마음에 드는 프로젝트가 있든, 그저 배우고 싶었지만 어디서부터 시작해야 할지 몰랐든, 전자공학에 입문하는 것은 생각보다 훨씬 쉽습니다. 이걸 알아내는 데 전기공학 학위가 필요하지 않습니다. 저는 필요하지 않습니다! 처음에는 낯설고 두려울 수 있지만 누구나 할 수 있습니다.
이 수업에서는 전기의 기본부터 마이크로칩까지 전자공학을 다룹니다. 각 단계에서 프로젝트를 만들고, 이러한 개념을 실무적으로 이해하기 시작합니다.
1단계: 전자공학이란 무엇인가?
전자공학은 전류의 흐름을 조절하는 것과 관련된 과학과 기술입니다. 간단히 말해서, 전자를 움직일 수 있게 해줍니다. 별로 대단한 일이 아닌 것처럼 보일 수 있지만, 전자의 조절은 컴퓨터, 텔레비전, 로켓선, 전기 자동차, 로켓선, 비디오 게임, 스마트폰, Tickle-Me-Elmo, 호버보드(정말로 떠 있는 것과 떠 있지 않은 것 모두)와 물론 로켓선을 포함한 지난 세기의 가장 중요한 혁신 중 일부를 가능하게 했습니다.
2단계: 회로도 및 기호
회로도는 부품을 배열하고 전자 회로를 구성하기 위한 청사진입니다. 이해할 수 없는 기호로 이루어진 난해한 혼란처럼 보일 수 있지만, 일단 요령을 터득하면 실제로 이해하기 쉽습니다. 이 수업을 마치면 이 회로도를 읽고 이 회로를 만드는 방법을 이해하게 될 것입니다.
수업 내내 새로운 부품을 소개할 때마다 회로도 기호도 포함시킬 것입니다. 이렇게 하면 이 그림이 무엇을 의미하는지 이해하는 데 도움이 될 것입니다.
3단계: 재료 및 도구
전자공학을 공부하려면 많은 재료와 도구를 조달해야 합니다. 이 중 일부는 이미 가지고 있을 수 있지만 대부분은 없을 것입니다. 약간의 투자가 필요하고 일부는 위압적으로 보일 수 있습니다. 그럴 경우 걱정하지 마십시오. 시간이 지나면 모두 이해될 것입니다.
이 수업에 필요한 도구 목록은 다음과 같습니다. 잠시 후에 각각에 대해 자세히 살펴보겠습니다.
(x1) 기본 전자 키트
(x1) 22AWG 연선 코어 와이어
(x1) 22AWG 단선 코어 와이어
(x3) 브레드보드
(x1) 멀티미터
(x1) 테스트 앰프
(x1) 와이어 커터
(x1) 스니퍼
(x1) 히트 건
(x1) 수축 튜브
(x1) 점퍼 케이블
(x1) 배터리 홀더
(x1) 전동 드릴
(x1) 드릴 비트
(x1) 스크루드라이버
(x1) 미니 스크루드라이버 세트
(x1 ) 가위 (x1) 면도날 (x1) 쇠톱 (x1) 대각선 절단 플라이어 (x1) 다목적 도구 (x1) 조절 렌치 (x1) C형 클램프 (x1) 케이블 타이 (x1) 핫 글루 건 (x1) 자 (x1) 퍼머넌트 마커 (x1) 망치 (x1) 납땜 인두 키트 (x1) 납땜 제거 브레이드 (x1) 도우미 손 (x1) 책상 램프 (선택사항) (x1) 배기팬
4단계: 기본 구성 요소 키트
시작하려면 저항기, 커패시터, 다이오드, LED(다른 것들 중에서)를 포함한 기본 전자 키트를 구입하는 것이 좋습니다 . 완벽한 취미 키트는 없습니다. 항상 필요한 마지막 한 가지가 부족할 것입니다. 그러나 제가 링크한 키트에는 모든 것이 조금씩 포함되어 있으며 시작하기에 좋은 곳입니다. 과정 전체에서 다양한 구성 요소를 사용하게 되며, 이것을 준비해 두면 실험하고 시도하는 데 유용합니다.
