Elektroniği sıfırdan öğrenin

Dijital mantık, analog devreler ve pratik elektroniği kapsayan ücretsiz dersler ve kılavuzlar. Öğrenirken gerçek devreler kurun.

Open Circuits'a Başlarken

Devre simülasyonunda yeni misiniz? Bir dakikadan kısa sürede nasıl başlayacağınız:

Ücretsiz bir hesap oluşturun

E-posta veya Google hesabınızla kayıt olun. Kredi kartı gerekmez. Devreleriniz otomatik olarak buluta kaydedilir.

Devre düzenleyicisini açın

Gezinti çubuğundan "Editör"e tıklayın. Sol tarafta bileşen paleti olan boş bir tuval göreceksiniz. Bileşenler kategorilere ayrılmıştır: Mantık Kapıları, G/Ç, Analog ve dahası.

Bileşenleri yerleştirin ve kablo çizin

Paletteki bir bileşene tıklayarak seçin, ardından tuvale tıklayarak yerleştirin. Bileşen pinleri arasında tıklayıp sürükleyerek kablo çizin. Simülasyon otomatik olarak çalışır — anahtarları değiştirin ve çıktıların gerçek zamanlı değişimini izleyin.

Dijital Mantık Temelleri

Dijital devreler, ikili 1 (YÜKSEK) ve 0 (DÜŞÜK) temsil eden iki gerilim seviyesiyle çalışır. Mantık kapılarını birleştirerek, bir bilgisayarın yapabileceği herhangi bir hesaplamayı gerçekleştiren devreler kurabilirsiniz.

Mantık Kapıları: Yapı Taşları

Her dijital devre küçük bir temel kapı setinden oluşturulur. AND kapısı yalnızca tüm girişler YÜKSEK olduğunda YÜKSEK çıkış verir. OR kapısı herhangi bir giriş YÜKSEK olduğunda YÜKSEK çıkış verir. NOT kapısı (evirici) bir sinyali çevirir: YÜKSEK DÜŞÜK olur ve tam tersi.

Bu üç temel kapıdan diğer tüm kapılar türetilir: NAND (NOT + AND), NOR (NOT + OR), XOR (özel VEYA — girişler farklı olduğunda YÜKSEK) ve XNOR (özel VEYADEĞİL — girişler aynı olduğunda YÜKSEK). Aslında, yalnızca NAND kapıları herhangi bir dijital devreyi oluşturmak için yeterlidir, bu nedenle "evrensel kapılar" olarak adlandırılırlar.

Kombinasyonel Devreler

Kombinasyonel devreler yalnızca mevcut girişlere bağlı çıkışlar üretir (bellek yok). Yaygın örnekler şunlardır:

• Yarım Toplayıcı — iki tek-bitlik sayıyı toplar, bir toplam ve elde çıkışı üretir. Bir XOR kapısı ve bir AND kapısı ile yapılır.
• Tam Toplayıcı — üç bit toplar (iki giriş ve elde girişi). Çok-bitli toplama için taşıma-yayılımlı toplayıcı oluşturmak üzere birden fazla tam toplayıcı zincirlenir.
• Çoklayıcı (MUX) — seçici hatlarına göre birden fazla giriş arasından birini seçer. 4'e-1 MUX, 4 veri girişi arasından seçim yapmak için 2 seçici bit kullanır.
• Kod Çözücü — bir ikili kodu çok-sayıda-birden çıkışa dönüştürür. 3'e-8 kod çözücü, 3-bitlik bir girişe göre 8 çıkış hattından tam olarak birini etkinleştirir.

Sıralı Devreler ve Bellek

Sıralı devrelerin belleği vardır — çıkışları hem mevcut girişlere hem de geçmiş durumlara bağlıdır. Temel yapı taşı flip-floptur:

• SR Mandalı — en basit bellek elemanı. Set (S) bir 1 depolar, Reset (R) bir 0 depolar.
• D Flip-Flop — saat kenarı üzerinde giriş (D) değerini yakalar. Yazmaçlarda ve sayıcılarda kullanılır.
• JK Flip-Flop — ayarlama, sıfırlama, değiştirme veya durumunu tutma yapabilen çok yönlü flip-flop.
• T Flip-Flop — T=1 olduğunda her saat darbesinde çıkışını değiştirir. İkili sayıcılar oluşturmak için kullanılır.

Flip-flopları birbirine bağlayarak sayıcılar, kaydırma yazmaçları ve sonlu durum makineleri oluşturabilirsiniz — tüm bilgisayar işlemcilerinin temeli.

