# Open Circuits: The Inner Beauty of Electronic Components 「Open Circuits」: 電子元件內在之美 ## 簡介 「Open Circuits」是一個關於日常電子產品內部美麗設計的攝影探索。它令人驚艷的横截面攝影展現出一個隱藏的世界，充滿優雅、微妙的複雜性和奇妙的東西。 我們的手機、電腦和家電由數以百計的內部元件組成，每個元件都經過精確的工程設計，用於執行特定功能，但都不是被視為實際可見的。通過精心設計的、生動細膩的横截面攝影，「Open Circuits」展示了驚人的、通常是偶然的美麗景象，隱藏在驅動我們日常設備的電子元件之中。 從電阻到 LED、USB 線到耳機插孔、步進馬達到數碼管，這本書引人入勝的圖像將 130 多個元件轉化為令人愉悅的藝術品。當你視覺上分析元件內部時，你將了解它們的工作原理和製造方式。「Open Circuits」對於每個人都有所欣賞，無論你是一名經驗豐富的電子工程師、一名业余改裝愛好者，還是一名藝術和攝影愛好者。 ### 目錄 簡介 第 1 章：被動元件 第 2 章：半導體 第 3 章：電機 第 4 章：電纜和連接器 第 5 章：復古科技 第 6 章：綜合裝置 後記：創建橫斷面 詞彙表 購買書籍或電子版本直接從出版商：https://nostarch.com/open-circuits 或者在亞馬遜上購買：https://www.amazon.com/Open-Circuits-Beauty-Electronic-Components/dp/1718502346 ## 關於作者 Eric Schlaepfer 是一位擁有著流行工程推特帳號 [@TubeTimeUS](https://twitter.com/TubeTimeUS) 的工程師，他在帳號中張貼橫斷面照片，討論舊式計算與反向工程，並研究工程事故。他的一些較為著名的項目包括 MOnSter 6502（世界上最大的 6502 微處理器，由個別晶體管組成）和 Snark Barker（重現著名的 Sound Blaster 聲卡的復古作品）。 Windell H. Oskay 是惡魔科學家實驗室的共同創始人，他設計機器人。他是一位資深攝影師，擁有芝加哥湖森林學院物理和數學學士學位，並於德克薩斯大學奧斯汀分校獲得物理學博士學位。他是《注釋建立自己的科學實驗室》的作者。 ## 影片 [Open Circuits: Eric cuts through electronic components and reveals their hidden inner beauty](https://www.youtube.com/watch?v=byKyJ0b04Lo) ## 翻譯 技術審查員介紹 Ken Shirriff 是一位修復舊電腦和電子產品、並就電腦歷史撰寫文章的工作者。在他的部落格（[righto.com](http://www.righto.com)）中，他會從充電器到集成電路，深入探討各種電子產品的內部結構。Ken 曾是 Google 的程式設計師，並擁有加州大學伯克利分校的電腦科學博士學位。他已獲得 20 項專利，並為 Unicode 添加了七個字符。他經常在 Twitter 上使用 [@kenshirriff](https://twitter.com/kenshirriff) 的帳號。 致謝 我們特別感謝以下協助製作本書的人員： 感謝 John McMaster 協助我們拍攝晶片的照片。Ben Wojtowicz 慷慨地提供了他的舊 Nexus 手機供我們拆解。Ken Sumrall 讓我們選擇他的大量 HP 電子計算機收藏品，尋找尤其拍攝美觀的 LED 顯示器。Greg Schlaepfer 借給我們一台古董吉他放大器。Ken Shirriff，除了以他詳細的技術拆解靈感我們外，還對本書的技術準確性進行了審查。