電子工程師時間希望通過采訪工程師,了解他們的生活/工作/經驗,以期能更全面反映工程師群體的狀況,為工程師發聲,鼓舞所有奮斗在一線的工程師們。
本期采訪對象張飛,電子工程師視頻教程《張飛實戰電子》知名硬件導師;2013年創辦自己公司,主要方向為馬達驅動器設計,并擁有十多項專利產品,公司年產值超過三千萬。
Q1:了解到張工大學專業是社會工作專業,與電子不相關,那你是如何進入到電子這個行業呢?
張:主要有以下幾個方面:
1.當時大學畢業那時,很多學電子專業的學生畢業后,沒有從事電子工程師,有的從事銷售有的,從事結構等其他行業,導致電子行業人員缺失。
2.那個時候我看到一個燈,連這個燈都是用遙控的話,還有其他更多事例等,所以我就判斷未來一定是個電子大爆發的年代。
3.初中的時候我是物理課代表,對這個物理這塊一直比較感興趣,然后基本功打得很扎實,對電子有濃厚的興趣。
4.正好在公司內部也有這樣的一個機會,電子工程師部門都是缺人的,我就有機會轉去做電子。
Q2:跨行轉入電子行業,你是如何學習呢?
張:那個時候互聯網沒有這么發達,網上幾乎找不到相關的知識;而同行里面這些工程師也不是很愿意去教和帶。所以在這種情況下,我周末兩天的時間全部都是泡在圖書館,在里面一看一整天,然后自己帶干糧,帶點水過去。在圖書館里面看書一個最大的好處,就是心可以靜下來,你聞到的是書香,你聽到的是翻書的聲音,然后特別的安靜,能夠遨游在電子世界的海洋。
同時也買了大量的電子方面書籍,每天下班之后,然后快速的吃一下,從晚上八點鐘開始看,差不多學習到夜里面兩點鐘。就這樣持續的堅持的八年的時間,尤其是周末的時候,整天的就是在學習,把學習當成是一種快樂。然后還沒有下班的時候我就在想,晚上又可以學習了,就覺得很興奮。
這里就要說說促進我學習所謂動力是:壓力,強大的生存壓力。我是一畢業之后就結婚的,第二年就有小孩兒。小孩就出生了,所以我就不能夠像其他人玩、談戀愛等。要解決生存壓力,我只能學習,努力工作。畢竟我從江蘇揚州只身來到上海這個地方打工,立下基礎應該說還是不容易的,非常辛苦。
回想起工作的前八年的學習。我給自己定一個目標,我就堅持每天都學一點。那這樣子的話,一周就會學很多,一個月下來我就比別人學的更多,那一年下來我就可以走在同行人的前面。那個時候我寫了一個座右銘,放在我的這個辦公桌前我上面寫著:人的差異在于對業余時間的利用。所以每當我看累了,就是想放松的時候,當我一抬頭看到這個座右銘的時候,然后我又能夠而繼續堅持下去,去看看書。我認為大家既然都能夠上大學,都不笨,那大家之間的差異在于什么呢,就是你花了多少時間用來做有意義的事情。如果你每天都堅持學一點點,就好比我們去爬山,爬山是一件非常辛苦的事情,但是我不要往后看,也不要往前看,我就埋下頭,就這樣走自己的路,堅持著去走,堅持的去走。忽然走著走著,你就會發現,原來大部隊人群就在你的身后了,在我抬頭往前看,原來只有少部分人在你的前面。這個過程就好比學習,你不要想太多,想我是多么的牛逼,我要成為什么人,不要想那么多,想多了你就感覺有壓力,有困難。
你只要想著,我每天能夠學習一點東西就可以了,哪怕只要每天只學一個知識點。在一個知識點上取得的突破,我覺得這都是讓人很興奮的一件事情。
所以學習就要制定一個切合自己實際的目標,可以定一個周目標,可以定一個月目標,可以定一個年目標,但是不要定的太久,因為你一年后你自己都不知道自己會成什么樣子的。另外我把學到的東西也努力用到工作中去。在工作中也是很拼命的去做。通過一年多的努力,然后我就很快成為當時五十幾個工程師中唯一一個獲得先進工作者的個人。
另外我想說的是其實大學里面學什么專業,真的不能決定你未來就是做什么工作,更不能決定你未來能夠取得多大的一個成就。我身邊的很多例子,我們團隊中很多的工程師,很多以前是學結構的;還有資深軟件專家,原來是骨科醫生。