또한 단선 과 연선 , 몇 개의 브레드보드 , 멀티미터 , 테스트 앰프 도 준비해야 합니다 . 이에 대해서는 나중에 더 자세히 설명하겠습니다.
5단계: 와이어
무기고에 가장 중요한 것 중 하나는 와이어입니다.
와이어에 대해 무슨 말을 할지 궁금하실 수도 있습니다. 글쎄요, 정말 많죠!
전자공학에서 우리가 다룰 전선은 절연되어 있습니다. 즉, 고무나 플라스틱 덮개 안에 금속 코어가 있다는 뜻입니다. 이를 통해 전기가 흐르지만 전선이 닿았을 때 단락되는 것을 방지합니다(절연되어 있기 때문입니다).
이 과정에서 다룰 금속 코어에는 두 가지 유형이 있습니다.
솔리드 코어 와이어는 절연체 내부에 단일 금속 조각이 있습니다. 이 유형의 와이어는 전자 회로 기판이나 브레드보드에서 구성 요소를 연결하는 데 적합하며, 보드의 소켓에 쉽게 꽂을 수 있기 때문입니다. 솔리드 와이어는 구부러져도 모양이 유지되지만 너무 자주 구부리면 끊어질 가능성이 더 큽니다.
스트랜드 코어 와이어는 얇은 금속 가닥이 뭉쳐져 있습니다. 이 와이어는 많이 다루거나 움직이는 구성 요소(예: 로봇 팔의 모터에 연결)에 연결하는 데 더 좋습니다. 이 유형의 와이어는 가닥이 벌어지고 닳기 때문에 마이크로컨트롤러의 소켓에 쉽게 꽂을 수 없어 프로토타입을 만드는 데 불편합니다. 그러나 매우 유연하여 끊어지지 않고 많이 구부릴 수 있습니다.
와이어의 두께는 게이지로 측정됩니다. 게이지가 두꺼울수록, 그리고 정격 숫자가 작을수록, 더 많은 전류를 처리할 수 있습니다. 미국에서 게이지는 AWG로 측정됩니다.
우리는 주로 20 AWG에서 22 AWG 범위의 와이어를 다룰 것입니다.
모든 전선은 색상에 관계없이 본질적으로 동일하게 작동하지만 DC 전자 제품을 다룰 때 전선에 대한 일반적으로 합의된 색상 코딩 시스템이 있습니다.
빨간색은 전원선을 나타냅니다.
검은색은 접지선을 나타냅니다.
녹색 (또는 빨간색이나 검은색이 아닌 다른 색상)은 신호선을 나타냅니다.
전선에 대한 모든 것을 다 썼다고 생각할 수 있지만, 그것은 틀렸습니다. 그러나 다루어야 할 내용이 아직 많이 남아 있고 아마도 이 전선 토론은 다음에 계속해야 할 것입니다.
6단계: 브레드보드
회로를 빠르고 일시적으로 프로토타입화해야 할 때는 브레드보드를 사용합니다.
브레드보드는 전자 부품 간에 비영구적인 연결을 빠르게 만드는 데 사용됩니다. 브레드보드는 행으로 연결된 작은 소켓 구멍으로 덮여 있습니다. 보드 자체는 네 개의 섹션으로 나뉩니다. 짧은 수평 행으로 가득 찬 두 개의 내부 섹션과 더 긴 수직 행이 있는 두 개의 외부 섹션이 있습니다.
내부 섹션은 일반적으로 구성 요소를 연결하는 데 사용되고 외부 섹션은 일반적으로 전원 버스 라인으로 사용됩니다. 즉, 배터리를 외부 라인 중 하나에 연결한 다음 이 섹션에 와이어를 연결하여 내부 섹션의 구성 요소에 전원을 공급할 수 있습니다.
