【科創(chuàng)基礎(chǔ)文案】
這是我之前為學(xué)生科創(chuàng)教學(xué)專門所做的視頻,感興趣的書友可以搜索b站:創(chuàng)科實驗室。
文中講解的知識點和例子,都有相關(guān)視頻和講解。
前面內(nèi)容過于硬核,做了刪除和精簡,以后我會把詳細(xì)信息放在單獨章節(jié)。
我相信有學(xué)習(xí)需求的同學(xué)。
以下是視頻文案:
大家好,我是圖老師,今天我們說一下,出去浪,哦不,出去參加夏令營、冬令營、探索營、創(chuàng)造營、開放日、自主招生,你應(yīng)該提前了解的電子信息基礎(chǔ),要不然你被會秀到飛起。
下面我們來看一下某一次開放日的實景圖,同學(xué)們縱橫交錯出現(xiàn)在大學(xué)校園,沐浴著陽光,徜徉其中,充滿對未來的向往,but
進入現(xiàn)場之后,你可能會發(fā)出考場終極三問?!驹黾雍谌四槨?p> 我是誰,我在哪兒,我在干什么。
與、或、非門,邏輯電路,天了擼,老師完全沒講過,完全看不懂,怎么辦?不是說好的不會超綱嗎?
不是說高中知識能解決么?什么!考查根據(jù)材料快速學(xué)習(xí)的能力,oh,my心塞。
這竟然是小車,還能再抽象一點嗎?你以為有四個輪子就是車么?
天哪,我完全沒有辦法假裝淡定了,我要崩潰,我想回家,but,等一下,為什么,為什么,為什么?
為什么有人露出蜜汁微笑,成為我們之中最靚的崽,難道他學(xué)過?不可能,不可能,不可能,我們都是高中生呀,我不信,我不服。
But,在哪學(xué)的,我也要去!Please tell me。
嗯,下面我們就非常認(rèn)真地說一下,高中生們所要適應(yīng)的六大不同。
這是一個串并聯(lián)電阻網(wǎng)絡(luò),一眼就能看穿連接方式,什么?這你都看不懂。
你個渣渣,就是個混新手村的青銅。我只說一遍,兩個6歐的電阻并聯(lián)之后和7歐的電阻串聯(lián),再與10歐的電阻并聯(lián),然后,與5歐,以及2歐與6歐串聯(lián)后并聯(lián)8歐的電阻,串聯(lián);很簡單吧。
那么這個連接電路呢,看不懂?再看看,還是不懂,再好好看看,頭暈了吧!
不要被眼花繚亂的外表干擾,而是要透過現(xiàn)象看本質(zhì)。
給你們五分鐘,誰能看出這個電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),起碼是個鉆石level。
如果我們加上標(biāo)號的話,你就會發(fā)現(xiàn)每一個電阻的兩端都是1和2,也就是說,這10個電阻并聯(lián)。是不是很簡單,是不是很簡單,是不是很想拿腦袋撞點什么東西,這么簡單,為什么沒想到。
算了,撞一腦袋包也沒用。
最后這些電阻網(wǎng)絡(luò)可以跟歐拉解決的柯尼斯堡七橋問題聯(lián)系在一起,感興趣的同學(xué)可以學(xué)習(xí)下一講:思維發(fā)散和發(fā)明創(chuàng)造。
讓你閉塞的思維爆炸,還會詳細(xì)講述發(fā)明創(chuàng)造搞科創(chuàng)、申專利極客達(dá)人幫。
不好意思,一高興就喜歡吟詩兩句。
第二個知識點,有源器件,運算放大器,這是一個非常重要的集成芯片,這是一切集成電路的起源。
運算放大器有個正輸入,負(fù)輸入,還有輸出。正輸入和負(fù)輸入有一個非常重要的特性,就是虛短和虛短,什么意思?
