אלקטרוניקה היא ענף של הנדסת חשמל העוסק בתכנון מעגלים חשמליים המווסתים את תנועתם של אלקטרונים באמצעות רכיבים שונים. בהשוואה לענף הנדסת החשמל ניתן להבדיל בין השניים באופן הבא: חשמל הוא ענף העוסק במעבר של אלקטרונים במוליכים ואילו אלקטרוניקה במעברם בחומרים שאינם מוליכים או מוליכים למחצה. ראשיתה של האלקטרוניקה בהמצאת שפופרת הריק ויישומה במקלטי רדיו. החלפת השפופרת ברכיבים מוליכים למחצה (semiconductors), השימוש במעגלים מודפסים ובמעגלים משולבים, פרצו את הדרך ליישומה של האלקטרוניקה בכל תחומי החיים, וזאת בזכות המזעור ועלות הייצור הנמוכה של הרכיבים.
התקנים ורכיבים אלקטרוניים.
רכיב אלקטרוני הוא כל ישות פיזית של מערכת אלקטרונית אשר משפיעה על אלקטרונים או השדות הקשורים להם למימוש תפקוד מסוים במערכת. רכיב מתוכנן כך להיות מחובר יחד עם אחרים, בדרך כלל מולחם או מודפס במעגל מודפס
(PCB), כדי ליצור מעגל אלקטרוני עם פונקציה מסוימת (למשל של מגבר, מקלט רדיו, או מתנד). רכיבים יכולים להארז בגפם או בקבוצות יותר גדולות כמו מעגלים משולבים. הרכיבים אלקטרוניים נפוצים הם קבל, נגד, דיודה, טרנזיסטור, וכו'.
סוגי מעגלים.
מעגלים אנלוגים.
רוב המכשירים האלקטרוניים האנלוגיים, כגון מקלטי רדיו, מורכבים מכמה סוגים בסיסיים של מעגלים אנלוגיים בהם נעשה שימוש רציף בטווח של מתחים לעומת רמות בדידות במעגל הספרתי (דיגיטלי).
המספר השונה של מעגלים אנלוגיים עד כה הוא רחב, בעיקר משום ש'מעגל' יכול להיות מוגדר החל מרכיב בודד ועד מערכות המורכבות מאלפי רכיבים. מעגלים אנלוגיים לפעמים נקראים מעגלים ליניאריים, למרות שתופעות לא-ליניאריות משמשות בהרבה רכיבים אנלוגיים כגון ערבלים, מאפננים ועוד.
חלק מהמעגלים האנלוגיים בימים אלה עשויים להשתמש במעגלים ספרתיים ובמעבדים המבצעים עיבוד אותות ספרתי לשיפור ביצועיו של המעגל. סוג של מעגלים נקרא בדרך כלל בשם "מעורב אות" או "".
לעיתים קשה להבדיל בין מעגל אנלוגי לספרתי מאחר שהם כוללים אלמנטים ליניאריים ולא-ליניאריים. דוגמה לכך הוא משוון, המקבל טווח רציף של מתחים ומוציא שתי רמות מתחים בלבד כבמעגל ספרתי. בצורה דומה טרנזיסטור ברוויה כמגבר יכול להחשב כמתג עם שני ערכים במוצא.
מעגלים ספרתיים.
מעגלים ספרתים (הנקראים גם לוגיים) הם מעגלים אלקטרוניים המבוססים על ערכים בדידים של רמות מתחים. הם לרוב הייצוג הפיסי של אלגברה בוליאנית והן הבסיס של כל המחשבים הספרתים. רוב המעגלים הספרתים עושים שימוש בשתי רמות מתח המכונות רמה "נמוכה" (0) ו "גבוהה" (1). לעיתים קרובות "נמוך" יהיה ליד אפס וולט ו "גבוהה" תהיה ברמה גבוהה יותר בהתאם לאספקת המתח למערכת, למשל חמישה וולט.
מחשבים, שעונים אלקטרוניים ורכיבים לוגיים מתוכנתים בנויים ממעגלים ספרתיים.
