Электроника для начинающих (часть 2)

Набор для опытов 12–25 с электричеством по второму изданию книги Чарльза Платта

• Описание
• Отзывы

Электроника для начинающих — это готовый набор различных электронных компонентов, который позволит вам пройти экспериментов 12–25 по второму изданию замечательной книги Чарльза Платта.

Это вторая часть набора. Её приобретение имеет смысл, только после или вместе с первой частью.

Вторая часть позволит освоить пайку, работу с микросхемами, обработку сигналов. Своими руками вы соберёте несколько любопытных электронных устройств. Среди них есть домашняя сигнализация, кодовый замок для компьютера, электронная игральная кость и многое другое.

Электроника для начинающих поставляется в красочной коробке, поэтому набор может послужить полезным и презентабельным подарком для пытливых умов в возрасте от 10 лет.

Эксперименты

• Эксперимент 12. Пайка двух проводов
• Эксперимент 13. Перегрев светодиода
• Эксперимент 14. Мигающий брелок
• Эксперимент 15. Охранная сигнализация, часть первая
• Эксперимент 16. Интегральный таймер
• Эксперимент 17. Генерируем звук
• Эксперимент 18. Охранная сигнализация, (почти) завершенная
• Эксперимент 19. Измеритель скорости реакции
• Эксперимент 20. Изучение логических элементов
• Эксперимент 21. Кодовый замок
• Эксперимент 22. Кто быстрее?
• Эксперимент 23. Переключение и дребезг контактов
• Эксперимент 24. Сыграем в кости
• Эксперимент 25. Электромагнитные явления

Комплектация

В состав входят сотни компонентов нескольких десятков видов. Если вы захотите собрать всё необходимое самостоятельно, вам понадобится не один день и поход в десяток магазинов. Мы упростили задачу, собрав все компоненты в этой коробке:

• В микросхемах набора используется логика типа 4×2-NAND, 4×2-NOR, 3×3-NOR, 4×2-AND, 4×2-OR
• 1× Cчётчик четырёхбитный (Двойной)
• 5× Панелька для микросхемы (8 ног)
• 5× Панелька для микросхемы (14 ног)
• 3× 7-сегментный драйвер CD4026
• 3× 7-сегментный индикатор
• 5× Таймер 555
• 10× Конденсатор керамический (10 нФ)
• 10× Конденсатор керамический (22 нФ)
• 10× Конденсатор керамический (100 нФ)
• 10× Конденсатор электролитический (1 мкФ)
• 10× Конденсатор электролитический (10 мкФ)
• 10× Конденсатор электролитический (22 мкФ)
• 2× Конденсатор электролитический (1000 мкФ)
• 20× Конденсатор электролитический (100 мкФ)
• 10× Конденсатор электролитический (220 мкФ)
• 1× Переменный резистор (потенциометр) 25K
• 1× Переменный резистор (потенциометр) 100K
• 5× Диоды выпрямительный 1N4007
• 5× Диод сигнальные Шоттки 1N5818
• 1× Магнитный извещатель (геркон)
• 2× Линейный регулятор напряжения L7805
• 1× Штекер питания 2,1 мм
• 1× Гнездо питания 2,1 мм на панель
• 1× Клеммник на панель (Чёрный)
• 1× Клеммник на панель (Красный)
• 5× U-клемма
• 1× Макетная плата Perfboard (460 точек)
• 1× Макетная плата Breadboard PCB (830 точек)
• 1× Припой с флюсом (20 г)
• 1× Провод многожильный (0,2 мм², 10 м)
• 10× Кембрик термоусадочный (⌀ 1,5 мм, 2:1, 70 мм)
• 2× ESP1010 переключатель сдвиговый 12В 0.5А
• 1× Кнопка на панель
• 5× Крокодил (Чёрный)
• 10× Резистор (47 Ом)
• 10× Резистор (100 Ом)
• 10× Резистор (150 Ом)
• 20× Резистор (10 кОм)
• 10× Резистор (51 кОм)
• 8× Кнопка тактовая
• 8× Светодиод 5 мм (Красный)
• 4× Светодиоды 5 мм (Жёлтый)
• 4× Светодиоды 5 мм (Зелёный)