就好像正輸入端和負(fù)輸入端都放了一杯水,運算放大器有一種魔法,可以讓這兩杯水一直保持相同的水位,但是本身不與水接觸。
沒有水流入流出運放,沒有水流。水杯中的水高度就是電壓,正輸入與負(fù)輸入的電位始終相同就是虛短,就好像兩者之間短路一樣。
而正輸入、負(fù)輸入與運算放大器之間沒有電流,就好像斷路一樣,就叫虛斷。
這是運放的典型電路,正輸入端接地0V,那么負(fù)輸入端也是0V,正輸入端到運放沒有電流,負(fù)輸入端到運放也沒有電流。
所以電流從R1直接流到R2,到達(dá)輸出端。
因為虛斷沒有電流的特性,如果把運放去掉就非常好理解了,反正也沒有電流,相當(dāng)于斷開,只要把負(fù)輸入端電壓鉗制為0V符合虛短的特性就行。
這就是我們非常熟悉的電路了。歐姆定律就能搞定,得出了V0和Vi的關(guān)系。
大家可以看到,如果vi是+1V,R2比R1是5,那么v0竟然可以是負(fù),而且電壓值比vi大。
這就是因為運算放大器是有源器件。
我們來看一下實際引腳圖,有些同學(xué)看到介紹材料上的三角符號,拿到實際芯片又懵逼了,怎么回事,怎么這么多腳。
不要害怕,你只要從引腳圖找到正輸入、負(fù)輸入、輸出就行,V+和V-是供電電源。
無源電容、電阻、電感就像自行車,推著騎著都能走;有源器件就像汽車,有了油跑得賊快,沒有油就是一塊鐵疙瘩。
有些同學(xué)抬杠,汽車推了也能走,你咋不上天呢?比喻聽不懂嗎?
大家一定要注意,搭建電路時以引腳圖為準(zhǔn),引腳圖里的標(biāo)號和電路圖里不一樣。
有些同學(xué)心很急,眼神也不好,直接根據(jù)電路圖里運算放大器的1、2、3標(biāo)號對應(yīng)引腳圖。
結(jié)果運算放大器都燒了,烤糊味都飄蕩出來,還在那叫:老師,我檢查了八遍,一點錯沒有,怎么沒有結(jié)果?這里的123是為了區(qū)分輸入輸出引腳表述方便,一切以引腳圖為準(zhǔn),一切以引腳圖為準(zhǔn),一切以引腳圖為準(zhǔn),就這么喊了三遍,一會兒還有同學(xué)得犯這錯誤,你說心塞不心塞,心塞不心塞,塞不塞?
正負(fù)雙電源,有的同學(xué)發(fā)出終極靈魂拷問。+9V、-9V與+18V與0V有區(qū)別嗎?有嗎?說沒有也沒有,說有也有。
這里,圖老師又要舉一個蘋果,哦,不,栗子。
在英國樓層的劃分是地下1層、地面層、1層;在美國是地下1層、1層、2層;
那么又有什么區(qū)別呢?不過是個叫法,如果我們大家都站在-1層,也可以認(rèn)為這里就是地面層或者1層。
還是很抽象是吧,沒關(guān)系,看下面。
運算放大器的輸入輸出連接電路都會選擇一個基準(zhǔn)地,供電電壓其實是對這個基準(zhǔn)地而言。
正是因為如此,運算放大器才能負(fù)反饋,輸入正電壓,輸出負(fù)電壓,還能增大幅度。
關(guān)于運算放大器的直流轉(zhuǎn)移特性和交流指標(biāo),感興趣的同學(xué)可以觀看八分鐘全面了解運放的課程。
下面開始講述我本人非常反感使用的,面包,板。
有些同學(xué)一看到面包板就激動了,還巧克力、綠茶兩種口味??隙ㄊ嵌亲羽I了,我們說的是沒有面包的面包板。
就好像一首歌唱的一樣,沒有情人的情人節(jié),多少會有落寞的感覺?!痉鸥琛?p> 而你玩過之后,你看到面包都不想吃的板板。尤其是不喜歡整理房間的藍(lán)孩紙女孩紙,搭建的電路慘不忍睹。
這就是面包板搭的電路,有些同學(xué)可能會說,咿,這不是看上去很舒服,oh no,這是賣家秀。
這才是你們搭的實際電路圖,好嗎。很多學(xué)生費了九牛二虎之力搭完電路之后,一般都很興奮地通電看效果,結(jié)果,啥效果也沒有,頭腦發(fā)熱喊老師,怯生生說,老師,您能幫我檢查一下嗎?
