Простая электроника для детей. Девять простых проектов с подсветкой, звуками и многое другое

SAN FRANCISCO

A BEGINNER’S

GUIDE TO CIRCUITS

Москва
Лаборатория знаний
2021

Перевод с английского
Ф. Г. Хохлова

Электронное издание

под редакцией
канд. техн. наук Ю. П. Батырева

Эйвинд
нд Ни
 Нидал Даль

ПРОСТАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
ДЛЯ
ЛЯ ДЕТЕЙ

ДЕВЯТЬ ПРОСТЫХ ПРОЕКТОВ 
 
С ПОДСВЕТКОЙ, ЗВУКАМИ 
и многое другое!

УДК 087.5 : 621.38
ББК 32.85я92
Н60

С е р и я о с н о в а н а в 2020 г.
Нидал Даль Э.
Н60
Простая электроника для детей. Девять простых проектов с подсветкой, звуками и многое другое / Э. Нидал Даль ;
пер. с англ. Ф. Г. Хохлова ; под ред.
Ю. П. Батырева. —
Электрон. изд. — М. : Лаборатория знаний, 2021. — 98 с. —
(Школа юного инженера). — Систем. требования: Adobe
Reader XI ; экран 10". — Загл. с титул. экрана. — Текст :
электронный.
ISBN 978-5-00101-943-5
Книга «Простая электроника для детей» — идеальный трамплин для прыжка в мир электроники и схемотехники.
Первое, чему
вы
научитесь, — это
читать
принципиальные
электрические схемы и применять беспаечную макетную плату
для сборки схем без паяльника. Затем вы получите огромный
практический опыт, собрав девять простых проектов из самых
доступных электронных компонентов и микросхем. В процессе
сборки
вы
узнаете,
как
работает
каждый
компонент,
для
чего применяется и какие новые интересные эффекты можно
получить, комбинируя разные виды компонентов в схемах.
Для
детей
среднего
школьного
возраста,
руководителей
кружков, а также для всех, у кого наконец проснулся не потребительский, а творческий интерес к миру электроники.
УДК 087.5 : 621.38
ББК 32.85я92

Деривативное издание на основе печатного аналога: Простая
электроника для
детей. Девять простых
проектов
с подсветкой, звуками и многое другое / Э. Нидал Даль ; пер. с англ.
Ф. Г. Хохлова ; под ред.
Ю. П. Батырева. — М. : Лаборатория
знаний, 2021. — 95 с. : ил. — (Школа юного инженера).
ISBN 978-5-00101-280-1.

В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных
техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать
от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации

ISBN 978-5-00101-943-5

c○
Copyright
2019 by Øyvind Nydal Dahl.
Оригинальное англоязычное название:
A Beginner’s Guide to Circuits: Nine Simple
Projects with Lights, Sounds, and More!
ISBN 978-1-59327-904-2, опубликованное
No Starch Press. Все права защищены.

c○ Перевод на русский язык,
Лаборатория знаний, 2021

4

Оглавление

Об авторе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
9

О редакторе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
9

Благодарности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
10

Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
11

Проекты, которые вас ожидают  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
11

Что вам понадобится при сборке проектов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
13

Как собирать схемы, рассмотренные в этой книге   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
15

Как обозначаются электронные компоненты на схемах и как они 
выглядят на самом деле  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
15

Сборка схем на беспаечной макетной плате  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
18

Ваша первая схема на беспаечной макетной плате  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
21

Принципиальная схема . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
22

Список компонентов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
22

Сборка схемы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
22

Подключение резистора   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
23

Подключение светодиода   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
23

Подключение схемы к шине питания   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
25

Подключение макетной платы к батарее  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
25

Что делать, если светодиод не горит . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
27

Теперь вы готовы к сборке девяти схем проектов!. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
27

Проект 1. Игра «Твердая рука». . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
29

Принципиальная схема . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
30

Список компонентов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
30

Описание проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
30

Подключение зуммера к батарее  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
31

Изготовление игрового трека   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
31

Подключение кольца к макетной плате   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
33

Самые частые ошибки  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
34

Бесшумный вариант игры  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
34

Оглавление

Проект 2. Световая сигнализация при касании   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
35

Принципиальная схема . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
36

Список компонентов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
36

Что это за штука — транзистор?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
36

Описание проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
37

Самые частые ошибки  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
39

Как работает схема  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
39

Проект 3. Звуковая охранная сигнализация для банки с печеньем   
41

Принципиальная схема . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
42

Список компонентов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
42

Описание проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
42

Самые частые ошибки  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
43

Как работает схема  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
43

Проект 4. Ночник . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
47

Принципиальная схема . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
48

Список компонентов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
48

Описание проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
48

Самые частые ошибки  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
49

Как работает схема  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
50

Проект 5. Мигающий светодиод  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
53

Принципиальная схема . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
54

Список компонентов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
54

Описание проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
54

Самые частые ошибки  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
56

Как работает схема  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
57

Проект 6. Светофор на железнодорожном переезде  . . . . . . . . . . . . . . . . . 
61

Принципиальная схема . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
62

Список компонентов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
62

Описание проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
62

Самые частые ошибки  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
63

Как работает схема  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
63

Проект 7. Праздничная гирлянда  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
69

Принципиальная схема . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
70

Перечень компонентов   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
70

Описание проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
70

Самые частые ошибки  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
71

Как работает схема  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
72

Проект 8. Электронное пианино  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
77

Принципиальная схема . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
78

Оглавление

Перечень компонентов   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
78

Описание проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
78

Самые частые ошибки  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
80

Как работает схема  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
81

Проект 9. Подсветка на козырек над входом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
83

