1-2 打开元件盒

好了，现在开始我们的探索之旅。无论你的年纪几何、学历高低、有无经验，我都会以最简单、最朴实的语言讲解技术，保证让零基础的朋友也能轻松看懂、学会。不过，不论我怎么努力，都需要你的认真和实践。要知道，学习电子技术不像是学其他学科，掌握电路原理需要对电子电路本身有零距离的体验。按照书上的电路图一步一步动手制作是必不可少的，实践会带给你真切的感觉，带给你快乐和成就感。我不希望大家是为了学习而学习的，那样的学习是痛苦的开始。我当年的学习是由强烈的好奇心和爱好驱使的，学习的过程是如此的快乐，每学到一点点知识、做出一个简单的电路，我都会欢天喜地、奔走相告。我真的希望你也能够体验到这种快乐和美好，所以请相信我，按照我的方法做吧，在看书的同时，把书上的每一款电路用相应的元器件在面包板上组装出来，亲自体验。不过要知道，如果我们的动手能力不强，加上实践时不够认真，都会导致做成的电路不能正常工作。这是学习当中普遍存在的问题，没有什么大不了的，所有人在初学的时候都会遇到。就好像当初读书识字的时候，肯定会有写错字的时候。初学嘛，错了又有什么关系，错了就去找原因嘛。发现问题，改正问题。查找和改正的过程也是一种学习，而且这种学习是没有出错的同学所无法学到的新知识。人们都说福祸相依，遇见了问题是老天额外给你的机会，“劳其筋骨”之后，你会更有水平。所以尽量试着自己解决问题，我们书中所涉及的元器件都是最常用、最可靠的产品，极少有因质量问题而自身损坏的，至少我用了这么多年还没有遇见过，遇见问题时先去相信元器件是正常的。书中的电路都会由我亲自实践、检查验证，只要你看懂、照做，都不会有问题。余下的唯一能导致问题的就是你自己了，去回顾制作的过程中忽略了什么，尽量用排除法找到问题。但是如果实在发现不了问题，可以拆掉重新做。或者先跳过这一节，制作后面的电路。总之，遇见问题是好事，但千万不能让问题打击你的学习兴趣。实在不行了，你还可以通过杜洋工作室网站联系到我，让我在线帮你解决问题。好了，下面我把学习之前要注意的重要问题总结一下，请认真记下。

 

▶ 本书适合8~88岁的小学及以上学历的爱好者学习，零基础也没有问题。

▶ 动手实践可以增加经验、带来快乐和成就感。要把书上的每一个电路做出来。

▶ 动手制作的电路有问题是很正常的，所有初学者都会遇到，这不是坏事。

▶ 遇见问题反而能锻炼我们解决问题的能力，带来额外的经验收益。

▶ 要相信元器件的质量，相信书上的电路没有问题，不到万不得已不要怀疑。

▶ 试着发现自己在制作过程中可能忽略的问题，用排除法缩小问题的范围。

▶ 无论如何不能让学习当中的问题影响到你对电子制作的兴趣和热情。

▶ 实在解决不了的问题可以暂时跳过，继续学习下面的内容。

 

我一直都说：万事开头难，好的开始是成功的一半。认真做好学习前的心理准备，我们就能更了解敌人（学习过程中所遇见的困难和问题），更有策略和信心取得胜利。我作为一个过来人，可以很负责的告诉你，电子制作非常简单、非常好玩。你内心中感觉到的困难（甚至恐惧）是来自你对它的不了解。从现在开始，我就是你的靠山和引路人，请相信我，相信我会用前所未见的通俗语言，带你行至成功的彼岸。路漫漫需要陪伴，我们一路同行！

为了让大家更好地完成实践，我设计了一个元件盒，里面装满各种常用的元器件，在本书的学习过程中都要用到它们。你可以在《无线电》杂志的淘宝店里找到现成的元件盒（另外还附有配套的教学视频光盘），也可以按照表1.1的清单自己到电子市场上购买，总之这是必不可少的。为了让大家能更快地产生兴趣，我们先不讲抽象的理论知识，而是从具体的元器件出发，看看元件盒中都有哪些元器件，它们的外观是什么样子、有什么功能、如何使用。在此我假设你手边已经有了和我一样的元件盒，接下来就让我们一起打开它，一同发现其中的奥秘吧！

【面包板】

六格元件盒里的每几种元器件都由一个自封袋（可以重复封口的塑料袋）包装着，既起到了防潮、防短路的功能，又方便了收纳和分类。初看上去东西众多，不知从何说起。我们先来看看面包板吧，因为这是套件的核心。盒子里有两块白色、小巧的面包板，它的正面有许多小孔，孔里面有金属片，每个金属片在内部是按顺序连接的。把元器件插到小孔洞里面，就能组建电路了。下文会做个实验，测一下孔洞是怎样的连接关系。在面包板的背面是一个黄色的不干胶贴纸，把它揭下来，面包板就能贴在塑料板、木板的上面。把多个面包板贴在一起即形成更大的面包板。不过让面包板独立更利于我们的制作。这就是面包板，本书后面的所有制作都会基于面包板完成。