大學里面學的東西肯定是相對來說有限的,更多的知識的來源就要積累,需要我們在工作中,在學習中去進行一個積累。
Q3:自學電子,你最大的體會是什么呢
張:學電子我最大的體會就是我發現電子里面華麗專有名詞特別的多,比如說就拿一個電容來說有去耦電容、旁路電容、濾波電容、高頻電容、瓷片電容等等,我如果再補充一下的話,還有X電容、Y電容、安規電容等等,如果直接從這些眼花繚亂的文字中去進行研究的話,很容易迷失掉,進而喪失自己的學習興趣。
我就會思考他的本質。電容的本質是什么?那我就去查找各方面的資料,電容是如何制作出來的,其本質是正電荷和負電荷的相吸,最終正電荷越多,負電荷越多吸在一起,形成一個電場,那他們能吸在一起,形成一個源,這樣電容具有存電的能力。從這種本源的角度去出發,放棄那些華麗的專有名詞,把握電容本質:具有充電和放電特性。那么用電容的本質去放在不同的電路中,有著不同的作用。
比如說一個電容放在濾波上來講,其實濾波根本原因就是電容能夠充電和放電,把一些高頻次的諧波充到電容里面來,可以給后面負載放電。從阻抗角度來說降低了阻抗。通過能夠儲存能量和釋放能量這樣的一種特性,電容就實現了濾波的功能。這樣講起來的話就豁然開朗了。同樣,你把它放在其他電路中去,其本質依舊是充電和放電,只不過在不同的電路里面有不同的名字罷了,這樣子我們學習電路起來就比較簡單了,要追尋本質。
另外在學習的過程中我總結一個電路,本質是有三點構成的。第一要有源,這個源可以是電源,也可以是電容,如果電容上面儲存的電的話,那電容本身也是個源。第二要有一個回路。第三回路中的阻抗大小要合適,那有了這三點那么才有電路的產生,電路上才會流過電流。這樣我們才可以去研究這個電路。
任何一個電路都是有N個源安N個回路組成的,組成了一個復雜的一個龐大電路,但是我們可以把一個復雜的電路分解。先找源,一個復雜的電路,大家很很多人都喜歡找很多分模塊,其實我不是這樣去看的,一個復雜的電路,我先去找源,電路中有多少個源。
因為源是一切回路的源泉,找到源,然后沿著這些源往外走有多少條分支。那么每個分支,就是一條回路,然后再去分析這個回路中它的一些電流特性,比如阻抗。這樣一個復雜的電路就會把它簡單化了,這個就是我學習電子總結出來的一些方法。
我們一定要找事物的本質,不要只是停留在一個概念,我們要繼續往里面去追,追尋這個本質的東西,這樣你才能夠去理解和運用。
任何一個人類制造出來的一個電子的相關的這些東西,他都遵循著自然界的一規律,我在學電子的過程中喜歡找一些自然現象來做推理,理解起來就更方便。
比如說,電路中的電容,其實我們可以把它想象成這個大自然界中的一個天然的水庫。這個水庫有其他的水源流過來的時候,他能夠除這個存儲這個水。也就是我們所說的電容具有存電的這種性能。同時當下游的干涸的時候,水庫里面的水可以放出來給下游去用,理解是電容可以對下一級進行放電。通過水庫的方式來比喻成電容,我們理解起來就更加的容易。
然后我們在可以去理解為什么電容上面電壓不能激變,是因為一個水庫有水流過來,水庫的水是慢慢上升了,而不是一下子上升的。這就跟電容的電壓不能激變是不謀而合的。
我們如何理解電感,可以用水流來形容電感。為什么這么講?因為電感是以電流的形式儲存能量的,就好比我們的水流。電感和電容的結合就好比水流入水庫,水庫往下級又有水流流出去啊。我們說電路中的這個電感的電流可以轉化成電容的充電,電容的放電可以轉化成電感的電流。同理,在自然界中,河流的水流入水庫的時候可以轉化成水庫的水位的上升,水庫的水往下游放水的時候又可以把水庫水位下降,讓下游的水產生一個水流。他們是相互轉化的,最終他們都把水從一個地方到了另外一個地方,好比我們電路中把一個能量從一個地方移到另一個地方,不過一個是電荷,一個是水。這樣理解起來,我們學習電路,就比較容易了。
Q4:自學電子,看不懂你是如何應對的呢?
