Sandit: Elettronica

Questo è un libro di esperimenti. È il quinto di una serie per chi vuole capire l'elettronica, partendo da zero. Non usa paroloni difficili, non usa formule complesse; usa la pratica, gli esperimenti, le prove. In questo quinto volume si introducono, mettendoli in pratica, i sistemi programmabili: facendo uso di schede ormai presenti ovunque e facilmente utilizzabili anche da chi è inesperto. Non richiede la capacità di saldare. È adatto a chi vuole divertirsi a capire senza studiare difficili teorie; è adatto anche agli adulti per meglio comprendere il mondo tecnologico moderno e su quali concetti si basa. È una miniera di idee per imparare (o spiegare) i concetti di base della moderna elettronica che riguarda il fantastico mondo programmabile.

Questo manuale inizia con il descrivere il magnetismo e i suoi effetti. Come si genera la corrente elettrica, la corrente alternata e la corrente continua. Di seguito illustra e descrive i componenti elettronici attivi e passivi utilizzati per realizzare alimentatori lineari con caratteristiche diverse in uscita (piccolo cenno di alimentatori switching e caricabatterie). Questo volume è un manuale didattico-pratico, i suggerimenti e gli schemi forniti sono un punto di partenza per realizzare interessanti circuiti e alimentatori, utili per usi diversi.

«La stampa tridimensionale rende economico creare singoli oggetti tanto quanto crearne migliaia e quindi mina le economie di scala. Essa potrebbe avere sul mondo un impatto così profondo come lo ebbe l'avvento della fabbrica... Proprio come nessuno avrebbe potuto predire l'impatto del motore a vapore nel 1750 - o della macchina da stampa nel 1450 o del transistor nel 1950 è impossibile prevedere l'impatto a lungo termine della stampa 3D. Ma la tecnologia sta arrivando, ed è probabile che sovverta ogni campo che tocchi.» Tratto dall’editoriale di “The Economist” del 10/02/2011

In questo book sono descritti concetti elementari utili all’uso del tester, semplificando le operazioni manuali con le quali il principiante deve prendere confidenza. Si è ritenuto interessante effettuare un confronto fra il sistema analogico e digitale, mettendo in evidenza le caratteristiche particolari di ognuno di essi. E’ utile inoltre, per approfondire le proprie conoscenze tecniche nello studio dell’elettronica, con il proposito di avviare quanti ne abbiano il desiderio, alla conoscenza delle più importanti misure elettriche. Le sorgenti di energia elettrica, assieme alle grandezze fisiche che le caratterizzano, assumono una notevole importanza, è quindi necessario conoscerne la natura ed il loro comportamento. Tale strumento consente di introdurre in modo semplice concetti generali validi per molti altri strumenti. L’intendimento è essenzialmente didattico, i suggerimenti e le illustrazioni fornite saranno un punto di partenza per una facile comprensione.

In origine destinata alle applicazioni di videosorveglianza istituzionale e nei luoghi in cui era indispensabile vigilare a distanza gli accadimenti per ragioni di sicurezza, la televisione a circuito chiuso è pian-piano diventata un fenomeno di massa usufruito dal grande pubblico, tanto che oggi troviamo moltissimi impianti privati installati nelle abitazioni e non solo nei luoghi pubblici e nelle banche. Con l’evoluzione della tecnologia, il termine TVCC (televisione a circuito chiuso) che un tempo coincideva con videosorveglianza, indica oggi solo una delle tecnologie per la videosorveglianza in locale: infatti sempre più si stanno diffondendo i sistemi su LAN sia per le applicazioni locali, sia per la telesorveglianza mediante Internet. Anzi, va detto che sempre più il grande pubblico ha l’esigenza di installare sistemi di videosorveglianza non solo per registrare le riprese localmente, ma anche per inviarle in Rete a dispositivi come gli NVR e soprattutto per generare allarmi sugli apparecchi che un po’ tutti ci portiamo dietro, come gli smartphone e i PC Tablet, dove se accade qualcosa (ma anche se è tutto tranquillo ma ce ne vogliamo accertare) sfruttando la connessione a Internet possiamo vedere sullo schermo, anche in vacanza, di che si tratta. Questo volume introduce ai sistemi per videosorveglianza partendo dalla tecnica della televisione a circuito chiuso e spiegando cosa sono, come funzionano e con quali criteri si scelgono le telecamere, ma anche in che modo abbinarle a sistemi di registrazione o di invio remoto delle immagini; particolare spazio viene dedicato ai sistemi professionali di gestione delle riprese ed anche agli strumenti che permettono di interfacciare l’impianto di videosorveglianza con le reti locali e Internet e alle opportunità, che offrono, di vedere a distanza ciò che inquadrano le telecamere. Non mancano cenni all’integrazione della videosorveglianza nei sistemi di allarme e di domotica ed al ruolo del computer in queste ed altre applicazioni.