【电池和电池座】

这里采用CR2032纽扣电池和与之配套的电池座。纽扣电池的输出电流小，即使短路也不会出现发热和爆炸的危险，学习起来更安全。一片电池的电压是3V,2片串联组成6V电压。6V电源非常常用，可为套件中任何一款电路供电。开始学习之前要把纽扣电池装入电池座中，但我们先不这样做，因为接下来的几个实验需要电池独立完成。

【面包板专用线】

面包板专用线就是连接各元器件的导线，线的两端有一定长度的金属针，正好可以插到面包板的孔里，与面包板内的金属片连接，就好像把电器插头插到墙壁上的电源插座中一样。

好了，面包板、电池、电池盒、面包板专用线，这4样东西构成了套件的核心部件。接下来看看LED，这个小袋子里五彩斑斓的东西就是LED，中文名字是“发光二极管”，大家还是习惯叫它LED。通电后能发出白、蓝、绿、红、黄等各色光。其中发出红、绿、黄的LED从外壳的颜色就能判断，但蓝、白光的外壳是透明的，只有通电才能判断。取出一个黄色的LED，把LED较长的引脚放在电池的正极上，LED短脚接在电池负极上。这时LED就会点亮。电池正极就是面积较大的一面，上面写着电池的型号、电压和一个大大的“+”号，没有文字的一面即是负极。现在你可以拿出所有颜色的LED，通通点亮测试，看看它们点亮的效果如何。

【数码管和芯片】

数码管是一个用来显示数字的显示屏，数码管内部是按规则排列的条形LED，我们也可以用电池点亮它。把电池的侧面放到数码管引脚上，使电池的正、负极可以同时接触到其中的2个引脚，逐一尝试你会发现，当电池放在其中某两个相邻的引脚上时，会有一段LED点亮。后面的学习中会讲到，通过CD4026芯片控制数码管上多个LED段的组合，就能显示0到9十个数字，还能显示部分英文字母。在电子表、电梯楼层显示屏上都能看到数码管的身影。接下来看看芯片，芯片也叫“集成电路块”，芯片内部是一套复杂的电路，每种芯片能实现不同的功能，比如让LED自动闪烁。通过芯片与外围电路的组合，我们可以制作报警器、密码锁、计数器等有趣的DIY作品。芯片是如何工作的？每款芯片都有什么作用？后文将着重介绍。

【扬声器】

扬声器俗称喇叭。它和多媒体音箱是一样的东西，只是这款扬声器的体积小了一些。扬声器上面的两条引线可以插在面包板上。我们用电池试一下，看它能不能响。把两个引线分别连在电池正、负极上，扬声器发出“啪啪”声，当导线在电池上滑动时会发出“哗哗”声。这款扬声器在后文的制作当中与LM386组合就能制作音频功放器了。

【电阻】

电阻包是把各种常见阻值的电阻包在一起。阻值从100Ω到1MΩ，一共11种，每种10只。电阻的功能是阻止电流通过。有朋友会问了：为什么要阻止电流通过呢？全部通过不是更好吗？在我刚入门电子制作的时候也会有这样的疑问。直到半年后，我才真正明白是怎么回事儿，但你不需要等这么久，很快我会讲到电阻在电路中的用途和意义。接下来看看磁铁，磁铁的作用大家再熟悉不过了。在套件里磁铁的作用是和干簧管配合制作磁性开关。不过它也能当“吸铁石”用。比如把LED的引脚夹在纽扣电池上，再把磁铁吸在电池上，把它贴到冰箱或者微波炉外壳上，作为会发光的小装饰。

【电容】

电容就是容纳电荷的元器件，根据容量的大小可分成各种型号。在套件中黑色圆柱形的电容叫电解电容。黄色小片状的是独石电容。它们的内部结构不同，所以名字不同。通常体积较大的电容容量也大。

我们都见过照相机上面的闪光灯（氙气闪光灯），它就用电容放电产生闪光。来做个有趣的小实验吧，拿出一个型号是16V/220μF的电解电容（在电容上有对应文字），长脚是电容的正极，短脚是负极。这个实验需要3个器件，电池、电容和LED。先把220μF的电容正、负极对应的接在纽扣电池正、负极上，保持几秒钟，目的是给电容充电。然后断开电池，把电容的正、负极和LED的正、负极连接。接触的一瞬间，LED发出闪光。电容中的电能被释放，点亮了LED，因为电量太少，所以只有一瞬间的闪光。请你再试一下10μF的、47μF的、4.7μF的电容，看看它们可不可以存电。还有黄色小片的独石电容，看看它们有什么区别。