張:剛開始的確看不懂,但是又問不到人,所以就只能休息下繼續看,然后忽然有一天就明白了。有的問題確實是短時間是想不通的,就沒必要浪費更多的時間在這個上面,可以先學習其他方面的知識,然后過段時間在看,可能一下子就又懂了,有的問題真的是困惑的好幾年后才能明白。這就是剛開始沒人帶的時候最大的困惑。
當時特別渴求有一個有經驗的人來帶我的話,來指導我,因為很多問題其實都已經想得差不多了,就差最后那點想不通,如果有一個人點一下,就這個問題就想通了,但是沒有人點的話,可能這個問題一直拖很長的時間甚至幾年的時間,才能夠去理解。所以那個時候我就深深的感覺到教育這塊一個重要性,可以讓更多的工程師在學習成長的過程中少走彎路,少花幾年的時間去學習,事半功倍。
Q5:理論和實際的結合方面,沒人請教,自己看書,把理論和實踐結合起來,你是如何做的
張:電子學習需要理論結合實際,沒有實際的東西,你能永遠只停留在理論上。而且理論畢竟是別人總結出來的,就像那句話,從小到大聽過很多道理,依舊過不好這一生。很多東西必須要去經歷一下,你的認知、感悟是不一樣的。看書看到一定程度的時候,大概把整個系統性的東西看完了之后就要去做一些實驗性的東西。雖然當時工資不算很高的情況下,那我就買了儀器包括萬用表、電絡鐵,還有一些常用的元器件,、面包板等,工資的一大部份都花在了這個元器件和儀器上面去了。
然后開始從一個最簡單的電路開始搭起,慢慢去摸索,不斷的燒板,不斷的壞,不斷的飛線,搭電路。在這個過程中感悟到很多很多書本上沒有的東西。
調板子一開始只是用萬用表測測試一些點,到后來能有測量儀器,比如說示波器去做測試,示波器也是跟朋友想辦法弄了一個二手的示波器,慢慢去調慢慢去做。慢慢一點點積累起經驗,也沒有辦法去跟別人探討。就這樣一路過來。
說到底實踐的東西需要投入兩點:第一時間,第二金錢。這這兩點投入進去了,在實踐中才能積累經驗。
Q6:剛你提到一個詞:系統,電子工程師如何建立系統呢,有什么經驗可以分享下
張:其實提到這個系統,就是我是這么去理解的。第一,首先硬件就是元器件的組合。第二,這是元器件如何去組合。元器件按照有規律的組成一個整體,我們把它稱之為系統。從這個角度電子電路就需要有構體和系統。
構體就是元件,比如說電阻電容三極管二極管,穩壓管、運放比較器、MOSFET。我們需要把這些每個元器件的基本特性搞得很清楚。在這方面我除了掌握元器件的一些特性之外,另外封裝、優點、價格、生產廠家、參數,這些我都把它全部背下來了,這些特性就相當于英語學習要有一定的詞匯量一樣的,要把這些數據熟記于心。
有了這些之后,開始搭建系統。系統就是把這么多雜亂無章的元器件,按照一定的規律搭建起來。如何搭建一個系統電路呢,要先從一個簡單的小電路開始的。一個復雜的系統分很多個電路單元。工程師應先學習搭建一個最小的系統。然后分功能去學習其他的單元電路,比如說電源,電源里面分線性電源和開關電源;比如說MOSFET如何做驅動這樣的一個最小系統;繼電器如何做驅動。
這些單元電路的學習和理解之后,我們將各個單元電路用一個更高的系統思想聯系在一起形成一個龐大的復雜的系統。在系統設計考核的不是工程師對單個單元電路設計能力,而是考核大家的系統思想。
對我們說學習系統其實可以分這么幾個階段,第一個先這個熟練記住這單個元器件,第二熟練記住每個元器件他的一些最小系統電路。第三把這些最終系統最小系統電路拼在一起變成一個系統。分成三塊,可以先學習別人的電路。第二步,在模仿別人的電路,去調試和優化電路。第三步自己去設計這樣的一個電路。
Q7:張飛電子視頻教程已經錄制了10部,廣受好評和歡迎。當初為什么想要錄制硬件設計和電源視頻教程呢?是什么原因讓你堅持這么久?