В дополнение рекомендуем

• Саму книгу «Электроника для начинающих»
• Паяльник. Он просто необходим для прохождения экспериментов, поэтому, если у вас такого ещё нет, понадобится его приобрести или у кого-нибудь одолжить
• Оплётку для выпайки и канифоль, чтобы иметь возможность исправить свои ошибки при пайке

На правах оффтопа: «Умные» автомобили

Павел Крижепольский

«Гугломобили», беспилотные автомобили от Apple, службы полностью автоматизированных такси и другие «умные» автомобили

Предисловие

В наши дни каждая вторая компания пробует изобрести свою терминологию, не глядя мешая в одну кучу технические термины, сленговые выражения и маркетинговые лозунги. Более того, в один и тот же термин разные производители могут вкладывать совершенно разный смысл. В особенности, когда речь идет об экспериментальных устройствах, все еще находящихся в разработке.

Даже сейчас разговор о технике иногда начинает напоминать диалог глухого со слепым. Или математическую задачу, в которой апельсины складывают со стульями и делят на количество дней в году. Какое разрешение экрана лучше, «Retina» или «2K»? Что такое плафон – абажур для светильника или телефон-переросток? Где граница между фаблетом, планшетом и обычным смартфоном и к какому классу отнести устройство с семидюймовым экраном и поддержкой звонков?

Вот и с «умными» автомобилями все очень непросто. Каждая компания изначально вкладывает в это понятие что-то свое, в зависимости от того, какими конкретно разработками она занимается и что надеется получить в итоге. Да и граница между «обычными» и «умными» машинами далеко не всегда очевидна. Очень условно все «умные» автомобили (в том числе и те, что пока есть только на бумаге) можно разделить на три типа.

Тип первый. Автомобиль с дополнительной электроникой в салоне

Мне сложно судить как обстояли дела с разработкой и обкаткой новых технологий раньше. Но сейчас это принято делать максимально открыто, в идеале пытаясь преподнести результаты первых же опытов как самостоятельный продукт. За примерами далеко ходить не надо, достаточно вспомнить те же Google Glass, которые представляли из себя, в лучшем случае, альфа версию полноценного устройства, но де-факто уже продавались. Или какой-нибудь Galaxy Round с изогнутым экраном, у которого был только один смысл – показать возможности Samsung. Это не только своеобразная декларация о намерениях, но и попытка заранее застолбить за собой славу первооткрывателя. С точки зрения маркетологов многих крупных компаний не так уж важно, что именно представляет из себя само устройство, куда важнее, как его назвать.

Беспилотными автомобилями воображения людей сейчас не поразишь. Даже если привезти прототип на какую-то крупную выставку и гордо поставить в центре зала, то аплодисменты сорвать не получится – чем именно там восхищаться, никто все равно не поймет. С тем же успехом можно показать пластиковую коробку и заявить, что это прототип новейшего суперкомпьютера. А продемонстрировать свои достижения в области «умных» автомобилей будущего компаниями хочется.

Вот тут-то и появляются всякие футуристические концепт-кары, которые у рядового посетителя выставки должны вызвать громкое «Вау!» В качестве примера можно привести концепт умного автомобиля GEA, к которому приложила руку дизайн-студия Italdesign Giugiaro и небезызвестная компания LG.

По задумке разработчиков этот автомобиль предназначен для бизнесменов, которые хотят проводить время в машине максимально продуктивно. Салон автомобиля имеет три разных режима. Первый режим называется Business и превращает салон в подобие офиса: из крыши выдвигаются два экрана размером 19 дюймов, включается белая подсветка, напоминающая офисные лампы дневного света. Переднее сидение можно развернуть на 180 градусов, что позволит не выходя из машины устроить рабочее совещание.

Во втором режиме, Wellness, салон автомобиля превращается в миниатюрный тренажерный зал. Из сидений выдвигаются металлические ручки, в полу появляются подъемные панели для тренировки ног. При необходимости можно вывести на мониторы обучающее видео, которое объяснит, как правильно пользоваться тренажерами.

