第1章 原理 1
1.0引言 1
1.1电流的物理意义 1
1.2电压的物理意义 2
1.3电压、电流、电阻的计算 3
1.4电路中节点电流的计算 5
1.5电路中支路电压的计算 6
1.6功率的物理意义 7
1.7交流电 7
第2章 电阻 11
2.0引言 11
2.1阅读电阻封装 11
2.2查找电阻标称值 13
2.3选择可变电阻 14
2.4串联电阻 15
2.5并联电阻 16
2.6分压至可测范围 18
2.7电阻的合理选择 19
2.8光敏电阻的测量 20
2.9热敏电阻的测量 21
2.10选择合理的导线 22
第3章 电容与电感 27
3.0引言 27
3.1储能器件 27
3.2识别电容类型 31
3.3阅读电容封装 32
3.4并联电容 33
3.5串联电容 34
3.6大能量的储存 34
3.7计算电容中的储能 35
3.8电流大小的缓冲和方向的改变 36
3.9变换交流电电压 37
第4章 二极管 41
4.0引言 41
4.1电流的单向导通性 41
4.2识别二极管类型 43
4.3齐纳二极管 44
4.4发光二极管 46
4.5检测光 47
第5章 晶体管和集成电路 49
5.0引言 49
5.1放大电流 50
5.2用小电流控制开关电流 53
5.3有效开关高电流负载 54
5.4超高压开关 56
5.5选择正确的晶体管 57
5.6交流电流开关 59
5.7使用晶体管测量光强 60
5.8光电耦合隔离器 61
5.9认识集成电路 63
第6章 开关与继电器 65
6.0引言 65
6.1机电开关 65
6.2识别开关的类型 66
6.3磁力开关 69
6.4重识继电器 69
第7章 电源 71
7.0引言 71
7.1交流转交流 71
7.2将交流转换为直流（简易） 73
7.3纹波较小的交流转直流 74
7.4交流转稳压直流 76
7.5交流转可变直流 78
7.6电池的稳压输出 79
7.7制作恒流电源 80
7.8高效调节直流电压 81
7.9直流低压转直流高压 82
7.10 DC/AC转换 83
7.11 110V或220V交流供电 85
7.12倍增电压 87
7.13 450V高压供电 88
7.14更高电压（＞1kV）供电 90
7.15超高压供电（固态特斯拉线圈） 91
7.16熔断保险丝 93
7.17极性保护 94
第8章 电池 97
8.0 引言 97
8.1估算电池寿命 97
8.2选择不可充电电池 99
8.3选择可充电电池 100
8.4涓流充电 101
8.5自动备用电池 103
8.6锂聚合物电池充电 104
8.7用“焦耳小偷”获得所有电量 105
第9章 太阳能 109
9.0引言 109
9.1太阳能供电 109
9.2太阳能电池板的选择 111
9.3测量太阳能电池板的实际输出功率 113
9.4太阳能驱动Arduino 115
9.5太阳能驱动Raspberry Pi 117
第10章 Arduino和Raspberry Pi 119
10.0引言 119
10.1 Arduino简介 119
10.2下载与使用本书的Arduino例程 122
10.3 Raspberry Pi简介 123
10.4下载与使用Python例程 125
10.5 Raspberry Pi启动时运行程序 126
10.6探索Arduino和Raspberry Pi的替代品 126
10.7端口设置 128
10.8 Arduino数字输出控制操作 131
10.9 Raspberry Pi数字输出控制操作 132
10.10 Arduino数字输入控制操作 133
10.11 Raspberry Pi数字输入控制操作 136
10.12 Arduino的模拟输入读取操作 137
10.13 Arduino的模拟输出生成操作 138
10.14 Raspberry Pi的模拟输出生成操作 141
10.15 Raspberry Pi的I2C总线设置 143
10.16 Raspberry Pi的SPI总线设置 145
10.17电压转换 146
第11章 开关 149
11.0引言 149
11.1 Pi或Arduino的功率驱动电路 149
11.2高端功率驱动电路 151
11.3大功率驱动电路 153
11.4高端驱动的大功率驱动电路 155
11.5 BJT和MOSFET的选择 156
11.6使用Arduino驱动负载 157
11.7 Raspberry Pi驱动负载 160
11.8可翻转驱动电路 162
11.9 GPIO控制继电器 163
