Электроника, схемотехника, микроконтроллеры

Материал из Кружковое движение
Перейти к навигации Перейти к поиску

Цель материалов и источников информации в этом разделе – познакомить всех желающих с основами аналоговой и цифровой электроники, схемотехники, Arduino, ПЛИС (CPLD, FPGA), программированием микроконтроллеров.

Основы электроники

В интернете можно найти огромное количество информации для начинающих электронщиков. Однако, к сожалению, не всем этим материалам можно доверять. Зачастую сайты по электронике создаются не для того, чтобы делиться знаниями и информацией, а только ради трафика и рекламы. Такие материалы содержат множество ошибок как в части теории, так и в чертежах принципиальных схем. Бывает, что собранные по описаниям на этих сайтах, электронные устройства не работают, тем самым отбивая интерес к продолжению изучения электроники. Поэтому, в этом разделе мы постарались выложить ссылки на те ресурсы и книги, которые точно окажутся полезными для новичков в мире электроники.

  • Раздел для начинающих электронщиков на сайте РадиоКот. Сайт, где можно найти ответы на самые странные вопросы, которые возникают у людей, только-только взявших в руки паяльник
  • Комикс «Паять просто». Если уж вы решили взять в руки паяльник, то вам просто необходимо изучить рисунки этого замечательного комикса. Хотя, на самом деле, чтобы начать эксперименты с электроникой, совсем не обязательно сразу учиться паять. Можно начать свои эксперименты с беспаечной макетной платы, и об этом рассказывается в следующем абзаце.
  • Курс практических занятий на макетных платах без пайки. «Первые шаги» – курс по основам цифровой электроники. По ходу выполнения заданий происходит знакомство с теорией и выполняются практические работы по сборке схем. Структура сайта несколько необычна, он построен в виде форума, но зато все схемы этого проекта многократно проверены и заведомо работоспособны, если, конечно, собраны без ошибок.
  • Сайт «Электроника для всех». Один из самых популярных русскоязычных сайтов для изучающих электронику. Помимо статей по основам электроники, здесь можно найти подробные обучающие материалы по микроконтроллерам семейства AVR, в которых подробно расписаны все мелочи, подводные камни и грабли, на которые часто наступают начинающие. Формат сайта не случайно был выбран в виде блога — так автор обеспечивает обратную связь читателям. С этой особенностью сайта связано то, что самые первые материалы для начинающих нужно искать на последних страницах блога.
  • Электроника для начинающих на ​Хабре. На самом известном ресурсе для русскоговорящих айтишников, регулярно публикуются материалы для начинающих электронщиков и радиолюбителей. Ценность этой площадки - не только в тысячах интересных статей, но и в комментариях от сообщества, многие их которых бывают не менее интересны и полезны, чем сама статья.
  • Список самых нужных и важных книг для начинающих изучать электронику, вы найдете в разделе «Литература» внизу страницы. В описании книг приведены ссылки на сайты издательств, которые их выпустили в свет. А сами книги можно заказать в библиотеке, либо найти их электронные версии в сети.

Arduino

  • Онлайн-курс МФТИ на Coursera «Строим роботов и другие устройства на Arduino. От светофора до 3D-принтера» - https://www.coursera.org/learn/roboty-arduino. Курс состоит из серии практических задач про создание устройств, которые взаимодействуют с физическим миром. Для освоения всей программы курса потребуется 6 недель, предполагаемая нагрузка – не более 5 часов в неделю.
  • Видеоуроки по Arduino от известного популяризатора Jeremy Blum в переводе от Амперки -https://youtu.be/bO_jN0Lpz3Q
  • Идеи проектов, связанные с электроникой и платформой Arduino с подробными видеоинструкциями от Alex Gyver (Александр Майоров), одного из самых популярных блогеров в российском YouTube по тематике DIY - https://alexgyver.ru/projects
  • Книга «Изучаем Arduino: инструменты и методы технического волшебства» от Jeremy Blum / Джереми Блум - http://www.bhv.ru/books/book.php?id=193070 . Пожалуй, лучшая книга по Ардуино как для новичков, так и для опытных пользователей. Удачно сочетает лёгкий для понимания стиль изложения и одновременно глубокое погружение в тему.

Micro:bit

Что такое micro:bit? Это компактная электронная плата для обучениях основам программирования умных устройств, носимой электроники, мобильных роботов и т.п. На плате размещены кнопки, матричный светодиодный дисплей, акселерометр, магнитометр, сенсоры освещённости и температуры, а также Bluetooth для связи с другими платами micro:bit, смартфоном или планшетом. Может управлять тем устройством, в которое она встроена.

Цифровая электроника, ПЛИС (CPLD, FPGA)

  • Серия онлайн курсов «Как работают создатели умных наночипов», состоит из трех модулей. В первом модуле «От транзистора до микросхемы» подробно разбираются объекты, с которыми работает инженер-электронщик: электрические сигналы, логические элементы и ячейки памяти. В двух последующих мини-курсах - «Логическая сторона цифровой схемотехники» и «Физическая сторона цифровой схемотехники» подробно рассказывается о том, как собственно инженеры строят схемы. Данная серия курсов разработана для школьников 8-11 классов, интересующихся электроникой и программированием - https://stemford.org/course?id=6410690722451343819
  • Книга «Цифровая электроника для начинающих», Кириченко П. - http://www.bhv.ru/books/book.php?id=201192
  • Книга «Цифровая схемотехника и архитектура компьютера», Харрис Д.М,, Харрис С.Л. - https://dmkpress.com/catalog/electronics/circuit_design/978-5-97060-522-6/

В книге «Цифровая схемотехника и архитектура компьютера» представлен уникальный и современный подход к разработке цифровых устройств. Харрис и Харрис начинают с цифровых логических элементов, переходят к разработке комбинационных и последовательных схем, а затем используют эти базовые блоки как основу для самого сложного: проектирования настоящего процессора. По всему тексту приводятся примеры на языках SystemVerilog и VHDL, иллюстрирующие методы и способы проектирования схем с помощью САПР. Изучив эту книгу, читатели смогут разработать свой собственный микропроцессор и получат полное понимание того, как он работает.

  • Сайт о разработке устройств на базе FPGA и CPLD компании Altera / Intel для начинающих -https://marsohod.org/howtostart
  • Цикл статей, посвященных программируемой логике и среде разработки Quartus компании Altera, ориентирован на работу с платой CTRL-CPLD-EPM570 на чипе Altera Max II - https://robotclass.ru/articles/fpga-quartus-setup

Программирование микроконтроллеров

  • Программирование современных микроконтроллеров. Курс лекций от IoT Академии Samsung и компании Unwired Devices (11 видео). Это практический курс по программированию микроконтроллеров на ядре Cortex-M3, который читался в Институте Информационных Технологий Московского Технологического Университета (больше известного, как МИРЭА).

Литература

  • Книга «Электричество шаг за шагом». Автор этой книги - легендарный писатель Рудольф Анатольевич Сворень. На его книгах, посвященных электронике, выросло несколько поколений читателей. В сети можно найти электронные копии и других его книг, в первую очередь - популярной "Электроники шаг за шагом".
Источник — https://do.kruzhok.org/index.php?title=Электроника,_схемотехника,_микроконтроллеры&oldid=1794