위의 그래픽에서 브레드보드의 행이 전기적으로 어떻게 연결되어 있는지 시각적으로 느낄 수 있습니다. 두 개의 안쪽 섹션에는 보드를 따라 반복되는 짧은 수평 행이 있습니다. 두 개의 바깥쪽 섹션에는 각각 두 개의 긴 수직 행이 있습니다. 이들은 빨간색과 파란색으로 표시되어 있으며 전원(빨간색) 행과 접지(파란색) 행을 나타냅니다. 모든 브레드보드가 이와 같은 선으로 표시되는 것은 아니지만 모두 같은 방식으로 배치됩니다.
브레드보드를 사용하여 회로를 프로토타입화하려면 구성 요소나 와이어를 적절한 소켓에 삽입하여 연결하기만 하면 됩니다.
회로 구축에 사용하기 쉽기 때문에 브레드보드를 2~3개 정도 준비해 두는 것이 가장 좋습니다.
7단계: 멀티미터
멀티미터는 광범위한 전자 관련 측정에 사용되는 도구입니다. 또는 여러 측정을 측정할 수 있다고 말할 수도 있습니다... 멀티미터... 너무나 당연한 일이죠?
일반적인 멀티미터는 전압, 전류, 저항 및 연속성을 측정합니다. 더 진보된 멀티미터는 이 지점에서 다룰 필요가 없는 다른 많은 것도 측정합니다.
멀티미터를 설정하려면 검은색 프로브를 접지/공통 포트에 꽂습니다. 빨간색 프로브를 전압 단자에 꽂습니다. 이제 모두 설정되었습니다.
8단계: 앰프 테스트
테스트 앰프는 구성 요소를 실험하고 청각적 출력을 생성할 때 특히 유용합니다. 전자공학을 배우기 시작하면 얼마나 많은 회로가 소음을 낼 수 있는지, 그리고 이 장치가 얼마나 자주 유용한지 놀랄 것입니다.
이 특정 미니 앰프가 매우 유용한 이유는 오디오 입력과 외부 스피커를 구동하기 위한 증폭된 출력이 모두 있기 때문입니다.
9단계: 전자 도구 상자
언급했듯이, 전자제품을 다루는 데는 고유한 도구 세트가 필요합니다. 우리는 이미 몇 가지를 논의했지만, 도구 상자에 추가하고 싶을 만한 몇 가지가 더 있습니다.
와이어 커터 와 미니 대각선 절단 플라이어 또는 " 스니퍼 "가 필요합니다 . 와이어 커터는 와이어에서 절연을 절단하고 벗기는 데 사용됩니다. 스니퍼는 납땜 후 여분의 와이어 리드를 다듬는 데 사용됩니다. 잠시 이 작업을 하고 익숙해지면 모든 작업에 스니퍼를 사용할 수 있습니다(와이어 스트리퍼 대신).
또 다른 필수 도구 세트는 열풍총 과 수축 튜브 입니다 . 이것들은 납땜된 전선 연결부와 작은 구성 요소를 절연하는 데 사용됩니다. 전기 테이프도 같은 일을 할 수 있고 훨씬 저렴하다고 생각할 수도 있습니다. 그냥 안 돼요! 그 끔찍한 생각을 머릿속에서 꺼내세요. 전기 테이프는 멍청하고 신뢰할 수 없습니다. 회로가 신비롭게 끊어지기를 원한다면 전기 테이프를 사용하세요. 작동하는 회로를 만들고 싶다면 다양한 색상과 크기의 수축 튜브를 구입해야 합니다. 수축 튜브는 훨씬 더 신뢰할 수 있고 미적으로도 좋습니다. 열풍총의 관점에서 보면 모두 기본적으로 동일하게 작동합니다. 멋지게 보이는 것을 구입하세요. 예를 들어, 이 검은색과 녹색 카와사키 제품은 꽤 멋집니다.