Режим Dream позволит пассажирам выспаться не хуже, чем дома. Кресла превращаются в полноценные кровати, встроенная в двери подсветка становится успокаивающего голубоватого цвета, на приборной доске появляется изображение звездного неба.

Разумеется, авторы концепта предполагают, что их футуристический автомобиль будет беспилотным. При переключении с ручного на автоматический режим управления, стекла боковых окон автоматически затемняются, полностью сливаясь с корпусом, а цвет фар приобретает голубоватый оттенок.

Все это очень, безусловно, очень красиво. Но к реальной жизни имеет мало отношения. Тренажерный зал в салоне автомобиля – это не совсем то, что требуется от личного транспорта большинству.

Тип второй. Электронный помощник

Не секрет, что традиционные игроки на рынке автомобилей не сидят сложа руки. Постепенно в машинах появляются дополнительные функции, облегчающие водителю жизнь. Начиная от банальной автоматической блокировки дверей во время движения до чуть менее банальной системы автоматической парковки, при которой автомобиль не только сам определит удобное для стоянки место, но и самостоятельно припаркуется. Если не ошибаюсь, то в некоторых последних автомобилях водителю даже не нужно находится для этого в салоне – достаточно одного «клика» на пульте сигнализации или смартфоне.

[iframe url=»//www.youtube.com/embed/2H3C1SwZxKI» width=»640″ height=»360″ scrolling=»no» frameborder=»0″ marginheight=»0»]

Другое дело, что навешивать на свои машины ярлык «умный автомобиль» никому из них и в голову не приходило. Это была не столько революция, сколько эволюция, и в центре внимания всегда оставалось удобство и качество самого автомобиля, а не его «умные» функции. Но, так или иначе, даже вполне себе «обычные» машины со временем постепенно начинают «умнеть».

Еще один шаг в этом направлении – разработка компании Ford, которую назвали S-Max. Ее можно назвать электронным помощником… или электронным инспектором. Эксперты компании считают, что большинство аварий происходит из-за глупости водителей, которые сознательно игнорируют дорожные знаки и без тени сомнения нарушают правила дорожного движения. Заставить водителей вначале думать, а потом уже делать, инженеры компании не могут. А вот помочь «поумнеть» самому автомобилю – запросто.

S-Max будет автоматически сканировать дорожные знаки и регулировать максимальную скорость автомобиля, при необходимости сокращая подачу топлива в двигатель. Изменение скорости будет происходить плавно, пользовать для этих целей тормозом S-Max не сможет.

Разумеется, Ford далеко не единственная компания, которая работает в этом направлении. Для примера можно привести хотя бы разработки Tesla. Среди «умных» функций, которые вскоре станут доступны владельцам электромобиля Model S, можно отметить систему автоматического предупреждения столкновений, которая в случае критической ситуации сама нажмет на тормоз, или систему контроля «мертвых зон», которые не видны в зеркала заднего вида. Подобные решения можно встретить и у других фирм. Кроме того, бортовой компьютер всегда следит за тем, чтобы автомобиль не уехал слишком далеко от ближайшей заправочной станции Supercharger и при необходимости поможет подкорректировать маршрут. При этом он учитывает даже такие параметры, как скорость ветра, стиль вождения и загруженность ближайших заправок.

Подозреваю, что список «умных» функций современных автомобилей можно продолжить. Специально этим вопросом не интересовался, но уверен, что на рынке есть масса забавных вещей. И они уже давно никого не удивляют.

Тип третий. Беспилотные автомобили

Самый интересный, но при этом и самый неоднозначный тип автомобилей. В первую очередь им занимаются крупные компании, которые от самого авторынка максимально далеки. Уже давно известно, что в этом направлении работает компания Google. И, судя по косвенным данным, примерно тем же самым заняты многие производители электроники. К примеру, недавно Sony инвестировала 100 миллионов йен (

$842 000) в компанию ZMP, занимающуюся робототехникой вообще и беспилотными автомобилями в частности.

