เรียนรู้อิเล็กทรอนิกส์ผ่านการลงมือทำ
(beletronics.wordpress.com)- เป็นเว็บไซต์ที่รวบรวมพื้นฐานและโปรเจกต์การสร้างไว้ในที่เดียว ตามแนวทางให้ผู้เริ่มต้นด้านอิเล็กทรอนิกส์ เรียนรู้ด้วยการลงมือสร้างเอง
- การเรียนรู้เริ่มจาก อิเล็กทรอนิกส์พื้นฐาน แล้วค่อยขยายขั้นไปสู่การสร้างเกม โปรเซสเซอร์ และคอมพิวเตอร์
- ตัวอย่างโปรเจกต์ประกอบด้วยการสร้าง เกม Pong, 4-bit processor และ Z80 computer แบบสมบูรณ์
- แต่ละหัวข้อเชื่อมไปยังหน้าแยกต่างหาก จึงสามารถเลือกอ่านจากโจทย์การสร้างที่สนใจได้
- เน้นการสร้างความเข้าใจด้านอิเล็กทรอนิกส์ผ่าน การฝึกปฏิบัติและประสบการณ์การสร้าง ซ้ำ ๆ มากกว่าการอ่านแต่ทฤษฎี
พื้นที่เรียนรู้สำหรับผู้รักอิเล็กทรอนิกส์
- “There’s no place like home” เป็นเว็บไซต์สำหรับผู้รักอิเล็กทรอนิกส์และผู้เริ่มต้น
- โครงสร้างของเว็บไซต์ยึดแนวคิดที่ว่าความรู้จริงจะสั่งสมได้ผ่าน การฝึกฝนอย่างต่อเนื่อง
ส่วนการเรียนรู้ที่เน้นการลงมือทำ
- Learn basic electronics – click to read: เรียนรู้ อิเล็กทรอนิกส์พื้นฐาน
- Create a legendary Pong game – click to read: สร้าง เกม Pong
- Create a 4-bit processor – click to read: สร้าง 4-bit processor
- Create a complete Z80 computer – click to read: สร้าง Z80 computer แบบสมบูรณ์
1 ความคิดเห็น
ความคิดเห็นจาก Hacker News
หลังลาออกจากคณิตศาสตร์ก็เรียนรู้ด้วยตัวเองจนกลายเป็นวิศวกรซอฟต์แวร์ และช่วงหน้าร้อนนี้ก็กำลังอุดช่องโหว่ในความรู้ด้าน CS ของตัวเองอยู่
ในที่สุดก็เริ่มจับทางการทำงานของการอิมพลีเมนต์ภาษาโปรแกรมได้แล้ว และ bytecode interpreter กับคอมไพเลอร์ก็ดูน่ากลัวน้อยลงมากเมื่อเทียบกับเมื่อไม่กี่เดือนก่อน
พอได้ลองอิมพลีเมนต์อินเทอร์พรีเตอร์แบบของเล่นด้วยตัวเอง ก็เริ่มสงสัยเป็นครั้งแรกว่ารายละเอียดขององค์ประกอบฮาร์ดแวร์จริง ๆ ทำงานอย่างไร เลยเริ่มเล่นกับโปรเจกต์ nand2tetris และ breadboard ซึ่งสนุกมาก
ถ้าเอนเอียงไปทางแนวคิดคณิตศาสตร์บริสุทธิ์มากเกินไป ก็มักจะดูแคลนงานประยุกต์ได้ง่าย แต่การได้เห็นว่าระหว่างทฤษฎีนามธรรมของวิทยาการคอมพิวเตอร์กับวิธีใช้วัตถุทางกายภาพมาคำนวณนั้นมีความเชื่อมโยงที่ลึกและหลีกเลี่ยงไม่ได้ เป็นสิ่งที่รู้สึกว่าสวยงามมาก
พอนึกว่า von Neumann โดยพื้นฐานก็เป็นนักคณิตศาสตร์ มันก็ยิ่งสมเหตุสมผลขึ้นมา ถ้าอยู่ในจุดคล้ายกันก็แนะนำให้ลองเรียนเมื่อพร้อม
Nissan และ Shocken ทำคอนเทนต์ชั้นยอดให้ออกมาเข้าถึงง่ายได้ดีมาก และการค่อย ๆ สร้างคอมพิวเตอร์ของเล่นจากศูนย์ขึ้นมาด้วยตัวเองเป็นประสบการณ์ที่ทั้งสนุกและคุ้มค่ามาก