張:我覺得這是一個很好的問題,主要從這么幾點來來說。
第一我當時在剛開始參加工作的時候,由于沒有人教,也查不到太多的資料和信息,更多得靠自己慢慢去摸索的。那大家也能夠想象的出來,這里面是付出了多少的艱辛和努力,以及耐磨的痛苦和孤獨。所以在這個磨煉的過程中,我真的希望能夠有一個人啊,有經驗一點的站出來帶我。那是一件多么讓人聽起來就很興奮的一件事情。但事實上沒有,從這一路走過來的,我特別能夠感受到:工程師在學習的過程中那種艱辛那種渴求。
第二,在工作中也發生了一些事情,我當時在公司的時候也是比較崇拜公司技術部里面的一些比較牛逼的工程師。那么其中有一天,我看他在那邊調軟件么,對他崇拜很久了作為我的學習目標。我就走過去,但是讓我感到很驚訝的是我還還沒有走到他的身邊。他就把電腦立馬很不客氣的合起來,然后態度很兇惡的對我說,你要干嘛?其實那一刻我是特別的尷尬。我也是特別的無奈,更是特別的痛苦。其實我本來想上去跟他贊揚一下他,但沒想到是這樣。
那一刻,我深深的告訴自己。如果將來我會的話,我一定不會用這樣的態度去侮辱一個新生代的、后來的工程師,我一定會教會他,把我會的都交給他。因為他是那么的渴求這樣的一個經驗和知識。如果不是這樣,他干嘛還在這種尷尬的情況下,還強帶的笑臉來走到你身邊跟你進行交流呢,所以說,我受過如此的這種屈辱讓我堅決的萌生了一個想法。以后哪天我成為一個電子工程師高手的話,我一定不會拒絕的去告訴別人。
第三,我的工作本身也不是特別的累和忙,畢竟我們都是提前幾年做研發啊,就是純粹的研發啊,只是根據自己喜愛的東西去研發。所以說這樣工作輕松啊,讓我成長。工作了這么多年了,已經有一定的經驗積累可以拿出來分享給大家了,讓我有更多的精力去做視頻教育這個事情。
為什么我要去做視頻教育這塊呢,主要基于以下幾點。
第一,我們所說的一個定位。因為在這之前國內的教育和培訓都是軟件,如果想找一個硬件培訓的話是很難去找到的。為此我曾經在上海走訪了幾家培訓機構。問過他們有沒有硬件的培訓,他們說,軟件三個月就可以培訓出來,硬件是一個需要有門檻的,不是一蹴而就的,有個漫長的過程,所以不做硬件培訓。那么我就在想硬件難道真的就不能培訓嗎?