【电位器】

下面介绍一些不常用但非常重要的元器件，它们有蜂鸣器、电位器、话筒、干簧管、二极管和光敏电阻。电位器说白了就是可调节的电阻。上文介绍的电阻中，每一只电阻都有固定的阻值，想调整只能拆下更换。有没有一种电阻不用拆换，而直接调整呢？这就是电位器了。电位器上面有一个旋钮，旋转它就能变动阻值。阻值变了，相关的电路也会跟着变化。比如LED变亮或变暗，声音变大或变小。音响上的音量旋钮其实就是电位器。电位器的正面是带有箭头的旋钮，大家用手转一转，转的时候脑中想象一下电阻值在变化。背面有3个引脚，是内部可调电阻的引脚。具体要如何使用，我们后文会做实验来说明。

【蜂鸣器】

蜂鸣器上有一长一短两个引脚。它是一个发声器件，能发出“嘀嘀”的声音。家里的闹表就是用它来发出声音的。来做个试验吧，电池正极和蜂鸣器长脚连接，负极和短脚连接。这时就会听到声音了。如果声音不大，就把正面的薄膜贴纸揭下来。后文会用它来制作报警器之类的发声电路。

【话筒】

这里用的话筒是用于电脑耳麦或者电话机话筒上的，用来收音。话筒上有两个引脚，后文会用它来做声控闪灯和是拍手开关灯的电路。

【二极管】

二极管是很常用的元器件之一，我们这里选的型号是1N4148，是一只半透明的玻璃管，玻璃上印有型号。它也是单向导电的，和LED一样。电流只能朝一个方向通过，反向则不能通过。利用这个特性设计出巧妙的电路，产生特殊的实验效果。这个也是后面要介绍的重点。

【热敏电阻】

热敏电阻和二极管外观相似，也叫温度电阻。热敏电阻上没有型号标注。它的阻值可以随温度变化。刚才说过的电位器通过旋钮调节电阻值，而热敏电阻是随温度改变电阻值的。通常来讲，当温度高时，电阻值变小，通过的电流变大；温度低时，电阻值变大，电流变小。把它作为电路中的传感器，便能用温度变化触发电路工作了。

【干簧管】

一个绿色的小玻璃管，两端有两根金黄色的引脚，很漂亮。这就是之前提到的干簧管。把磁铁靠近干簧管，便可使干簧管内部的两根引脚导通。磁铁远离时引脚断开。其实它内部是两个很小的弹片，大家可以仔细看一下。但是要注意玻璃管易碎，弯折引脚时要小心，轻拿轻放，不要用力过猛。

【光敏电阻】

很长的引脚，主体上有类似两只手交叉的图形，这就是光敏电阻。它的电阻值会随着光线的强弱而改变，光线强时电阻值变小，光线弱时电阻值变大。用它来检测光线，能制作各种光控开关电路，后文中会有实例介绍。

【微动开关】

微动开关正面是一个圆形的按钮，背后是两个引脚。按下按钮，两个引脚导通，松开后引脚断开。我们可以把它串联在LED上，按下亮起，松开熄灭。后文会大量使用微动开关来设计电路，因为开关属于人手操作的传感器，可以把手的按压变成开和关的状态。只因大家太熟悉开关了，所以觉得平常。

【三极管】

最后是4种三极管，型号分别是：8050,8550,9012,9013。三极管有3个引脚，在电路中具有放大和开关的作用。也就是说它能把话筒的声音放大，用扬声器传出。它还能当开关使用，控制电路的导通和断开。后文会详细介绍这两个功能，因这三极管实在太重要了。4种型号的三极管功能有别，后面我会一一解释。

【所有元器件】

大家有没有发现，我们介绍了感光、感磁、感温、感声、手按、手旋等各种传感器。它们都能导致输出引脚有电阻值或电器通断的改变，从而让电路知道我们的操作或者周围环境的变化。正是利用这些变化，我们才能在后文中制作出各种超好玩的电路来。上面的介绍文字非常简单，只是想让大家认识下元器件，知道叫什么名字，干什么用的。在本书第二章中还会把它们详细地再介绍一遍。所以这里不懂没关系，后面我会让你想不懂都不行。在第三章里，我会逐步地引导你渐渐地了解元器件在电路当中的应用，介绍经典电路设计，开启你的电路设计能力。同时我还会教大家绘制电路原理图，如何在电路中分析它的工作原理。好啦！“元器件见面会”就到这里吧。请大家抱着对电子制作的热情与期待，继续下面的文章吧。