[0] https://www.nand2tetris.org/
ถ้ายังไม่รู้จัก CCC กับเทศกาลแฮกเกอร์ ขอแนะนำ https://media.ccc.de/
มีคลังวิดีโอบันทึกงานแฮกเกอร์เจ๋ง ๆ จำนวนมาก และยังมีปลั๊กอินสำหรับดูบนสมาร์ตทีวีด้วย
เป็นนักพัฒนารุ่นเก๋าและอยากลองอิเล็กทรอนิกส์มาตลอด เลยเปิดเข้ามาเพราะคิดว่าตัวเองคือกลุ่มผู้อ่านเป้าหมาย แต่พอเห็นย่อหน้าแรกกับภาพประกอบก็รู้สึกเหมือนยืนอยู่ในห้องที่เต็มไปด้วยคนฉลาดกว่าตัวเอง
ประมาณว่า “ถ้าดู datasheet ของ TTL 7483 ก็จะรู้ได้ทันทีว่ามันบวกคำไบนารี 4 บิตสองคำ A และ B” ซึ่งทำให้ไม่แน่ใจเลยว่านี่คือจุดเริ่มต้นที่เหมาะสมจริงหรือสำหรับการเรียน อิเล็กทรอนิกส์พื้นฐาน
วิธีนำเสนอทำให้ดูเหมือนว่าดูจากภาพอย่างเดียวก็พอ ทั้งที่ถ้าได้อ่าน datasheet จะเห็นตั้งแต่ต้นเลยว่าเขียนไว้ว่ามันทำการบวก 4 บิต แต่หน้าบทความนี้ไม่ได้ช่วยให้เข้าใจตรงนั้น
ย่อหน้าถัดไปก็เริ่มพูดถึงทรานซิสเตอร์แล้ว ตามหลักแล้วผู้เขียนน่าจะโชว์ datasheet ให้ดูจะดีที่สุด แต่ก็อาจมีเหตุผลที่ทำไม่ได้
ส่วนเนื้อหาหลังจากนั้น ฉันรู้สึกว่าอธิบายพื้นฐานได้ค่อนข้างชัดเจน และในฐานะคนที่พยายามเรียนอิเล็กทรอนิกส์มาหลายปีแต่ไม่ค่อยติด นี่เป็นจังหวะการสอนที่เข้ากับฉันกว่าที่เคยเจอมา
แน่นอนว่าคนเราต่างกัน และโดยส่วนตัวฉันก็ชอบความรู้สึกเหมือนอยู่ในห้องที่เต็มไปด้วยคนฉลาดกว่าตัวเอง
จากนั้นจึงเอาทรานซิสเตอร์มาประกอบเป็นเกต AND/OR แล้วค่อยไป XOR และเกตอื่น ๆ, multiplexer, half adder/full adder, flip-flop ก่อนจะไปถึงลอจิกแบบ synchronous clock ในที่สุด
ภาคปฏิบัติเริ่มจากชิป TTL แต่จังหวะของวิชาจะจัดให้ตอนเริ่มจับชิปจริง ๆ นั้น นักศึกษาได้เรียนทฤษฎีลอจิกแบบ asynchronous ไปเกือบหมดแล้ว
อาจเป็นร่องรอยของการที่เดิมทีเขียนให้คนในภาคอุตสาหกรรมใช้ก็ได้ พอคุ้นเคยแล้วก็พอปรับตัวได้ และจะใช้วิธีมองวงจรบางอย่างเป็นกล่องดำ ดูแค่การทำงานก่อน แล้วค่อยขุดลึกเข้าไปดูภายในเมื่อจำเป็น
ไม่รู้ว่าทำไม แต่เรื่องแบบนี้เห็นบ่อยในสาขาอื่นเหมือนกัน โดยเฉพาะในคณิตศาสตร์ น่าจะเป็นอาการของคำสาปของความรู้
สำหรับคนที่เห็นครั้งแรกแล้วรู้สึกท้อเพราะมันยากเกินไป ขอบอกว่ามันยากจริง ๆ เอกสารนี้แทบจะเรียกว่าเป็นหน้าอธิบายแนวคิดอิเล็กทรอนิกส์ระดับเริ่มต้นไม่ได้เลย
มันขาดคำอธิบายเรื่องแรงดัน กระแส โดเมนเวลาและการตอบสนองความถี่ รวมถึงจะจับแนวคิดพวกนี้อย่างไรอีกมาก
ถ้าอยากได้สื่อเริ่มต้นที่นุ่มนวลกว่านี้ คอร์สทฤษฎีวงจรฟรีของ Analog Devices ดีมาก
https://wiki.analog.com/university/courses/circuits#circuits...