第二,從小到大我其實是一個性格偏外向的人,比較能說,積累了這么多年的工作經驗,有很多的感悟。所以我有一些東西可以表達分享出來給大家。
第三,在工作這么多年,我也帶了很多的徒弟。基本上跟著我的徒弟,他們都是在很短的時間里面就可以薪水翻一倍。而且他們跟我說,覺得跟著我是一種幸運。所以我覺得那如果去講這塊有可能會講好,有可能會讓更多的人有所收獲。
我就開始按照自己的方式去講。我知道大學里面老師講的是什么,也知道工程師在做的過程中需要什么。因為我首先就是工程師,也經歷過那種痛苦的事情。工程師在不同的階段需要什么,所以就應該給他們講什么。這就是我們所說的痛點,我抓住了這樣一個痛點,通過手把手的帶工程師的這種方式,從工程師不同階段需要的什么角度去出發,然后去講。
我講視頻主要基于幾點:第一,凡是課本上有的,凡是百度里面能找到的東西都不講,因為這些人家沒必要花錢。我講的就是在工作中的實際總結出來經驗。發現工程師之所以學硬件這塊比較難最根本是理論太多、花哨的公式太多。實際上對于工程師來說,我們只是一個工程師,我們不是科學家,我們要做的就是把理論轉換為實際工程應用。很多的理論,我們可以把它剔除掉,只需要把項目做好。我呈現給大家的是有用的東西,不是干巴巴的東西。比如說講一個三極管可能理論講了很多很多,但是我實際只只只用了三分之一,那我就只講這三分之一。
這種方式我也不知道能不能成功,就錄了第一部視頻。從工程師角度、實際做項目的角度去講,電路如何一步一步的設計出來。我不喜歡就是拿一個現成的電路分析,這樣大家會有疑問這個電路怎么來的。所以站在工程師的角度,我從零開始設計電路圖,一步一步的把它搭建出來。
為了還原工程師做項目的真實度,幾乎沒有ppt。我所有講的內容,都是在實際過程中邊講邊設計邊做出來就在再改。就是這樣,用最真實的方式把這種設計技術呈現給大家。
結果第一部視頻出來廣受大家的好評和熱愛,這就有了讓我進一步做下去的動力。
隨著第一部視頻的成功,學員越來越多,大家紛紛打電話過來表示感謝,表示很認可這樣的講課方式。這就激勵我把視頻往下做。后來我發現就停不下來,因為有一大批的人會跟著你,在后面等著不斷的發新視頻。他們是那么的支持我,讓我也不忍心放下視頻的錄制,所以就這樣視頻一部部的往下錄。靠大家的支持和鼓勵,讓我有這樣的動力和信心,一直往前走,一直走到現在的
Q8:最近在工程師眾籌平臺——聚豐眾籌的反激式開關電源,在不到30天就有超過500人支持,獲得超過20萬人民幣支持,那為什么這次做反激式開關電源視頻教程呢
張:其實對于開關電源來說,由于它的效率高,體積小,因此已經成為當前最主流的一種電源工作方式。那么開關電源本身只有三種拓撲:buc,boost,buck-boost三種拓撲。我們講的反激式隔離開關電源,就屬于buck-boost這種拓撲。
我們為什么要講反激式開關電源?因為在我們實際項目應用中,PCBA板子上各種芯片和器件都需要用到低壓且小電流的,反激式開關電源是一種中小功率的開關電源。那么我們平時做的這些項目中對于一個PCB板來說,里面單片機,邏輯芯片,以及電阻電容三極管。他們的供電都是一個弱電,在幾百毫安,大部分都是在1A以下的,這樣的耗能,用反激式開關電源是最合適的。反激式開關電源和傳統的buck-boost電源電感式的方式區別在于反激式用的是變壓器,它有多路輸出相當于多路電感,可以滿足板子上多種電源的需求,比如5V 15V等等。
從運用范圍來說,我們需要從需求量最大來講,另外從電源的功率角度來說,我們肯定要先講小功率的開關電源講起,再講大功率的開關電源,先易后難!另外,從控制方式來說開關電源可以分為定頻控制和調頻控制。而反激式開關電源屬于定頻PWM控制,所以我們先從定頻講起,然后再講調頻開關電源。
開關電源都需要震蕩,而震蕩需要用到開關管,即MOSFET。而對于開關管來說,那么它的控制方式一般的有方波和正弦波兩種。相較于正弦波來說,方波技術更容易實現,而反激式開關電源一般是方波控制,后面再講準諧振和諧振式控制方式比如說LLC等。我們最終選擇先講反激式開關電源,它是一個基礎,可以涵蓋了開關電源里面所有的控制思路,但是又比較容易入手。
反激式開關電源講完之后,我們可以講pfc,就是功率因數校正。然后再講正激開關電源,那是一種大功率的開關電源,最后再可以再講llc等等,沿著這樣的條思路往前去講。
評論
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