אבות הבניין של מעגלים ספרתיים:
התקנים משולבים:
קוד מכונה
ביט
ספוטניק 1
ספוטניק 1 (ברוסית: 1 Спутник, בתרגום לעברית: לוויין 1) היה הלוויין המלאכותי הראשון ששוגר על ידי האדם לחלל. הלוויין שוגר על ידי ברית המועצות במסגרת תוכנית ספוטניק, והיווה את הגורם למשבר הספוטניק - שהאיץ במידה ניכרת את תוכנית החלל האמריקאית ולפיכך גם את המירוץ לחלל בין ארצות הברית וברית המועצות. ספוטניק שוגר ב־4 באוקטובר 1957 מבסיס קוסמודרום בייקונור שבקזחסטן בדרומה של ברית המועצות. משדר הלוויין פעל כשבועיים, עד שהסוללות שהיו בתוכו דעכו. הטיסה בכללותה נמשכה כ־3 חודשים. בתחילה הוא הקיף את כדור הארץ בגובה של כ־250 ק"מ. לאחר מכן הספוטניק החל לאבד גובה, עד שבסופו של דבר הוא נכנס לאטמוספירה ונשרף ב־4 בינואר 1958.
פיתוח.
מיזם ספוטניק 1 החל ב־27 במאי 1954 כאשר המדען הרוסי סרגיי קורוליוב נפגש עם השר לתעשיות ביטחוניות, דימיטרי אוסטינוב, והציע לפתח לוויין מלאכותי שיסתובב סביב כדור הארץ. קורוליוב העביר דו"ח שכתב מיכאיל טיכונוראבוב על מאמצים בכיוון זה שנעשים על ידי ארצות הברית. טיכונוראבוב העריך כי ארצות הברית מפתחת לוויינים מלאכותיים וטילים. ב־29 ביולי 1955 הכריז נשיא ארצות הברית דווייט אייזנהואר באמצעות מזכיר התקשורת שלו כי ארצו תשגר לוויין מלאכותי במהלך השנה הגאופיזית הבינלאומית. שבוע לאחר מכן, ב־8 באוגוסט אישרה נשיאות הוועד המרכזי של המפלגה הקומוניסטית של ברית המועצות את פיתוח הלוויין המלאכותי. ב־30 באוגוסט ביצע וסילי ריאביקוב, ראש הוועדה האחראית על משגרי R-7 ניסויי שיגור. במהלך פגישה עם קורליוב הוא שמע את הדרישות מהמשגר לצורך שיגור חללית לירח. הם החליטו לפתח גרסה בת שלושה שלבים של משגר ה־R-7 שתשמש לשיגורי לוויינים.
ב־30 בינואר 1956 אישרה מועצת השרים של ברית המועצות לבצע עבודות מעשיות לייצור הלוויין. הוחלט כי בניית לוויין זה, שכונה "אובייקט D", תושלם בשנים 1958–1957 ומסתו תהיה 1,000-1,400 ק"ג. הלוויין תוכנן לשאת מכשירים מדעיים במשקל 200–300 ק"ג. שיגור הניסוי הראשון של "אובייקט D" תוכנן ל־1957. לפי ההחלטה, העבודות על הלוויין התחלקו בין המוסדות הבאים:
התכנון השאפתני ובעיות תאום בין הגורמים הרבים המעורבים גרמו לעיכובים רבים. לאחר שהסתיים פיתוח התכנון החדש של משגרי R-7 ובשל החשש מכך שארצות הברית תצליח לשגר לוויין לפני ברית המועצות החליט קורוליוב להשעות את פרויקט "אובייקט D" וליצור לוויין חדש פשוט, קל משקל, וקל להרכבה, ולפיכך החליט לוותר על הציוד המדעי לטובת משדר רדיו פשוט. אובייקט D שוגר לבסוף כ"ספוטניק 3".
המשימה.
ספוטניק שוגר ב־4 באוקטובר 1957 מבסיס קוסמודרום בייקונור שבקזחסטן בדרומה של ברית המועצות. המתכננים, המהנדסים והטכנאים שפיתחו את המשגר ואת הלוויין צפו בשיגור ממכון המחקר וממשרד התכנון שבו נבנה ספוטניק 1. גם המשגר שהעלה את הספוטניק לחלל הגיע למסלול סביב כדור הארץ והוא נראה מהקרקע בלילה כעצם בעל בהירות נראית 1. הלוויין עצמו, כדור קטן אך ממורק היטב, נראה כעצם בעל בהירות 6, כמעט על סף יכולת הצפייה, ולפיכך היה קשה לעקוב אחריו ללא משקפת או טלסקופ.
משדר הלוויין פעל כשלושה שבועות, עד שהסוללות שהיו בתוכו דעכו. ניתוח אותות הרדיו שימש לאיסוף נתונים אודות צפיפות האלקטרונים ביונוספירה. הטמפרטורה והלחץ קודדו לאותות רדיו שנקלטו ברחבי העולם ושימשו גם כחיווי שהלוויין לא נפגע ממטאוריטים.
