1-2 打開元件盒

好了，現在開始我們的探索之旅。無論你的年紀幾何、學歷高低、有無經驗，我都會以最簡單、最樸實的語言講解技術，保證讓零基礎的朋友也能輕松看懂、學會。不過，不論我怎么努力，都需要你的認真和實踐。要知道，學習電子技術不像是學其他學科，掌握電路原理需要對電子電路本身有零距離的體驗。按照書上的電路圖一步一步動手制作是必不可少的，實踐會帶給你真切的感覺，帶給你快樂和成就感。我不希望大家是為了學習而學習的，那樣的學習是痛苦的開始。我當年的學習是由強烈的好奇心和愛好驅使的，學習的過程是如此的快樂，每學到一點點知識、做出一個簡單的電路，我都會歡天喜地、奔走相告。我真的希望你也能夠體驗到這種快樂和美好，所以請相信我，按照我的方法做吧，在看書的同時，把書上的每一款電路用相應的元器件在面包板上組裝出來，親自體驗。不過要知道，如果我們的動手能力不強，加上實踐時不夠認真，都會導致做成的電路不能正常工作。這是學習當中普遍存在的問題，沒有什么大不了的，所有人在初學的時候都會遇到。就好像當初讀書識字的時候，肯定會有寫錯字的時候。初學嘛，錯了又有什么關系，錯了就去找原因嘛。發現問題，改正問題。查找和改正的過程也是一種學習，而且這種學習是沒有出錯的同學所無法學到的新知識。人們都說福禍相依，遇見了問題是老天額外給你的機會，“勞其筋骨”之后，你會更有水平。所以盡量試著自己解決問題，我們書中所涉及的元器件都是最常用、最可靠的產品，極少有因質量問題而自身損壞的，至少我用了這么多年還沒有遇見過，遇見問題時先去相信元器件是正常的。書中的電路都會由我親自實踐、檢查驗證，只要你看懂、照做，都不會有問題。余下的唯一能導致問題的就是你自己了，去回顧制作的過程中忽略了什么，盡量用排除法找到問題。但是如果實在發現不了問題，可以拆掉重新做。或者先跳過這一節，制作后面的電路。總之，遇見問題是好事，但千萬不能讓問題打擊你的學習興趣。實在不行了，你還可以通過杜洋工作室網站聯系到我，讓我在線幫你解決問題。好了，下面我把學習之前要注意的重要問題總結一下，請認真記下。

 

? 本書適合8~88歲的小學及以上學歷的愛好者學習，零基礎也沒有問題。

? 動手實踐可以增加經驗、帶來快樂和成就感。要把書上的每一個電路做出來。

? 動手制作的電路有問題是很正常的，所有初學者都會遇到，這不是壞事。

? 遇見問題反而能鍛煉我們解決問題的能力，帶來額外的經驗收益。

? 要相信元器件的質量，相信書上的電路沒有問題，不到萬不得已不要懷疑。

? 試著發現自己在制作過程中可能忽略的問題，用排除法縮小問題的范圍。

? 無論如何不能讓學習當中的問題影響到你對電子制作的興趣和熱情。

? 實在解決不了的問題可以暫時跳過，繼續學習下面的內容。

 

我一直都說：萬事開頭難，好的開始是成功的一半。認真做好學習前的心理準備，我們就能更了解敵人（學習過程中所遇見的困難和問題），更有策略和信心取得勝利。我作為一個過來人，可以很負責的告訴你，電子制作非常簡單、非常好玩。你內心中感覺到的困難（甚至恐懼）是來自你對它的不了解。從現在開始，我就是你的靠山和引路人，請相信我，相信我會用前所未見的通俗語言，帶你行至成功的彼岸。路漫漫需要陪伴，我們一路同行！

為了讓大家更好地完成實踐，我設計了一個元件盒，里面裝滿各種常用的元器件，在本書的學習過程中都要用到它們。你可以在《無線電》雜志的淘寶店里找到現成的元件盒（另外還附有配套的教學視頻光盤），也可以按照表1.1的清單自己到電子市場上購買，總之這是必不可少的。為了讓大家能更快地產生興趣，我們先不講抽象的理論知識，而是從具體的元器件出發，看看元件盒中都有哪些元器件，它們的外觀是什么樣子、有什么功能、如何使用。在此我假設你手邊已經有了和我一樣的元件盒，接下來就讓我們一起打開它，一同發現其中的奧秘吧！

【面包板】

六格元件盒里的每幾種元器件都由一個自封袋（可以重復封口的塑料袋）包裝著，既起到了防潮、防短路的功能，又方便了收納和分類。初看上去東西眾多，不知從何說起。我們先來看看面包板吧，因為這是套件的核心。盒子里有兩塊白色、小巧的面包板，它的正面有許多小孔，孔里面有金屬片，每個金屬片在內部是按順序連接的。把元器件插到小孔洞里面，就能組建電路了。下文會做個實驗，測一下孔洞是怎樣的連接關系。在面包板的背面是一個黃色的不干膠貼紙，把它揭下來，面包板就能貼在塑料板、木板的上面。把多個面包板貼在一起即形成更大的面包板。不過讓面包板獨立更利于我們的制作。這就是面包板，本書后面的所有制作都會基于面包板完成。