점퍼 케이블 (또는 테스트 리드)은 납땜 없이 전선을 연결하는 데 사용되며 프로토타입 제작에 중요합니다. 양쪽 끝에 절연 악어 클립이 있어 대부분의 전기 접점을 쉽게 잡을 수 있습니다. 더 영구적인 연결을 하기 전에 쉽게 테스트할 수 있도록 주변에 놓아두는 것이 중요합니다. 시작하려면 약 12개 정도의 세트를 구입하세요.
배터리 홀더는 프로젝트에 전원을 공급하는 데 사용됩니다. 일반적으로 필요한 경우 재료 목록에 지정되어 있습니다. 그러나 일부 수업에서는 테스트 및 실험에 사용합니다. 그렇긴 하지만 3 X AA 및 4 X AA 배터리 홀더를 몇 개 더 구매하는 것이 좋습니다.
10단계: 확장된 도구 상자
드릴을 구입하세요 . 무선 드릴이든 유선 드릴이든 상관없습니다. 상관없습니다. 무선 드릴은 어떤 면에서는 더 편리하지만 유선 드릴은 더 저렴하고 똑같이(또는 때로는 더) 효과적입니다. 어느 것이든 작업을 할 수 있습니다. 우리는 목재, 플라스틱 부품 및 알루미늄과 같은 부드러운 금속에만 구멍을 뚫을 것입니다.
너무 화려한 것을 구입할 필요는 없습니다. 이 수업의 목적에는 거의 모든 드릴이 적합합니다. 그러나 이 수업 이후에도 계속해서 물건을 만들 계획이라면 약간의 추가 비용을 지불하는 것이 나쁠 것은 없습니다. 그럼에도 불구하고 가장 중요한 부분은 미적으로 만족스러운 것을 찾는 것입니다. 물건을 만들 때는 항상 멋지게 보이는 것이 중요합니다.
표준 크기의 다목적 드릴 비트 세트를 구입하세요 . 이런 일을 처음 하는 거라면, 오래된 세트면 무엇이든 됩니다. 많은 돈을 쓰지 마세요. 어차피 망가뜨릴 테고, 어차피 언젠가는 또 다른 세트를 사야 할 겁니다. 무엇을 해야 할지 알아내기 시작하면, 비싼 고급 드릴 비트에 투자할 수 있습니다.
기술적으로 전동 드릴로 아주 단단히 나사를 조일 수 있지만, 때로는 그저 구식 방식으로 나사를 조이고 싶을 때가 있습니다. 무기고에 다양한 스크루드라이버를 갖는 것이 좋습니다. 이 부분에 대해 너무 깊이 파고들지는 않겠지만, 미니 스크루드라이버 세트를 구매해야 한다고 말씀드리겠습니다 . 전자 제품을 다룰 때 특히 유용합니다.
가위 도 한 쌍이 필요할 겁니다 . 이미 이런 가위 중 하나를 가지고 있을 것이고, 유치원에 다녔다면 사용법을 배웠을 겁니다. 그럼... 다음으로 넘어가죠...
당신이 가져야 할 또 다른 날카로운 도구는 면도날 이나 공예용 칼입니다. 박스 커터처럼 멋지고 안전한 손잡이가 달린 것을 구입하는 것이 좋습니다.
면도날로는 잘 안 될 때, 쇠톱은 잘 될 것입니다. 인내심만 있다면 쇠톱으로 거의 모든 것을 자를 수 있습니다. 이 톱은 매우 편리할 것입니다.
대각선 절단 플라이어 , 또는 간단히 말해서 대각선 커터는 여러분이 사용할 수 있는 또 다른 매우 유용한 도구입니다. 할인된 제품이 아닌 좋은 견고한 쌍을 구입하는 것이 좋습니다. 플라스틱과 얇은 금속 부품을 자르는 데 많이 사용됩니다. 이 도구는 단단한 물체를 위한 가위와 약간 비슷합니다. 아니요, 정확히 단단한 물체를 위한 가위와 같습니다.