Принципиальная схема . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
84

Перечень компонентов   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
84

Описание проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
85

Самые частые ошибки  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
86

Как работает схема  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
86

Идеи для продолжения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
89

Цветовая маркировка резисторов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
91

Практические советы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
92

Советы по использованию беспаечных макетных плат  . . . . . . . . . . . . . . . . 
92

Мастерская начинающего электронщика  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
93

Где можно купить нужные детали?  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
94

Где можно научиться схемотехнике?  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
94

Эта книга посвящается Пили, моей прекрасной жене

Об авторе

Эйвинд Нидал Даль (Oyvind Nydal Dahl) — изобретатель, 
программист, писатель, оратор, блогер, гитарист и многое 
другое. Магистр электроники университета (Осло, Норвегия). Помогает различным компаниям в создании новых 
изделий, а также обучает технический персонал по всему 
миру. Основал сайт http://www.build-electronic-circuits.
com / и сайт любителей электроники http://ohmify.com / 

О редакторе

Джон Хьюс (John Hewes) начал собирать схемы еще 
в юном возрасте, а став подростком, перешел уже к более 
сложным электронным проектам. В дальнейшем он получил ученую степень по физике, но своего увлечения электроникой не оставил. Преподавал электронику и физику 
в Великобритании, основал школьный клуб электроники 
и создал его сайт http://www / electronicsclub.info / Уверен, что каждый может получить удовольствие, работая 
над электронными проектами, и проявить себя в электронике независимо от возраста и способностей.

Благодарности

Я благодарен всей команде издательства No Starch Press, 
особенно Райли Хоффману (Riley Hoffman) и Заку Лебовски (Zach Lebowski), за помощь в создании очередной 
книги. Благодарю Джона Хьюса (John Hewes) за советы 
по улучшению книги и за выявление допущенных мною 
ошибок. Отдельное спасибо Джошу Эллингсону (Josh 
Ellingson) и Мими Хефт (Mimi Heft) за великолепный 
дизайн обложки.

Введение

С этой книгой вы умножите свои знания и умения 
в электронике. Я научу вас читать принципиальные электрические схемы и применять макетные 
платы. Затем шаг за шагом мы вместе соберем 
простейшую схему на макетной плате. После этого вы сможете уже самостоятельно собрать предлагаемые проекты, опираясь на принципиальные 
схемы и список компонентов. Сборка электронных устройств на основе принципиальных схем — 
это основополагающий навык для всех любителей 
электроники: от начинающих до высококлассных 
специалистов (экспертов).

Проекты, которые вас ожидают

По мере вашего продвижения по книге схемы будут усложняться. Вот их краткое описание.

Проект 1. Игра «Твердая рука». На основе этой простейшей схемы собираем игру типа игры «Операция». 
Здесь выигрыш тоже зависит от твердости вашей руки.

Введение

12

Проект 2. Световая сигнализация при касании. С помощью контактной площадки (тачпада) мы построим сенсорный выключатель света, чтобы при прикосновении 
пальца включался свет.

Проект 3. Звуковая охранная сигнализация для банки 
с печеньем. Ваше печенье останется в неприкосновенности — сигнал зуммера спугнет похитителя-лакомку.

Проект 4. Ночник. Здесь мы соберем светильник, который зажигается при наступлении темноты и облегчает 
задачу ночных поисков.

Проект 5. Мигающий светодиод. Изучаем основы цифровой электроники и используем интегральную схему для 
управления светодиодом.

Проект 6. Светофор на железнодорожном переезде. 
Безопасность движения на игрушечной железной дороге 
тоже необходима, поэтому поставим светофоры на ее переездах. Через эту схему проходит каждый.

Проект 7. Праздничная гирлянда. Встречаем праздник 
гирляндой из мигающих светодиодов!

Проект 8. Электронное пианино. Создаем музыкальный 
инструмент из простейших деталей для украшения досуга 
в кругу семьи или друзей.

Проект 9. Подсветка на козырек над входом. Вооружившись всеми приобретенными знаниями и умениями, 
собираем схему потрясающего светового шоу.

Необходимые ресурсы по всем схемам, рассмотренным 
в данной книге, можно также найти на сайте книги http://
nostarch.com / circuits /

Что вам понадобится при сборке проектов

13

Что вам понадобится при 
сборке проектов

Все компоненты, используемые в данной книге, недороги, 
и их нетрудно приобрести. Вот их список.

Колво
Артикул 
фирмы Jameco
Характеристика
Описание

1
№ 198731
Батарея на 9 В
Стандартный источник 
питания на 9 В

1
№ 109154
Зажим батареи
Деталь для подключения 
источника питания 
к макетной плате

1
№ 20601
Макетная плата
Макетная плата примерно 
на 400 точек

20
№ 2237044
Соединительные 
проводаперемычки 
(джамперы)

Комплект минимум 
из 20 проводов

1
Входит в состав 
№ 2217511
100 Ом
Стандартный резистор

4
Входит в состав 
№ 2217511
1 кОм
Стандартные резисторы

2
Входит в состав 
№ 2217511
10 кОм
Стандартные резисторы

1
Входит в состав 
№ 2217511
100 кОм
Стандартный резистор

2
Входит в состав 
№ 2217511
470 Ом
Стандартные резисторы

2
Входит в состав 
№ 2217511
47 кОм
Стандартные резисторы

1
№ 151116
0,1 мкФ
Неполярный конденсатор

1
№ 31000
4,7 мкФ
Полярный конденсатор

2
№ 94212
10 мкФ
Полярные конденсаторы

1
№ 158394
100 мкФ
Полярный конденсатор