每當(dāng)這個時候,我都深吸一口氣,平復(fù)一下心情,平靜地說:不能。
請原諒我此刻內(nèi)心的os。
這么亂,我只有一巴掌拍過去的沖動。
好吧,下面我們還是說一下面包板。
外表看著還挺干爽。
其實我本人很不喜歡面包板,很多電氣特性要求高的電路,搭起來很坑,經(jīng)常出玄學(xué)問題。
就是通過一塊有點彈性的小夾子固定器件引腳,五個豎孔下面連接在一起,如果像電阻、電容之類引腳很細(xì),接觸面積很小,就很可能虛連。
但是,準(zhǔn)備實驗很方便,還是很多夏令營、自主招生考查的主流。
面包板分為:橫條、豎條、凹槽、豎條、橫條,橫條是橫連在一起,豎條都是一側(cè)的5個孔連在一起,集成芯片分布在凹槽兩側(cè)。
但是有些同學(xué)就是喜歡把集成芯片放在一邊,引腳全短路了還做什么?一不小心再著急忙慌通個電,空氣中就會散戶一股刺鼻的氣味。
芯片發(fā)熱,而你涼涼。
橫條的連接方式不固定,有343型,434型,也有全部連通型,如果沒有給出說明,可以拿萬用表用插針杜邦線測試一下,這圖里就是343型。再次特別強調(diào)一下集成芯片引腳插入的位置,一定要橫跨在凹槽的兩側(cè),這是最高頻的錯誤之一。
實際上,我的建議就是沒接一步就測試一下是否有效連接,一步步排查問題,保證一次性成功。一旦出錯需要檢查,就很容易崩潰了。
我們首先來看一下表筆的插孔,筆都不會插,其他都是毫無意義。
我們來看一下萬用表的電壓測量,分為交流電壓、直流電壓、交直流小電壓,首先第一點,接線的位置要對,這也是容易錯誤之一,表筆
插線接錯了,還測個球呦。其次,表筆怎么搭訕被側(cè)點,并聯(lián)上去。
然后撥動旋鈕,標(biāo)識波浪的大V是交流,測出來是有效值,不知道交流及有效值概念自己面壁去。
直虛線再套一個直線的大V是直流電壓測量;腦袋上又浪又直的mV,m不要瞎聯(lián)想,不是music Viduo,而是millivolt,毫伏。
我們再看一下mV腦袋上的浪還是黃色的,這分明就是又黃又浪,其實這是切換的意思,跟黃色的Hold鍵配套。
如果mV想又黃又浪測小交流,那么就要Hold一下。
測電流,第一,表筆插孔變了;第二,接入測試點的方式也變了,串聯(lián)進去。
旋鈕也要三個,A,mA毫安,uA微安,一個size比一個小,絕對不會有B。
串聯(lián)到電路中。測電壓電流的解法給我們一個啟示,測電壓,搭訕并聯(lián)一個就能知道。
你想知道人家電流,那就得深入串聯(lián)進去,跟人家電路融為一體。
再看看旋鈕,腦袋上也是盯著又黃又浪,記得Hold一下。
萬用表測量電阻的功能,撥到這個鈕可不得了,黃色出現(xiàn)還有箭頭。
首先,并聯(lián)接法,跟電壓測量一樣;其次就是這個旋鈕標(biāo)識,說明有三重功能,通過黃色Hold鍵改變。
第一個功能是測電阻,第二個是通斷,按一下黃色hold鍵切換,其實可以理解測短路,本質(zhì)上還是測電阻
基本上測出的電阻只有幾個歐姆,就認(rèn)為是通路,就會發(fā)出聲音,嗶嗶嗶,其余就不發(fā)聲顯示一個電阻值。
第三個功能,二極管方向和導(dǎo)通電壓,我們有些同學(xué)很聰明,有一次我們讓同學(xué)設(shè)計測試二極管導(dǎo)通電壓的方案。
結(jié)果一半同學(xué)都自發(fā)摸索到萬用表這個二極管方向和導(dǎo)通電壓測試功能,教都不用教。
所以說,同學(xué)們的潛力都非常巨大,治理方向都傾向于投機取巧。
其實萬用表,同學(xué)們大多沒有問題,基本上手都會測量。
就是一點,打開之后,不用的時候都不喜歡OFF,然后就待機了,到處找ON在哪里,急得不行。
現(xiàn)在萬用表基本都沒有ON,一旦待機了,要重新?lián)艿絆FF,然后再撥動才能通電啟動。
嗯,大概就是腦袋爆炸的下場。