플라이어에 대해 말하자면, 아마도 절단하지 않는 종류에 더 익숙할 것입니다. 일반적으로 사용되는 스너브 노즈 플라이어를 하나쯤은 구입해야 합니다. 여기 사진은 플라이어 한 쌍을 중심으로 한 다목적 도구입니다. 여유 자금이 있다면, 괜찮은 다목적 도구 에 투자하는 게 좋습니다 . 추가된 기능은 항상 편리하고, 무기고에 이런 도구가 하나 있으면 더 합법적인 것처럼 보일 것입니다. 다시 한번, 무엇을 하는지 정말 잘 아는 것처럼 보이는 것이 중요하다는 것을 강조하고 싶습니다.
조절 렌치는 다양한 크기로 제공됩니다. 너무 극단적인 것은 만들지 않을 것이고 작은 렌치 하나(또는 두 개)만 있으면 됩니다. 이 렌치는 주로 너트와 볼트를 조이고 푸는 데 사용되며 이 수업에서는 없어도 됩니다.
작은 C-클램프 몇 개를 가지고 있어도 해가 되지 않습니다. 사실, 부상을 방지하기 위해 물건을 고정하기 위한 것입니다. 드릴링이나 물건을 부술 때 물건을 고정하기 위해 이런 클램프를 몇 개 가지고 있으면 좋습니다. 이런 목적으로 손을 사용하면 재앙이 올 수 있습니다.
지퍼 타이는 최고입니다. 빠르고, 튼튼하고, 신뢰할 수 있고, 엄청 저렴합니다. 실수를 하더라도 풀기가 매우 쉽습니다. 지퍼 타이를 사용하여 물건을 만들면 빠르게 반복하고 다양한 솔루션을 시도할 수 있습니다. 체인으로 묶거나 다듬을 수 있습니다. 이상한 각도로 감아서 모든 종류의 문제를 해결하는 데 사용할 수 있습니다. 제가 극찬한 것으로 이미 알아채지 못했다면, 이 수업에서 선택할 수 있는 패스너가 될 것입니다. 다양한 크기의 지퍼 타이를 많이 구입하는 것이 중요합니다.
지퍼 타이보다 덜 기능적인 핫 글루 건은 물건을 서로 연결하는 빠르고 더러운 방법입니다. 이것은 특히 인클로저 내부에 전자 부품을 빠르게 고정해야 하고 기계적으로 고정하는 방법을 알아내고 싶지 않을 때 유용합니다.
훌륭한 건축 자재를 만드는 것 외에도, 주변에 몇 개의 자를 두는 것이 매우 유용합니다 . '두 번 측정하고 한 번 자르세요.'라는 말이 있습니다.
그리고 물론, 전자 제품 활동에 눈금자를 사용하려는 경우, 눈금자 와 함께 사용할 영구 마커가 필요합니다 . 우리는 많은 절단 및 드릴 자국을 만들 것이고, 마커는 많은 마일리지를 얻을 것입니다.
다른 모든 것이 실패하면, 물건을 부수세요.
우리는 하나의 부수기 도구, 즉 믿음직한 망치 만 사용합니다 .
가끔은 물건을 부수어야 할 것입니다. 피할 수 없는 일입니다.
11단계: 자신을 준비하세요
각 레슨의 부품 목록은 두 번째 단계에 나와 있습니다. 일부 레슨에서는 만들 수 있는 프로젝트를 선택할 수 있기 때문에 수업에 대한 전반적인 쇼핑 목록을 제공하지 않을 것이며, 구매 결정을 내리기 전에 검토하는 것이 가장 좋습니다.
그럼에도 불구하고, 이제 쇼핑 목록에 시작할 만큼 충분한 품목이 있을 것입니다.
심호흡을 하고 긴장을 푸는 데 필요한 일을 하세요. 음악을 듣고, 양초를 켜고, 도넛을 먹고, 납땜을 시작할 준비를 하세요.