Курс Електроніка для розробників

На курсі ви зрозумієте основи електроніки, архітектуру мікроконтролерів, принципи живлення та сигналів, а також навчитеся впевнено запускати й діагностувати embedded-системи. В результаті ви зможете реалізувати свій власний пристрій: від аналізу схеми та підключення сенсорів - до зчитування даних, обробки на STM32 і передачі через інтерфейси та мережу.

Програма курсу

Вступ до курсу та електроніки

• Ознайомитеся з лекторами та програмою курсу
• Зрозумієте базові електричні поняття (напруга, струм, опір, потужність) та різницю між DC та AC струмом
• Навчитеся користуватися мультиметром для вимірювання величин електричного кола
• Знатимете та застосовуватимете основи електробезпеки

Пасивні компоненти

• Розберете призначення та характеристики резисторів, конденсаторів і котушок
• Навчитеся читати номінали та маркування компонентів
• Зрозумієте принципи послідовного та паралельного з’єднання
• Збиратимете дільники напруги та прості RC- і RL-фільтри

Домашнє завдання: зібрати коло з резистором, перевірити розрахунок струму, налаштувати дільник напруги та застосувати RC low-pass фільтр.

Діоди й транзистори

• Зрозумієте, як працюють напівпровідники, діоди та світлодіоди
• Побудуєте випрямлячі напруги та схеми згладжування
• Попрацюєте з фотодіодами, фоторезисторами, терморезисторами та іншими сенсорними елементами
• Навчитеся використовувати BJT- і MOSFET-транзистори як електронні ключі

Системи живлення та енергоефективність

• Розберете основні параметри систем живлення
• Порівняєте лінійні та імпульсні перетворювачі напруги
• Навчитеся рахувати ККД, втрати й потужність
• Зможете вибрати LDO або DC-DC стабілізатор під конкретну задачу

Домашнє завдання: зібрати схему випрямлення напруги, підключити кілька джерел живлення через фільтри та захист і додати LED-індикацію.

Основи аналогової схемотехніки

• Розберете принцип роботи операційних підсилювачів, компараторів та базових схем на їхній основі
• Зрозумієте, як працюють АЦП, ЦАП і PWM
• Навчитеся готувати аналоговий сигнал перед поданням на АЦП
• Знатимете, коли використовувати АЦП і ЦАП в електронній системі

Аналоговий воркшоп

• Розберете практичні схеми з попередніх занять
• Відтворите аналогові схеми на реальному обладнанні
• Перевірите сигнали та параметри компонентів вимірювальними інструментами
• Зберете аналогову частину фінального пристрою

Домашнє завдання: скласти аналогову частину фінального проєкту.

Основи цифрової електроніки

• Розберете різницю між аналоговими й цифровими сигналами, логічні рівні та системи числення
• Попрацюєте з бітами, байтами й таблицями істинності
• Зрозумієте принцип роботи базових логічних елементів AND, OR, NOT і XOR
• Розберете шифратори, дешифратори, мультиплексори та непрограмовану логіку

Послідовна логіка, пам'ять і стани

• Розберете різницю між комбінаційною та послідовною логікою
• Зрозумієте, як система зберігає стан за допомогою latch, flip-flop і D-тригера
• Попрацюєте з регістрами, лічильниками й таймінговими діаграмами
• Навчитесь описувати просту систему як скінченний автомат станів

Домашнє завдання: скласти таблиці істинності, побудувати логічну схему, таймінгову діаграму та просту FSM.

Програмована логіка

• Розберете різницю між MCU, MPU, FPGA, ASIC, SoC і PLC
• Зрозумієте архітектуру мікроконтролера та призначення CPU, пам’яті й периферії
• Порівняєте Arduino, STM32, ESP32 і Raspberry Pi Pico
• Навчитесь обирати цифрову платформу під конкретну задачу

Провідні інтерфейси комунікації

• Розберете різницю між інтерфейсом, протоколом та фізичним рівнем
• Порівняєте основні типи передачі даних і сигналів
• Зрозумієте принципи роботи GPIO, UART, RS-485, I2C, SPI, 1-Wire, CAN та USB
• Навчитесь обирати інтерфейс під конкретну задачу та знаходити типові проблеми підключення

Домашнє завдання: вибрати платформи й інтерфейси для заданих систем, попрацювати з розпіновкою dev board та усунути типові помилки.

Безпровідні інтерфейси комунікації

• Зрозумієте базові принципи безпровідної передачі даних
• Розберете частоту, довжину хвилі, потужність, RSSI та перешкоди
• Зрозумієте роль антени та її вплив на роботу системи
• Порівняєте Bluetooth, BLE, Wi-Fi, NFC і LoRa та оберете технологію під задачу

Цифровий воркшоп

• Розберете практичні схеми з цифровою логікою та мікроконтролерами
• Відтворите їх на реальному обладнанні
• Перевірите роботу цифрових сигналів та інтерфейсів
• Зберете цифрову частину фінального пристрою та поєднаєте її з аналоговою

Домашнє завдання: завершити цифрову частину фінального проєкту й об’єднати її з аналоговою.

Електроніка в реальному залізі та дебаг

• Розберете, чому реальний цифровий сигнал відрізняється від ідеального
• Попрацюєте з логічними рівнями, pull-up, pull-down, open-drain і push-pull
• Зрозумієте роль землі, decoupling capacitors і довжини провідників
• Навчитеся знаходити проблеми живлення, підключення та інтерфейсів за допомогою мультиметра, осцилографа й логічного аналізатора

Фінальний проєкт

• Презентуєте архітектуру власного IoT-пристрою
• Покажете, як він збирає, обробляє та передає дані у хмару через MQTT
• Обґрунтуєте вибір платформи, компонентів, живлення та інтерфейсів
• Продемонструєте прототип або архітектурний концепт і отримаєте фідбек

Особливості курсу

• Допомога ментора
• Практика
• Глибока робота з мікроконтролерами
• Індивідуальний фідбек від лекторів
• Фінальний проєкт
• Сертифікат про проходження курсу

Викладачі курсу

Любомир Череватий - Hardware Engineer at Ajax Systems