Jesse Vincent 提供了一些鍵盤鍵開關，雖然最終沒有進入本書，但我們仍然深表感謝。感謝 Brian Benchoff 提供了一個提供很好的背景鏡頭的電路板。感謝 Philip Freidin 提供了一些富有成果的討論。以及 Lenore Edman 充當了想法的跳板，偶爾擔任手部模型，並允許 Windell 休假進行這項工作。 感謝 No Starch Press 的工作人員使本書成真。 最後，感謝所有在 Twitter 上對本書的熱情回應的人員。 ## 介紹 形式永遠跟隨功能。 —Louis Sullivan，引用 Vitruvius 的話。 我們將無縫的手機捧在手中，就像冷靜、河流平滑的石頭一樣。它們觸感舒適。一種手機可能比另一種好，不是因為它的技術優點，而是因為它的外觀和觸感。這是設計的。這就是設計。工業設計師、工程師和藝術家花費了無數時間調整每一曲線、顏色和質地。好的設計吸引我們的身體感官，最終吸引我們的優雅感。 較不顯眼的是，我們的設備的每一個構成部分——每一個電子元件——也是一個被設計的物體。許多元件本身也是复合器件，由更小的部分組成，每個部分都代表了無數小時的設計和工程。 在本書中，我們將仔細研究一些有趣的電子元件。當我們看到每一個元件時，我們會學習一些關於三件事情的知識：它的工作原理、製造方法和使用方法。但是，首先讓這些元件有趣的原因並不總是符合這三個類別。通常只要我們看到它們就足夠了。 有時，最平凡的元件顯示出令人驚嘆的藝術性和復雜性。地質學家的錘子劈裂的平凡岩石揭示出一個礦物輝煌的地質洞。錘子是一個特別適合的隱喻，因為這本書是一次毫無保留的銷毀電子產品的旅程。為了揭示裡面的東西，我們的工具包括鋸、沙紙、溶劑、拋光車輪、端銑刀，以及（是的）偶爾的木匠錘。 對於工程師來說，電子元件由三部分組成：其接口、活動區域和包裝。接口將元件電氣和機械地連接到電路中，如連接電線和安裝孔。活動區域使元件有用。例如，在晶體管中有掺雜的硅區域，使它能夠放大信號。包裝提供結構支撐、環境保護和元件的外形。 把元件看作這三部分的和，為理解其技術設計提供了一個有用的觀點。通常，活動區域被接口和包裝給擠扁了。在許多情況下，這是完全合理的，比如當你想讓一個小到可以用你的手指處理的發光二極體——顆粒級的大小。 考慮元件的美學設計是另外一回事了。當消費電子產品的外觀的設計師和藝術家協作時，同樣也不能說每個內部元件的外觀。一般的智慧型手機用戶不會看到手機裡面的部件長什麼樣子。 這本書不是關於意外的設計。我們將學習的每一根電線、電阻、電容和芯片都是有意設計的，以滿足特定的技術需求，包括精度、可用性和成本。這本書關於意外的美：你從未期望看到的東西的新發生的美感。 ## 被動元件 電阻、電容器和感應器是基本的電子設備建築塊。三者都是被廣泛使用的被動元件的典型例子，被動元件是一類不會在電路中增加能量的元件。相反，它們會消耗、儲存或轉換能量。這些元件是最多樣化和視覺上最醒目的元件，帶有條紋、圓點、光澤涂層和神秘的標籤。讓我們來看看它們。 ### 32 千赫茲石英晶體 在 "石英" 手錶的內部深處，有一個由閃亮的石英晶體製成的小型音叉，它使手錶保持準時運行。 音叉的表面鍍有鏡面般的電極，並且被保護在堅固的金屬管中。 一個音樂家的音叉可能被割成在 "A 440" 的音符 A 發出聲音，即 440 赫茲 (Hz) 或每秒 440 次振盪。然而，這種石英音叉的共振頻率超出了人類聽覺範圍，準確地調至 32,768 Hz。(將 32,768 Hz 不斷除以 2，最終可得到 1 Hz)。 石英具有壓電性：當施加電壓時，它會略微撓曲，在撓曲時也會產生電壓。手錶電路向電極施加微小電壓，導致石英撓曲並在其共振頻率上鳴叫。當它這樣做時，它會產生振盪電壓。每秒，數字電路計數 32,768 次振盪，然後將秒針向前推進一個單位。 看起來像音叉尖端的划痕的實際上是從精細調節頻率的過程中激光修整的標記。