העיתונות ברחבי העולם עקבה אחרי הלוויין בדיווחים יומיים, שכללו הודעות על מסלול הלוויין כדי שאזרחים יוכלו לנסות לצפות בו. צוותי צופים ב־150 תחנות בארצות הברית ומדינות אחרות הביטו לשמים כדי לחפש את הכדור הסובייטי בשמי הדמדומים של הערב והשחר. הם צפו במשקפות ובטלסקופים כאשר הוא חלף מעליהם. ב־5 באוקטובר הודיעה מעבדת המחקר של הצי של ארצות הברית כי הקליטה ארבע חליפות של ספוטניק 1 מעל ארצות הברית. ברית המועצות ביקשה מחובבי רדיו ומתחנות מסחריות להקליט את קולו של הלוויין על סרטים מגנטיים.
בתחילה הקיף הספוטניק 1 את כדור הארץ במסלול שנע בין גובה של כ־250 ק"מ לגובה של כ-900 ק"מ והשלים כל הקפה ב-95 דקות. לאחר מכן הספוטניק החל לאבד גובה, עד שבסופו של דבר הוא נכנס לאטמוספירה ונשרף ב־4 בינואר 1958. עוד קודם לכן, בתחילת דצמבר דווח על נפילת המשגר לכדור הארץ.
מבנה.
הלוויין ספוטניק 1 היה כדור בקוטר 585 מילימטרים עשוי מסגסוגת אלומיניום קלה שפניה לוטשו היטב כך שתחזיר את אור השמש. עובי הדופן היה 2 מילימטר. מהכדור יצאו ארבע אנטנות באורכים של 2.9-2.4 מטרים ובתוכו היו שני משדרי רדיו ששידרו בתדרים 20.005 ו־40.002 מגה־הרץ. לראשונה הסכימה ברית המועצות להשתמש בציוד "תואם" לזה של ארצות הברית, אך לאחר מכן הודיעה על השימוש בתדרים נמוכים יותר. משקלו של הלוויין היה כ־83.6 ק"ג.
השלכות.
בברית המועצות ניסו להעצים את ההישג בשיגור הלוויין וייחסו לו אפשרות לאסוף ידיעות צבאיות בעלות חשיבות עצומה. ניקיטה חרושצ'וב אף אמר שפיתוח הספוטניק יכניס את המפציצים ומטוסי הקרב למוזיאונים. במערב טענו שברית המועצות הקשיחה את עמדותיה בעקבות שיגור הספוטניק. בקרב העם הרוסי דווח על גאווה בהצלחת הספוטניק ותקווה כי הדבר ילווה בהעלאת רמת החיים.
ההצלחה של ברית המועצות לשגר לוויין לחלל לפני ארצות הברית הכתה את מנהיגי ארצות הברית בתדהמה.
לימים נכתב בעיתון הניו יורק טיימס:
בארצות הברית ניסו מצד אחד לגמד את ההישג הסובייטי ומצד שני הבטיחו שארצות הברית תשגר לוויין לחלל בהקדם. הבית הלבן לא הגיב אז על היבטים הצבאיים של השיגור, אך אמר כי הוא "לא בא בהפתעה". הנשיא אייזנהואר הציג תמונות של מתקנים צבאיים סובייטיים שהושגו בטיסות מטוסי לוקהיד U-2 מאז 1956. כדוגמה לחשש בארצות הברית מפני הלוויין ניתן לציין שבאטול ג'ונסטון הנמצא באוקיינוס השקט ניתנה הוראה לכל אנשי הצבא לשאת נשק באופן קבוע בשל האיום מהחלל.
העתקי הלוויין.
כמה העתקים של הלוויין ספוטניק 1 מצויים במספר מוזיאונים ברוסיה, ואחרים נמצאים בתצוגה במוזיאון הלאומי לתעופה וחלל בוושינגטון, ובמוזיאון המדע בלונדון, בריטניה.
הנפשה
הַנְפָּשָׁה (או אנימציה, מלטינית: Animatio, בתרגום לעברית: "החיָיאה") היא תחום העוסק בהקניית אשליה של תנועה על גבי מסך. שימוש נרחב בהנפשות נעשה בקולנוע, בטלוויזיה ובאתרי אינטרנט. פירוש המילה "Anima" בלטינית הוא נפש, או ה"אני" הפנימי. המונח העברי "הנפשה", מלשון נפש, לא הוטמע לחלוטין בקרב העוסקים במקצוע, ולכן אדם היוצר הנפשה נקרא בדרך כלל אנימטור.
ההיסטוריה של ההנפשה.
מהעת העתיקה ועד המצאת הקולנוע.