الکترونیک برای کودکان ، قسمت اول : LED ها

الکترونیک ،یکی از موضوعات داغ این روزها برای آموزش به کودکان است زیرا در عصر حاضر فناوری و دانش فنی حرف اول دنیا را می‌زند.

الکترونیک برای کودکان

علاقه به الکترونیک در کودکان می‌تواند از سن 6 یا 7 سالگی خود را نشان دهد. بسیاری از بچه ها با دیدن چراغ های چشمک زن، موتورهای چرخان و تجهیزاتی که صدا تولید می‌کند جذب این رشته می‌شوند.

به همین دلیل، پس از چند دقیقه بازی با اسباب بازی مورد علاقه خود، به مرحله بعدی سرگرمی یعنی جداسازی قطعات می‌روند تا ببینند داخل آن چیست و چگونه کار می‌کند.الکترونیک در خون کودکان امروزی است.

آزمایش‌های کوچک و ساده بارعایت مسائل ایمنی همراه با سرگرمی، می‌توانند شور و شوق را برانگیزند. برای شروع آموزش قطعات الکترونیکی به ابزارها و اجزای آن نیاز است(شکل 2 را ببینید). در زیر لیستی از مهمترین آنها آمده‌است:

• برخی از قطعات الکترونیکی (مقاومت ها، دیودهای ساطع کننده نور [LED]، لامپ ها، خازن ها، سوئیچ ها و غیره).
• کابل های تک هسته‌ای به گیره‌های کروکودیلی مجهز شده‌اند تا اتصالات را به راحتی انجام دهند.
• باتری های تخت 5 ولت
• یک تستر ساده

شکل دو : وسایل مورد نیاز برای آزمایش اول

مدار الکتریکی

برای درک برخی از عناصر اساسی الکترونیک،درک زیربنای مدارهای الکتریکی ضروری است. جریان الکتریکی در واقع جریانی از الکترون است که از یک قطب ژنراتور (مانند باتری)به قطب دیگر آن در یک مدار بی‌انتها حرکت می‌کند. مدار الکتریکی یک اتصال فیزیکی بین ژنراتور، هادی های الکتریکی و مصرف کننده (بار) است. برای اطمینان از عبور دایره ای الکترون‌ها ،برخی شرایط باید برقرار باشد:

• ژنراتور باید مقدار کافی الکترون تولید کند.
• بار باید کاربردی باشد و دارای قطعی نباشد.
• سیم‌های برق باید رسانای جریان خوبی باشند که معمولاً از فلز (مس یا آلومینیوم) ساخته می‌شوند.

در واقع، الکترون ها فلز را ترجیح می‌دهند تا بتوانند مسیر خود را ادامه دهند. برای درک بهتر مفهوم مدار الکتریکی، می‌توان آن را با یک سیستم هیدرولیک مقایسه‌کرد، مانند آنچه در شکل 3 نشان داده شده‌است. مقایسه بین جریان الکتریکی و آب، در واقع مفهوم و قوانین حاکم بر دو عنصر را ایجاد می‌کند. بسیار ساده. کاملا شبیه هم هستند.

ال ایی دی  LED :

LED وسیله‌ای است که با عبوردادن تعداد خاصی از الکترون‌ها از خود، فوتون (نور) تولید می‌کند. جریان یک مفهوم دلخواه نیست و تمام پارامترها باید با استفاده از روش های ریاضی تعیین شوند.

آزمایش زیر در کمال ایمنی برخی از مفاهیم اساسی الکترونیکی را توضیح می دهد:

• قطبیت صحیح ولتاژ الکتریکی
• محدود کردن جریان
• تداوم مدار

بنابراین ما به مواد زیر نیاز داریم:

• یک باتری تخت 4.5 ولت
• یک مقاومت 180 Ω(اهم)
• یک LED قرمز
• سه کابل سوسماری

همانطور که در شکل قبلی مشاهده نمودید، اتصالات را به ترتیب زیر انجام دهید:

کابل قرمز را بین قطب مثبت باتری و یک سر مقاومت وصل کنید (مقاومت قطبی نیست).کابل نارنجی رنگ را بین سر دیگر مقاومت و آند LED وصل کنید (از قسمت گرد پایه بدنه قابل تشخیص است).کابل مشکی را بین کاتد LED (از قسمت صاف پایه بدنه قابل تشخیص است) و قطب منفی باتری وصل کنید.
اگر اتصالات به درستی انجام شوند، LED بلافاصله با روشنایی معمولی روشن می شود. اگر جهت باتری یا LED برعکس شود، روشن نمی‌شود. حالا مقاومت را بردارید و دو سیم آزاد را به هم وصل کنید.

حذف این جزء باعث جریان عظیم الکترون به سمت LED، بدون هیچ محدودیتی می‌شود. تغذیه مدار در عمل باعث سوختن LED می‌شود که در قسمت بعدی، نحوه انتخاب مقدار مقاومت صحیح را خواهیدیافت.

این آزمایش با هدف شروع یک رویکرد تدریجی با جریان الکتریکی و درک جهت جریان الکترون ها است. این سیستم کاملاً مشابه سیستم آب است، بنابراین می‌توانید مسیری را که الکترون‌ها دنبال می‌کنند مانند یک مدار هیدرولیکی متشکل از لوله‌ها، اتصالات و سایر عناصر تصور کنید.

همچنین برای آموزش الکترونیک به فرزند خود می‌توانید از پک های آموزشی بارمان رباتیک استفاده نمایید. یکی از پک های خوب آموزشی بارمان ،پک جت روبو می‌باشد.

این پک به صورت تخصصی به آموزش دقیق مفاهیم اصلی الکترونیک و قطعات الکترونیکی ،آموزش و راه‌اندازی مدارات الکترونیکی پر کاربرد در رباتیک و غیره می‌پردازد.