L'optoelettronica è quella branca dell'elettronica che studia i dispositivi che convertono segnali luminosi in segnali elettrici e viceversa. In particolare, la disciplina studia i sistemi nei quali le onde elettromagnetiche comprese nello spettro del visibile e del vicino infrarosso, sono impiegate come portanti di segnali originariamente elettrici. I dispositivi che effettuano la trasformazione di segnali elettrici in segnali ottici e viceversa sono detti dispositivi optoelettronici. Tra i dispositivi optoelettronici più noti, già in uso dalla metà del Novecento, ricordiamo i tubi da ripresa televisiva, i fotomoltiplicatori e i tubi a raggi catodici. Tuttavia, grazie all'invenzione del laser e alla conseguente disponibilità di intensi fasci di luce coerente, è a partire dagli anni '70 del secolo scorso che l'impiego delle frequenze ottiche ha avuto un fortissimo incremento. La crescente domanda di mezzi veloci per le telecomunicazioni, infatti, ha spinto i ricercatori di tutto il mondo a mettere a punto tecniche optoelettroniche per il trasporto delle informazioni, più convenienti di quelle elettriche basate su dispositivi elettronici e su portanti fisici di tipo metallico, principalmente fili di rame. La definitiva affermazione dell'optoelettronica nel campo delle telecomunicazioni è avvenuta con il perfezionamento delle tecniche di ottica guidata nelle fibre ottiche: tale risultato è stato conseguito grazie al raggiungimento di un elevato grado di purezza dei materiali usati per la costruzione delle fibre, che ha consentito una riduzione drastica delle perdite, ormai decisamente inferiori a quelle che si verificano nei conduttori di rame. Tuttavia, l'impiego dei dispositivi optoelettronici non è limitato solo alle telecomunicazioni, anche se in termini di fatturato delle industrie produttrici di componentistica optoelettrica esso rappresenta la voce più consistente. Il settore della sensoristica, per esempio, è tra quelli che più beneficiano delle nuove tecnologie. Un sensore optoelettronico è costituito da un diodo emettitore di luce, visibile o infrarossa, e da un fotorivelatore. A secondo dell'applicazione, la trasmissione di luce tra i due elementi può essere modulata, ossia favorita o ostacolata, da un sistema meccanico, il cui movimento viene posto in relazione a una grandezza da controllare o misurare (posizione, temperatura, accelerazione ecc.).

Questo è un libro di esperimenti. È il terzo di una serie per chi vuole capire l'elettronica, partendo da zero. Non usa paroloni difficili, non usa formule complesse: usa la pratica, gli esperimenti, le prove. In questo terzo volume si introducono, mettendoli in pratica, i circuiti digitali: dalle porte ai contatori, dai bit all'esadecimale, passando per display a sette segmenti, oscillatori e molto altro. Fa uso di componenti facili da trovare e non richiede la capacità di saldare. È adatto ai ragazzi che vogliono divertirsi a capire senza studiare difficili teorie: è adatto anche agli adulti per meglio comprendere il mondo tecnologico moderno e su quali concetti si basa. È una miniera di idee per imparare (o spiegare) i concetti base della moderna elettronica che riguarda il fantastico mondo digitale.

L'elettronica è una materia affascinante perchè spiega tanto del progresso dell'umanità e ci fa capire come funziona gran parte degli apparecchi che usiamo quotidianamente: radio, televisione, cellulare, telefono di casa, computer, antifurto, ecc. Ma nello stesso tempo questa "chiave magica" appare ai più appesa sopra un precipizio, dove pochi possono avventurarsi per prenderla e aprire con essa le porte della scienza modera. In questo volume proviamo a spiegarla nei suoi fondamenti, partendo dall'elettricità, dall'elettrostatica e dal magnetismo, che sono più intuitivi, quindi proseguendo con i componenti fondamentali usati nei circuiti elettronici e quindi con la spiegazione dei dispositivi analogici e digitali, fino ad arrivare al funzionamento di radio e televisione e del computer. Non manca un accenno al funzionamento del trasformatore e del motore elettrico in corrente continua.