คอร์สอิเล็กทรอนิกส์ก็ดีเยี่ยมเช่นกัน
https://wiki.analog.com/university/courses/electronics/text/...
Analog Devices อยู่ในระดับแนวหน้าของวงการด้านการออกแบบวงจรแอนะล็อกและการแปลง A/D ดังนั้นถ้าจะเรียนอย่างจริงจังก็คุ้มค่าที่จะดู
ชุดคอมพิวเตอร์ 8 บิตของ Ben Eater[1] เป็นเหมือนเลโก้สำหรับพวกเนิร์ดที่อยากเป็นวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์
ชุดเหล่านั้นเกิดจากคำขอจำนวนมากจากผู้ชมช่อง YouTube อันยอดเยี่ยมของเขา ซึ่งโด่งดังจาก CPU และคอมพิวเตอร์แบบ breadboard
ตอนนี้กำลังประกอบคอมพิวเตอร์ 6502 แบบ breadboard ของเขาที่มีจอแสดงผลตัวอักษร LCD 16x2
ยังมี PDF “1-100 Transistor Projects”[2] ที่เหมาะมากสำหรับเรียนรู้ว่าวงจรทรานซิสเตอร์ทำงานอย่างไร และแค่มี PDF, breadboard, ทรานซิสเตอร์สักสิบกว่าตัวกับชิ้นส่วนเล็ก ๆ ก็ยุ่งได้อีกพักใหญ่
ยังมีภาคต่อ “101-200 Transistor Circuits”[3], เอกสารวงจร IC[4], และเอกสารเกี่ยวกับชิป 555 timer อันเก่าแก่[5] ด้วย ถ้ายังไม่พอ ก็ลองไล่ดูนิตยสารงานอดิเรกด้านอิเล็กทรอนิกส์[6] ได้
[1] https://eater.net
[2] https://archive.org/details/1To100TransistorCircuits
[3] https://www.talkingelectronics.com/projects/200TrCcts/101-20...
[4] https://www.talkingelectronics.com/projects/100%20IC%20Circu...
[5] https://www.talkingelectronics.com/projects/50%20-%20555%20C...