【電池和電池座】

這里采用CR2032紐扣電池和與之配套的電池座。紐扣電池的輸出電流小，即使短路也不會出現發熱和爆炸的危險，學習起來更安全。一片電池的電壓是3V,2片串聯組成6V電壓。6V電源非常常用，可為套件中任何一款電路供電。開始學習之前要把紐扣電池裝入電池座中，但我們先不這樣做，因為接下來的幾個實驗需要電池獨立完成。

【面包板專用線】

面包板專用線就是連接各元器件的導線，線的兩端有一定長度的金屬針，正好可以插到面包板的孔里，與面包板內的金屬片連接，就好像把電器插頭插到墻壁上的電源插座中一樣。

好了，面包板、電池、電池盒、面包板專用線，這4樣東西構成了套件的核心部件。接下來看看LED，這個小袋子里五彩斑斕的東西就是LED，中文名字是“發光二極管”，大家還是習慣叫它LED。通電后能發出白、藍、綠、紅、黃等各色光。其中發出紅、綠、黃的LED從外殼的顏色就能判斷，但藍、白光的外殼是透明的，只有通電才能判斷。取出一個黃色的LED，把LED較長的引腳放在電池的正極上，LED短腳接在電池負極上。這時LED就會點亮。電池正極就是面積較大的一面，上面寫著電池的型號、電壓和一個大大的“+”號，沒有文字的一面即是負極。現在你可以拿出所有顏色的LED，通通點亮測試，看看它們點亮的效果如何。

【數碼管和芯片】

數碼管是一個用來顯示數字的顯示屏，數碼管內部是按規則排列的條形LED，我們也可以用電池點亮它。把電池的側面放到數碼管引腳上，使電池的正、負極可以同時接觸到其中的2個引腳，逐一嘗試你會發現，當電池放在其中某兩個相鄰的引腳上時，會有一段LED點亮。后面的學習中會講到，通過CD4026芯片控制數碼管上多個LED段的組合，就能顯示0到9十個數字，還能顯示部分英文字母。在電子表、電梯樓層顯示屏上都能看到數碼管的身影。接下來看看芯片，芯片也叫“集成電路塊”，芯片內部是一套復雜的電路，每種芯片能實現不同的功能，比如讓LED自動閃爍。通過芯片與外圍電路的組合，我們可以制作報警器、密碼鎖、計數器等有趣的DIY作品。芯片是如何工作的？每款芯片都有什么作用？后文將著重介紹。

【揚聲器】

揚聲器俗稱喇叭。它和多媒體音箱是一樣的東西，只是這款揚聲器的體積小了一些。揚聲器上面的兩條引線可以插在面包板上。我們用電池試一下，看它能不能響。把兩個引線分別連在電池正、負極上，揚聲器發出“啪啪”聲，當導線在電池上滑動時會發出“嘩嘩”聲。這款揚聲器在后文的制作當中與LM386組合就能制作音頻功放器了。

【電阻】

電阻包是把各種常見阻值的電阻包在一起。阻值從100Ω到1MΩ，一共11種，每種10只。電阻的功能是阻止電流通過。有朋友會問了：為什么要阻止電流通過呢？全部通過不是更好嗎？在我剛入門電子制作的時候也會有這樣的疑問。直到半年后，我才真正明白是怎么回事兒，但你不需要等這么久，很快我會講到電阻在電路中的用途和意義。接下來看看磁鐵，磁鐵的作用大家再熟悉不過了。在套件里磁鐵的作用是和干簧管配合制作磁性開關。不過它也能當“吸鐵石”用。比如把LED的引腳夾在紐扣電池上，再把磁鐵吸在電池上，把它貼到冰箱或者微波爐外殼上，作為會發光的小裝飾。

【電容】

電容就是容納電荷的元器件，根據容量的大小可分成各種型號。在套件中黑色圓柱形的電容叫電解電容。黃色小片狀的是獨石電容。它們的內部結構不同，所以名字不同。通常體積較大的電容容量也大。

我們都見過照相機上面的閃光燈（氙氣閃光燈），它就用電容放電產生閃光。來做個有趣的小實驗吧，拿出一個型號是16V/220μF的電解電容（在電容上有對應文字），長腳是電容的正極，短腳是負極。這個實驗需要3個器件，電池、電容和LED。先把220μF的電容正、負極對應的接在紐扣電池正、負極上，保持幾秒鐘，目的是給電容充電。然后斷開電池，把電容的正、負極和LED的正、負極連接。接觸的一瞬間，LED發出閃光。電容中的電能被釋放，點亮了LED，因為電量太少，所以只有一瞬間的閃光。請你再試一下10μF的、47μF的、4.7μF的電容，看看它們可不可以存電。還有黃色小片的獨石電容，看看它們有什么區別。

