Week06 Feb 28 Electronics Design

components

(鏈接指向Neil在MIT教的一門課The Physics of Information Technology 信息技術中的物理原理)

  • inventory
    需要的材料列表 digikey
    wire
    AWG (American Wire Gauge美國線纜規(guī)格)
    AWG current rating 額定電流
    button
    switch
    resistor: I=V/R
    for many reason, 1 is for "Regular current" 整流?限流?
    capacitor: C = Q/V, I = C dV/dt 電容
    (交流電)還可以計時,存電量
    unpolarized
    polarized
    大的有正負極 沒有正負極的電容都比較小。
    crystal
    晶振 = 電容+晶體 (計時)
    resonator 共振器 諧振器=晶振+2個電容(更方便但不適合高精度的計時系統(tǒng))

  • 屏幕快照 2018-03-07 下午12.16.02.png

    inductor: V = L dI/dt 電感 通直阻交
    diode: current from anode to cathode 二極管 (單向?qū)ǎ┒嘤糜诒Wo電路 正負極接反的防呆功能
    PN
    Schottky 肖特基 二極管 ??
    Zener 齊納二極管??
    LED 發(fā)光二極管 接反了就燒 直接接電池也燒 需要接下拉電阻。
    transistor 晶體管 (不怎么用)
    bipolar: collector, emitter, base current gain
    mosfet: source, drain, gate resistance
    (用這個Mos管 metal-oxide semiconductor field-effect transistor 金屬氧化物半導體場效應晶體管)因為很小的體積就可以控制很大的power
    多用于switch power 開關電路(小電流控制大電流)

    battery, regulator
    (電壓)調(diào)節(jié)器 校準器 (用于調(diào)整電壓 9V input>>> 3.3Voutput 要注意看參數(shù)限制)
    輸入不要用最大輸入電壓,因為如果電流過大會發(fā)熱 power: P = I^2 R = I V

  • Regulator電路圖

如果是調(diào)節(jié)電流大小,需要用 DC / DC convertor 直流變流器

op-amp: differential gain, (微分增益) negative feedback (負反饋)

  • 負反饋模擬電路

    加了負反饋的模擬放大電路,增加了元器件的穩(wěn)定性。
    Amazing Specification now.
    可以放大電流,電壓...現(xiàn)在被集中在了micocomputer.
    參考: 負反饋放大器

    microcontroller: "Embedded programming"
    sensors: "Input devices"
    actuators: "Output devices"

circuits
Kirchoff's laws: sum current at node, voltage around loop = 0
power: P = I^2 R = I V
EDA(電子設計自動化)
hierarchical, parametric drawing
packages, footprints, libraries
schematic entry, component placement, (auto)routing, simulation, fabrication
design rules
routing layers, power planes, ground pours
drawing
drafting tape
Circuits Virtual Breadboard Fritzing
Eagle Fusion 360 fab.lbr因為同是Autodesk公司的產(chǎn)品 Fusion360可以導入用Eagle建的電子模型。
DesignSpark MultiSIM BLUE
gEDA KiCad fab.lib fab.mod fab for KiCad的庫。
Altium Circuit Maker PCB
OrCAD Cadence Synopsys Mentor Tanner Magic
SPICE LTspice ngspice gSpiceUI
Spice是一個電路模擬器,可以用軟件模擬的方式,查看你設計的電路。
然后路人推薦了一個類似的模擬器網(wǎng)站~用Javascript寫的,跑在瀏覽器上
Falstad/circuit
Falstad Home網(wǎng)站還有其他的模擬器
Gnucap Qucs Oregano Multisim Falstad 這一行介紹的軟件都是電路模擬器。
然后舉了個例子:說Intel在做芯片的時候,因為生產(chǎn)prototype過于昂貴,會先用模擬器,虛擬一個芯片出來...然后裝上Windows系統(tǒng)。以此省去不少費用。
(我覺得我終于知道那些在may-craft 里面造晶體管,和電腦硬件的朋友們都是干什么工作的了...)
Verilog VHDL
·百萬級別的晶體管集成電路芯片,不會一點一點用拖拽來畫板子,而是用編程的方式畫板子。這兩個就是畫板子用的編程語言

test equipment (點擊,搜索test equipment,介紹了幾款示波器,用來檢查你的電路板有沒有出錯,便宜了不少)
還有Digital Multimeter(數(shù)字萬用表)
digital voltmeter, oscilloscope, regulated power supply

assignment
group project:
use the test equipment in your lab to observe the operation
of a microcontroller circuit board
individual project:
redraw the echo hello-world board,

  • Hello.ftdi.jpg

    add (at least) a button and LED (with current-limiting resistor)
    PB2 & PB7是兩個可用的引腳,添加一個開關和LED。(記得在Egale里面導入Fab.lib 的庫)

  • 電路圖

    check the design rules, make it, and test it
    extra credit: simulate its operation
    extra credit: render it

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