Analog Devre Temelleri

Analog devreler sürekli gerilim ve akım değerleriyle ilgilenir. Analog elektroniği anlamak, güç kaynağı tasarımı, sinyal işleme, sensör arayüzleri ve ses sistemleri için önemlidir.

Ohm Yasası ve Direnç Devreleri

Ohm Yasası (V = I × R) tüm devre analizinin temelidir. Gerilim (V), akım (I) çarpı direnç (R) eşittir. Open Circuits'ta, bir gerilim kaynağı ile toprak arasına bir direnç yerleştirip, ardından Ohm Yasasını doğrudan doğrulamak için gerilim/akım problarını kullanabilirsiniz.

Kirchhoff'un Gerilim Yasası (KVL), kapalı bir döngü etrafındaki tüm gerilimlerin toplamının sıfır olduğunu belirtir. Kirchhoff'un Akım Yasası (KCL), bir düğüme giren akımların toplamının çıkanların toplamına eşit olduğunu belirtir. Bu yasalar, Open Circuits'ın analog simülatörünü çalıştıran Değiştirilmiş Düğüm Analizi (MNA) algoritmasının temelidir.

Gerilim Bölücüler

Bir gerilim bölücü, girişin bir kesri olan bir çıkış gerilimi üretmek için seri bağlı iki direnç kullanır. Çıkış gerilimi: Vout = Vin × R2 / (R1 + R2). Gerilim bölücüler her yerde kullanılır: referans gerilimleri ayarlama, sensörleri okuma, transistör devrelerini öngeriilimleme ve ADC giriş aralıkları oluşturma.

Diyotlar ve LED'ler

Bir diyot, akımın yalnızca tek yönde akmasına izin verir. İletmek için minimum bir ileri gerilim gerektirir (silikon için yaklaşık 0,7V, LED'ler için 1,8-3,3V). LED'ler (Işık Yayan Diyotlar) ileri öngerilimlendiklerinde ışık yayan diyotlardır. Yanmayı önlemek için LED'lerle her zaman bir akım sınırlayıcı direnç kullanın.

Open Circuits'ta LED'ler, yeterli akım aktığında görsel olarak yanar ve devrenizin hangi bölümlerinin aktif olduğunu kolayca görmenizi sağlar.

Anahtar Olarak Transistörler

Bir bipolar jonksiyon transistörü (BJT) elektronik anahtar olarak çalışabilir. Bir NPN transistör, bazına küçük bir akım aktığında AÇIK hale gelir ve kolektörden emitöre daha büyük bir akımın akmasına izin verir. Bir PNP transistör ters çalışır — baz, emitöre göre DÜŞÜK çekildiğinde AÇIK olur.

Transistör anahtarlar, düşük güçlü mantık sinyallerinden LED'leri, motorları, röleleri ve diğer yükleri kontrol etmek için kullanılır. Open Circuits, hem NPN hem de PNP transistörleri gerçekçi kazanç (beta) ve doyma davranışıyla simüle eder.

İşlemsel Yükselteçler

Op-amp, yüksek kazançlı bir fark yükselticidir. Open Circuits'ta klasik op-amp devreleri kurabilirsiniz:

• Evirici yükselteç — kazanç = -Rf/Rin
• Evirmeyen yükselteç — kazanç = 1 + Rf/Rin
• Gerilim takipçisi (tampon) — birim kazanç, yüksek giriş empedansı
• Toplama yükselteci — birden fazla giriş gerilimini toplar
• Karşılaştırıcı — hangi girişin büyük olduğuna göre YÜKSEK veya DÜŞÜK çıkış verir

Devre Kurma İpuçları

• Her zaman bir toprak ekleyin. Her analog devrenin bir toprak referansına ihtiyacı vardır. Toprak olmadan simülatör mutlak gerilim seviyelerini belirleyemez.
• Renk kodlu kablolar kullanın. Open Circuits birden fazla kablo rengini destekler. Devrelerinizi okunabilir tutmak için güç için kırmızı, toprak için siyah ve sinyaller için diğer renkleri kullanın.
• Akım akış animasyonunu kontrol edin. Kablolardaki animasyonlu noktalar akım yönünü ve büyüklüğünü gösterir. Noktalar hareket etmiyorsa bağlantılarınızı kontrol edin.
• Sürümleri kaydedin. Büyük değişiklikler yapmadan önce bir sürüm kaydedin. Bir şeyler bozulursa her zaman önceki bir sürüme dönebilirsiniz.
• Kütüphaneden çatallayın. Sıfırdan başlamayın — referans tasarımlar için devre kütüphanesine göz atın ve bunları çalışma alanınıza çatallayın.

İlk devrenizi kurmaya başlayın

Öğrendiklerinizi uygulayın. Editörü açın ve denemeye başlayın.