатные разрывы между отраслями и регионами, новые практики найма и изменения в инженерном образовании.

У меня есть старый «плоскоэкранный» телевизор, произведённый в 2009 году. Он всё ещё жив потому, что я испытываю к нему странную ностальгическую любовь. А ещё потому, что я написал для него очень хорошо работающую автоматизацию, мигрировать с которой было бы трудно.

Однако у телевизора есть проблема: он очень часто попадает в резонанс со встроенными динамиками, из-за чего корпус устройства начинает достаточно сильно вибрировать и ужасно шуметь.

Чтобы продлить срок жизни этого реликта, я решил вложиться в дешманский саундбар Majority Snowdon II. Благодаря нему удалось решить проблему резонанса, но ей на смену пришли особенности саундбара. А именно, его тупость.

Да, это не смарт-устройство, несмотря на то, что его выпустили в 2022 году. У него есть инфракрасный пульт дистанционного управления, несколько физических кнопок, и на этом всё! Однако когда я покупал его, у меня был план. Я думал, что, наверно, смогу сделать его умнее. Поэтому когда пульт в 87-й раз завалился в щель дивана, я решил вскрыть саундбар и разобраться, что с ним можно сделать.

Провели мероприятие в Калифорнийском политехническом государственном университете в Сан-Луис-Обиспо. Докладчиками были: ваш покорный слуга Юрий Панчул, два американских инженера проектирующие чип по ускорению ИИ, и китайский студент из Университета Калифорнии в Санта-Барбаре. Идея мероприятия возникла, когда я встретился с выпускником Cal Poly Стенли на конференции самоделкиных OpenSause, и он поведал мне то, что я уже знал из собеседований американских студентов: они изучают в вузе карты Карно, доходят до конечного автомата светофора, отдельно постигают классический 5-стадийный конвейер MIPS (ныне RISC-V), а потом идут на собеседование на работу, и - хоба! - выясняется что их карты Карно никого в индустрии не интересуют, а вопросы идут про сопряжение конвейера обработки данных (не процессорного!) и FIFO, чего они не проходили.

Привожу ниже мой отчет на английском.

Практикуемся создавать и загружать постоянные инструкции в виде файлов, которые ESP устройство (микроконтроллер) будет выполнять автономно с помощью:

 uPyLoader — файловый менеджер и редактор в одном флаконе, как блокнот с закладками: и файлы видно, и поправить можно.

 WebREPL — удаленное управление по Wi-Fi без проводов, как пульт управления по воздуху: управляй устройством, изменяй, корректируй и добавляй инструкции (файлы), вообщем, проводи отладку без подключения кабеля.

Разберем:

 - Как работать с файлами на устройстве с помощью uPyLoader.

- Как настроить беспроводное управление через WebREPL.

- Как настроить Wi-Fi в двух режимах: точка доступа и клиент.

 Только практические шаги с объяснением, которые вы сможете повторить.

Одним из ключевых элементов электронных устройств являются многослойные печатные платы, которые позволяют объединить несколько слоев проводников в одной конструкции. В данной статье мы рассмотрим особенности разработки стека многослойной печатной платы, которые включают в себя выбор материалов, определение толщины и количества слоев, а также технологии производства. Начнём с выбора типов медной фольги.

Для производства печатных плат применяются различные типы медной фольги в зависимости от требований к конечному продукту и его техническим характеристикам.

Наиболее популярными типами медной фольги, используемой в производстве печатных плат, являются электроосаждённая медь (ED Copper) и Рулонно отожженная медь (RA copper).

ED (англ. от Electrodeposited) Copper - это медная фольга, которая получается путем электролитического осаждения меди на поверхности тонкой подложки. В этом процессе барабан вращается в электролитическом растворе, и реакция электроосаждения используется для "выращивания" медной фольги на барабане. При вращении барабана полученная медная пленка медленно наматывается на ролик, образуя непрерывный лист меди. Она обладает высокой чистотой и электропроводностью, что делает ее идеальным выбором для производства печатных плат, где требуется высокая точность и надежность.

RA (англ. от Rolled-annealed) Copper - Рулонно отожженная медь - производится путем многократной прокатки и отжига толстых медных слитков. Сырье загружается в плавильную печь для отливки в слиток квадратной колоннообразной формы. Затем слиток нагревают и многократно прокатывают для уменьшения его толщины и увеличения длины. На рисунке ниже мы можем видеть увеличенную структуру поперечного разреза этих двух видов фольги.

Когда я создавал первые электрические цепи в 3D-симуляторе, то часто думал: как же происходит переход из «живого мира» бесконечных вариантов значений в «компьютерный мир» нулей, единиц и вообще всего, для чего набор значений и их изменчивость строго ограничены? В этой статье я продолжу осваивать курс по схемотехнике, и, судя по темам лекций, ответ мне откроется. Вперед, к комбинационной логике!

Стараясь держаться правила — одна статья в неделю — я, с красными глазами после работы, всё же закончил этот текст. Понимая, конечно, что в пятничный вечер его вряд ли кто-то прочитает. Но правило есть правило. Приятных вам выходных.

В современной электронике печатные платы играют ключевую роль, обеспечивая соединение компонентов и передачу сигналов. Одним из интересных и функциональных элементов разводки являются проводники спирального типа (также известные как спиральные индуктивности или меандровые линии).

Спиральные проводники представляют собой металлические дорожки, выполненные в форме спирали или меандра на поверхности или внутри слоёв печатной платы. Их конструкция может быть:

- Плоской спиралью (planar spiral) – дорожка закручена по окружности или квадрату.

- Меандровой линией (meander line) – зигзагообразная структура, увеличивающая эффективную длину проводника.

- Многослойной спиралью – когда витки распределены между разными слоями печатной платы.

1. Конструкция и особенности

Форма таких проводников представляет собой плоскую спираль, которая может иметь круглую, квадратную, шестиугольную или любую другую геометрию витков в зависимости от требований к индуктивности и занимаемой площадки.

Количество витков, ширина дорожек, расстояние между ними и диаметр спирали — ключевые параметры, влияющие на электрические характеристики проводника. Эти параметры определяют индуктивность, сопротивление и паразитные ёмкости спирального проводника, что особенно важно для высокочастотных применений.

В предыдущей статье я подключил два мотора к драйверу двигателей L298N. Сам драйвер управлялся с одноплатного компьютера Orange Pi Zero H+ через библиотеку gpiod, написанную на языке Python. Также я использовал avahi-daemon, чтобы задать для динамического IP одноплатника имя хоста, по которому к нему всегда можно обратиться, находясь в локальной сети.

В этом материале я установлю все электрические компоненты на гусеничную платформу. Напишу код для LED, который будет выполнять роль индикации состояния подключения робота. Для этого я спаяю небольшую плату, на которой будут установлены светодиод, резистор на 150 Ом и провода для подключения. В конце статьи робот пройдёт полосу препятствий, что продемонстрирует эффективность софта для управления. Также исправлю некоторые ошибки, обнаруженные в процессе разработки.

Статья будет полезна любителям DIY-проектов и веб-разработчикам, интересующимся фреймворком FastAPI.