Если верить инсайдерской информации издания Bloomberg, то свой «умный» автомобиль разрабатывает и компания Apple. Причем планы у «яблочной» компании крайне амбициозные – выпустить собственный «умный» электрический автомобиль к 2020 году. Буквально за несколько лет не просто выйти на автомобильный рынок, но и представить уникальный автомобиль — это крайне сложная и практически невыполнимая задача.

При всем уважении к тому же Google, мне очень сложно представить, что он вдруг станет успешным игроком на рынке автомобилей. В свое время у них не вышло продать под своей маркой даже самый обычный смартфон, что уж говорить о машинах. Скорее уж в лаборатории Google X изобретут машину времени или слетают на Марс.

Единственный шанс заставить владельцем автомобилей известных марок хотя бы задуматься о покупке «гугломобиля», а инженеров автомобильных компаний воспользоваться наработками Google — представить что-то такое, чему аналогов сейчас просто нет. А сделать это с каждым годом будет все сложнее.

Еще лет пять назад сама идея беспилотного автомобиля завораживала и казалась откровенной фантастикой. На этом фоне новости о том, что первые прототипы беспилотных автомобилей Google уже в 2010 году «накатали» по реальным дорогам 1600 км вообще без водителя производила сильное впечатление. К слову, еще более 200 000 километров в этом же году «умные» машины проехали по улицам города, правда уже под контролем человека.

В 2012 году компания Google опубликовала видео, на котором за руль «умного» автомобиля сел слепой человек. В ролике видно, что он даже не касается руля, но это совершенно не мешает автомобилю ехать самостоятельно.

[iframe url=»//www.youtube.com/embed/cdgQpa1pUUE» width=»640″ height=»360″ scrolling=»no» frameborder=»0″ marginheight=»0»]

Казалось, что до начала продаж таких машин уже рукой подать, а показанный ролик – своеобразная реклама уже готового продукта. Но увы, речь вновь шла только о прототипе.

Дальнейших новостей о судьбе «гугломобиля» совсем немного. Но возникает ощущение, что в компании изначально неверно оценили объем работ, придумав интересную (и даже рабочую) концепцию, но не сумев проработать детали. А дьявол, как известно, кроется именно в мелочах. В особенности, если говорить о таких сложных и опасных вещах, как беспилотный автомобиль.

Например, когда весной 2013 года, когда «умный» автомобиль Google демонстрировали журналисту Forbes, он полностью терял ориентацию в пространстве во время снега или сильного дождя. Но даже в самую ясную погоду инженерам Google приходилось вначале собирать подробную информацию о предполагаемом маршруте и записывать ее в память автомобиля, а только потом включать автопилот.

В августе прошлого года «гугломобили» не умели самостоятельно парковаться, что для беспилотного автомобиля очень странно – как я уже упоминал в начале статьи, эта возможность уже давно присутствует даже во вполне себе «обычных» машинах.

О том, чтобы отличить летящий в лобовое стекло камень от комка бумаги или обычного пешехода от полицейского также не приходилось говорить. Видимо, остановить такой автомобиль инспектор сможет только одним единственным способом – выпрыгнув перед ним на дорогу.

С другой стороны, недавно стало известно о планах Google запустить собственную службу такси. Учитывая, что в компании давно мечтают о сети миниатюрных беспилотных такси, эта новость заставляет задуматься. Правда неясно, когда все эти идеи удастся осуществить на практике. А время здесь – ключевой фактор.

Дело в том, что конкуренты Google тоже не сидят сложа руки. Пройдет еще пара лет, и для жителей многих городов беспилотные автомобили в любом случае станут привычным делом. Причем речь будет идти не о экспериментах IT гигантов, а о продукции именитых автомобильных компаний, уже давно завоевавших доверие пользователей.

К примеру, первые беспилотные автомобили компании Volvo появятся на дорогах Швеции уже в 2017 году. В планах компании — раздать самым обычным водителям из числа своих постоянных клиентов около сотни автомобилей с системой автономного управления. Правда, первое время максимальная скорость автомобиля в режиме автопилота будет ограничена 50 км в час, да и ездить он сможет только по наиболее спокойным улицам. Но представители компании подчеркивают, что это временное ограничение, которое введено ради безопасности.