【電位器】

下面介紹一些不常用但非常重要的元器件，它們有蜂鳴器、電位器、話筒、干簧管、二極管和光敏電阻。電位器說白了就是可調節的電阻。上文介紹的電阻中，每一只電阻都有固定的阻值，想調整只能拆下更換。有沒有一種電阻不用拆換，而直接調整呢？這就是電位器了。電位器上面有一個旋鈕，旋轉它就能變動阻值。阻值變了，相關的電路也會跟著變化。比如LED變亮或變暗，聲音變大或變小。音響上的音量旋鈕其實就是電位器。電位器的正面是帶有箭頭的旋鈕，大家用手轉一轉，轉的時候腦中想象一下電阻值在變化。背面有3個引腳，是內部可調電阻的引腳。具體要如何使用，我們后文會做實驗來說明。

【蜂鳴器】

蜂鳴器上有一長一短兩個引腳。它是一個發聲器件，能發出“嘀嘀”的聲音。家里的鬧表就是用它來發出聲音的。來做個試驗吧，電池正極和蜂鳴器長腳連接，負極和短腳連接。這時就會聽到聲音了。如果聲音不大，就把正面的薄膜貼紙揭下來。后文會用它來制作報警器之類的發聲電路。

【話筒】

這里用的話筒是用于電腦耳麥或者電話機話筒上的，用來收音。話筒上有兩個引腳，后文會用它來做聲控閃燈和是拍手開關燈的電路。

【二極管】

二極管是很常用的元器件之一，我們這里選的型號是1N4148，是一只半透明的玻璃管，玻璃上印有型號。它也是單向導電的，和LED一樣。電流只能朝一個方向通過，反向則不能通過。利用這個特性設計出巧妙的電路，產生特殊的實驗效果。這個也是后面要介紹的重點。

【熱敏電阻】

熱敏電阻和二極管外觀相似，也叫溫度電阻。熱敏電阻上沒有型號標注。它的阻值可以隨溫度變化。剛才說過的電位器通過旋鈕調節電阻值，而熱敏電阻是隨溫度改變電阻值的。通常來講，當溫度高時，電阻值變小，通過的電流變大；溫度低時，電阻值變大，電流變小。把它作為電路中的傳感器，便能用溫度變化觸發電路工作了。

【干簧管】

一個綠色的小玻璃管，兩端有兩根金黃色的引腳，很漂亮。這就是之前提到的干簧管。把磁鐵靠近干簧管，便可使干簧管內部的兩根引腳導通。磁鐵遠離時引腳斷開。其實它內部是兩個很小的彈片，大家可以仔細看一下。但是要注意玻璃管易碎，彎折引腳時要小心，輕拿輕放，不要用力過猛。

【光敏電阻】

很長的引腳，主體上有類似兩只手交叉的圖形，這就是光敏電阻。它的電阻值會隨著光線的強弱而改變，光線強時電阻值變小，光線弱時電阻值變大。用它來檢測光線，能制作各種光控開關電路，后文中會有實例介紹。

【微動開關】

微動開關正面是一個圓形的按鈕，背后是兩個引腳。按下按鈕，兩個引腳導通，松開后引腳斷開。我們可以把它串聯在LED上，按下亮起，松開熄滅。后文會大量使用微動開關來設計電路，因為開關屬于人手操作的傳感器，可以把手的按壓變成開和關的狀態。只因大家太熟悉開關了，所以覺得平常。

【三極管】

最后是4種三極管，型號分別是：8050,8550,9012,9013。三極管有3個引腳，在電路中具有放大和開關的作用。也就是說它能把話筒的聲音放大，用揚聲器傳出。它還能當開關使用，控制電路的導通和斷開。后文會詳細介紹這兩個功能，因這三極管實在太重要了。4種型號的三極管功能有別，后面我會一一解釋。

【所有元器件】

大家有沒有發現，我們介紹了感光、感磁、感溫、感聲、手按、手旋等各種傳感器。它們都能導致輸出引腳有電阻值或電器通斷的改變，從而讓電路知道我們的操作或者周圍環境的變化。正是利用這些變化，我們才能在后文中制作出各種超好玩的電路來。上面的介紹文字非常簡單，只是想讓大家認識下元器件，知道叫什么名字，干什么用的。在本書第二章中還會把它們詳細地再介紹一遍。所以這里不懂沒關系，后面我會讓你想不懂都不行。在第三章里，我會逐步地引導你漸漸地了解元器件在電路當中的應用，介紹經典電路設計，開啟你的電路設計能力。同時我還會教大家繪制電路原理圖，如何在電路中分析它的工作原理。好啦！“元器件見面會”就到這里吧。請大家抱著對電子制作的熱情與期待，繼續下面的文章吧。