[6] https://worldradiohistory.com/Popular-Electronics-Guide.htm
https://turingcomplete.game/
กำลังทำรายการแหล่งเรียนรู้อิเล็กทรอนิกส์[1] อยู่ และตั้งใจจะเพิ่มอันนี้เข้าไปด้วยแน่นอน
[1] https://hardwareteams.com/docs/analog/circuits-resouces/
ถ้าต้องเรียนแบบนี้ ผมน่าจะหมดความสนใจไปแล้ว
เริ่มจาก Arduino, มอเตอร์, LED และเซ็นเซอร์สักไม่กี่ตัวจะดีกว่ามาก แล้วค่อยขยับไป esp8266/esp32
แต่ก็อาจเป็นเพราะผมคิดไปทางสาย embedded และการทำงานเป็นวิศวกรไฟฟ้า 2 ปีอาจช่วยอุดช่องโหว่ด้านการคำนวณของผมด้วย นี่เป็นแค่ความเห็นส่วนตัว
ถึงอย่างนั้น การลองทำทุกอย่างตั้งแต่ระดับ ตัวต้านทานและไดโอด ก็ยังมีคุณค่าอยู่ดี เพราะต้องมีใครสักคนเข้าใจระดับนั้นมากพอที่จะออกแบบ Arduino และ Pico ที่พวกเราที่เหลือเอามาเล่นกัน
แค่ต้องบอกว่าพื้นที่นั้นคือ อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลแบบโมดูลาร์ และไม่ได้ผ่านเส้นทางที่เริ่มจากหลักการของชิ้นส่วนพาสซีฟพื้นฐานอย่างตัวต้านทาน คาปาซิเตอร์ และตัวเหนี่ยวนำ ไปสู่วงจรทฤษฎีแบบแอนะล็อก สารกึ่งตัวนำ และลอจิกดิจิทัล
สิ่งที่ผมติดใจคือเวลามีคนเสนอแนวทางแบบนั้นเป็นคำตอบของคำถามว่า “จะเรียนอิเล็กทรอนิกส์อย่างไร?” โดยไม่อธิบายหรือใส่เงื่อนไขอะไรเลย
แม้จะไม่มีปริญญาวิศวกรรมไฟฟ้า แต่สำหรับคนที่อยากเรียนวิศวกรรมไฟฟ้าเชิงปฏิบัติ ผมคิดว่านี่คือหนังสือที่ดีที่สุดในหัวข้อนี้
Practical Electronics for Inventors, Fourth Edition
โดย Paul Scherz และ Simon Monk
ได้ยินมาว่าหาได้ที่ https://libgen.is/
ถ้าจะให้แม่นยำ มันคือ อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัล
ลองดูหนังสือพื้นฐานอิเล็กทรอนิกส์ของ Ed Lipiansky อดีตวิศวกรของ Google, Cisco, Sun และอดีตอาจารย์พิเศษของ UC Berkeley ได้ ครอบคลุมทั้งแอนะล็อกและดิจิทัล
Electrical, Electronics, and Digital Hardware Essentials for Scientists and Engineers
https://www.wiley.com/en-us/Electrical,+Electronics,+and+Dig...
เพื่อความถูกต้อง Ed ไม่ได้เป็นอาจารย์พิเศษของ Berkeley แต่สอนใน หลักสูตร extension ของ UC Berkeley และ UC Santa Cruz
แล้วก็มีคนแนะนำ ‘basic electronics: theory and practice’[0] ของ Westcott & Westcott สำหรับเรียนอิเล็กทรอนิกส์เป็นงานอดิเรกด้วย ถ้าใครรู้จักทั้งสองเล่มแล้วช่วยเทียบให้ได้ก็คงดี
0: https://books.google.com/books/about/Basic_Electronics.html?...
แม้จะมีปัญหาอยู่บ้าง แต่ก็ยังคิดถึง ร้านค้าปลีกชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์
ที่ Radio Shack มีบันทึกวิศวกรรมของ Forrest Mims สำหรับเรียนอิเล็กทรอนิกส์ และก็ดีมากที่ถ้าสุดสัปดาห์ต้องการชิ้นส่วนด่วนก็ยังขับรถไปซื้อที่ Fry’s ได้
ขอปรบมือให้กับ Anchor Electronics ใน Santa Clara, San Mateo Electronics Supply และ Jameco ที่ยังคงอยู่รอด
ก็น่าเสียดายเช่นกันที่ร้านสต็อกชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และร้านของมือสองในย่าน SF Bay Area กำลังหายไป ไม่ว่าจะเป็น Weird Stuff, Halted/HSC และแม้แต่ Excess Solutions ที่เพิ่งกลายเป็นเหยื่อรายล่าสุดก็ปิดไปแล้ว
สงสัยว่ายังเหลือที่ไหนแถวนี้ที่พอจะหาชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์มือสองหรือ surplus ได้อยู่บ้าง