В Сингапуре беспилотные автомобили появятся еще раньше. Предполагается, что служба беспилотных такси заработает в центральном районе города уже в этом году, правда пока в тестовом режиме. Власти это начинание всеми силами поддерживают, надеясь, что в будущем оно поможет решить проблему пробок.

А в Англии подобные решения существуют уже сегодня – пусть даже масштабы у местных «умных» такси куда более скромные. Например, подобные беспилотные такси работают на территории аэропорта Хитроу с мая 2011 года. На данный момент парк насчитывает 21 машину, ходят они по маршруту от терминала 5 до остановки полноценного транспорта. Протяженность маршрута около 4 километров, средняя скорость составляет около 40 кмч.

Для пассажиров услуга полностью бесплатная. Все что требуется от человека – указать на сенсорном экране пункт назначения, зайти внутрь машины и нажать на кнопки «Close the door» и «Go». «Умное» такси заранее оповестит пассажира о прибытии к месту назначения и после полной остановки откроет двери.

[iframe url=»//www.youtube.com/embed/E5SchtSQcvY» width=»640″ height=»360″ scrolling=»no» frameborder=»0″ marginheight=»0»]

Более солидные решения стоит ждать ближе к 2020 году. Примерно к этому времени в продаже уже могут появится «умные» автомобили Nissan, Audi, Mercedes-Benz, Tesla и даже… КАМАЗ.

Первый прототип «умного» грузовика КАМАЗ рассчитывает начать тестировать уже этим летом. Что интересно, работа идет над «умными» машинами сразу трех типов. Система SmartPilot выступает в роли помощника водителя, AirPilot пригодится для дистанционного управления автомобилем, а RoboPilot сделает грузовик полностью автономным, позволив ему доставлять грузы вообще без участия человека.

Итоги

Еще не так давно беспилотные автомобили считались фантастикой. На сегодняшний день – это уже практически состоявшаяся реальность. Вопрос даже не в том, когда они появятся, а в том, как быстро получат широкое распространение.

Даже если не принимать в расчет цену решения, которая явно окажется достаточно высока, в этом деле существует множество вопросов и подводных камней. В первую очередь юридического характера. Даже в США, родине того же Google, беспилотные автомобили официально можно использовать только в паре штатов. Законодательство же большинства других стран не предусматривает наличие таких «самостоятельных» автомобилей вообще.

И дело не в том, чтобы просто разрешить или запретить подобные машины. Здесь неизбежно возникнет куча других вопросов, ответы на которые далеко не всегда очевидны. Например, виноват ли водитель «умного» автомобиля в ДТП, которое произошло фактически без его участия? Если дело в паре царапин на корпусе, то с этим разберутся и страховые компании, но что делать, если авария привела к человеческим жертвам? Не приведет ли это к тому, что поездки на «умных» автомобилях той или иной марки будут приостановлены до завершения разбирательств, как часто бывает с самолетами? Обязан ли водитель вмешиваться в управление автомобилем, когда видит, что ситуация на дороге нестандартная, и кто в этом случае окажется «крайним»? Сможет ли сам автомобиль нарушить правила дорожного движения, спасая жизнь своего пассажира, и не приведет ли это к еще более страшным последствиям? Ведь это не фантастический компьютерный разум, способный за долю секунды просчитать все вероятности, а всего лишь обычная программа.

Идеальным решением большинства проблем мне видится как раз идея Google – запуск службы беспилотных такси. Такие машины будут ездить строго в пределах заранее оговоренной (и тщательно изученной) территории, иметь ограничение по скорости и специальную конструкцию, минимизирующую последствия любого возможного столкновения с пешеходом. Для города – самое то. А вот в личном транспорте, который владелец может использовать где угодно и как угодно, уместнее смотрятся другие «умные» функции, которые не пытаются взять все управление на себя, а скорее просто страхуют водителя.

twitterИсточник Источник https://mygs.ru/products/make-electronics-part2

На правах оффтопа: «Умные» автомобили