11.10 GPIO控制固态继电器 165
11.11集电极开路输出的连接 166
第12章 传感器 169
12.0引言 169
12.1将开关连接到Arduino或Raspberry Pi 169
12.2检测旋转位置 174
12.3检测来自电阻式传感器的模拟输入 178
12.4将模拟输入加载到Raspberry Pi 180
12.5不用ADC将电阻式传感器连接到Raspberry Pi 181
12.6测量光强度 182
12.7用Arduino或Raspberry Pi测量温度 183
12.8使用不带ADC的Raspberry Pi测量温度 185
12.9使用电位器测量旋转位置 186
12.10用模拟芯片测量温度 188
12.11用数字芯片测量温度 190
12.12测量湿度 193
12.13测量距离 195
第13章 电机 199
13.0引言 199
13.1直流电机的驱动 199
13.2测量直流电机的转速 200
13.3控制直流电机的方向 202
13.4将电机设置到精确位置 206
13.5使电机按精确的步数转动 210
13.6选择更简易步进电机 215
第14章 LED和显示器 219
14.0引言 219
14.1驱动普通LED 219
14.2驱动大功率LED 221
14.3驱动多个LED 224
14.4同时开关多个LED 225
14.5 7段数码管显示 225
14.6控制多个LED 228
14.7改变RGB LED的颜色 232
14.8连接到可寻址LED条 236
14.9使用I2C 7段LED显示 239
14.10在OLED显示屏上显示图形或文字 241
14.11使用字母、数字LCD显示文本 243
第15章 数字集成电路 247
15.0引言 247
15.1保护集成电路免受电气噪声的影响 247
15.2组合逻辑器件认知 248
15.3 GPIO的扩展 249
15.4构建逻辑门电路 253
15.5数字分频器 254
15.6连接十进制计数器 255
第16章 模拟电路 259
16.0引言 259
16.1滤除高频（简易） 259
16.2构建一个振荡器 262
16.3连续的闪烁LED 263
16.4避免从输入到输出的降压 264
16.5构建低成本振荡器 266
16.6构建可变占空比振荡器 267
16.7制作单次定时器 269
16.8控制电机转速 270
16.9对模拟信号进行PWM 272
16.10制作压控振荡器 274
16.11理解分贝测量 275
第17章 运算放大器 279
17.0引言 279
17.1选择运算放大器 280
17.2运算放大器的供电（分支供电） 282
17.3运算放大器的供电（单电源） 283
17.4制作反相放大器 283
17.5制作同相放大器 285
17.6信号缓冲 286
17.7降低高频振幅 288
17.8滤除低频 291
17.9滤除高、低频 292
17.10比较两个电压 294
第18章 音频 297
18.0引言 297
18.1在Arduino上播放声音 298
18.2用Raspberry Pi播放声音 300
18.3驻极体麦克风的使用 301
18.4制作一个1W的功率放大器 304
18.5制作一个10w的功率放大器 306
第19章 无线电 309
19.0引言 309
19.1制作FM收音机发射机 313
19.2使用Raspberry Pi设计一个软件FM发射机 314
19.3制作一个基于Arduino控制的FM收音机 315
19.4通过无线电发送数字数据 317
第20章 构建 321
20.0引言 321
20.1创建临时电路 321
20.2创建永久性电路 326
20.3自制电路板 329
20.4探究通孔焊接 331
20.5探究表贴焊接 332
20.6元器件脱焊 336
20.7不破坏元器件的焊接 337
第21章 工具 339
21.0引言 339
21.1使用实验室电源 339
21.2测量直流电压 340
21.3测量交流电压 342
21.4测量电流 342
21.5测量导通性 343
21.6测量电阻、电容、电感 344
21.7放电电容 345
21.8测量高电压 346
21.9使用示波器 349
21.10使用函数生成器 350
21.11仿真 352
21.12安全用电 354
附录A 零部件与供应商 357
附录B Arduino引脚 367
附录C Raspberry Pi引脚 369
附录D 单位与单位前缀 371
后记 373