Как пользоваться макетной платой для монтажа без пайки. Как пользоваться беспаечной макетной платой
Давайте рассмотрим устройство и назначение беспаечных макетных плат. В чем их преимущество перед другими видами сборки, и как с ними работать, а также какие схемы можно быстро собрать на них новичку.
Предыстория
Первой проблемой с которой сталкивается радиолюбитель это даже не отсутствие теоретических знаний, а отсутствия средств и знаний о способах монтажа электронных устройств. Если вы не знаете как работает та или иная деталь, это не помешает вам подключить её по схеме электрической принципиальной, а вот чтобы наглядно и качественно собрать схема нужна печатная плата. Чаще всего их изготавливают по методу ЛУТ, но лазерный принтер есть не у всех. Наши отцы и деды рисовали платы вручную лаком для ногтей или краской, а потом их вытравливали.
Здесь новичка настигает вторая проблема — отсутствие реактивов для травления. Да, безусловно, хлорное железо продается в каждом магазине радиоэлектронных компонентов, но на первых порах и так нужно много всего приобрести и изучить, что уделить внимания технологии травления плат из фольгированного текстолита или гетинакса просто сложно.
Чтобы избежать проблем с поиском хлорного железа, текстолита, принтера и не получить от жены (мамы) за несанкционированное использование утюга, можно практиковаться в монтаже электронных устройств на беспаечных макетных платах.
Что такое беспаечная макетная плата?
Как видно из названия это такая плата, на которой можно собрать макет устройства без использования паяльника. Макетка — так её называют в народе — в магазинах присутствует разных размеров и модели несколько отличаются по компоновке, но принцип действия и внутреннее их устройство одинаковы.
Макетная плата состоит из корпуса из ABS пластика, в котором расположены разъёмные соединения, которые напоминают сдвоенные металлические шины между которыми зажимается проводник. На лицевой части корпуса отверстия, пронумерованные и промаркированные, в них можно вставлять провода, ножки микросхема, транзисторов и других радиодеталей в корпусах с выводами.
На рассмотренной печатной плате крайние два столбца отверстий с каждой из сторон объединили вертикально общими шинами, из которых обычно формируют шину плюсового контакта источника питания и минусовую (общую шину). Обычно обозначаются красной и синей полосой по краю платы плюс и минус соответственно.
Средняя часть платы разделена на две части, каждая из частей объедены по строчно по пять отверстий в ряд на данной конкретной плате. На рисунке изображено схематическое соединение отверстий (черными сплошными линиями).
Внутренняя структура платы изображена на рисунке ниже. Сдвоенные шины зажимают проводники, что и проиллюстрированно. Жирными линиями обозначены внутренние соединения.
Такие платы в англоязычной среде называются Breadboard именно по такому названию вы сможете найти её на aliexpress и подобных интернет магазинах.
Как с ней работать?
Просто в отверстия вставляете ножки электронных компонентов, соединяя между собой детали по горизонтальным линиям, а с крайних вертикальных подаёте питание.
Если нужна перемычка часто используют специальные с тонкими штекерами на конца, в магазинах их можно встретить под название «перемычки dupont» или перемычки для ардуино, её кстати тоже можно вставить в такую макетку и собирать свои проекты.
Если вам не хватило размеров одной макетной платы вы можете совместить несколько, он словно пазлы вставляются друг в друга, обратите внимание на первой картинке в статье схема собрана на двух соединенных платах. На одной из них есть шип, а на другой выемка, скошенные от наружной части к корпусу платы, чтобы конструкция не развалилась.
Сборка простых схем на макетной плате
Начинающему радиолюбителю важно быстро собрать схему чтобы убедиться в работоспособности и понять как она работает. Давайте рассмотрим как выглядят разные схемы на макетной плате.
Схема симметричного мультивибратора советуется как первая многим новичкам, она позволяет научиться соединять детали последовательно и параллельно, а также определять цоколевку транзисторов.
Её можно собрать навесным монтажом или развести печатную плату, но это требует пайки, а навесной монтаж несмотря на свою простоту, на самом деле очень сложен для начинающих и чреват замыканиями или плохим контактом.
Посмотрите как просто она выглядит на беспаечной макетной плате.
Кстати обратите внимание здесь не использовались перемычки Dupont. Вообще, их не всегда можно найти в радиомагазинах, а особенно в магазинах маленьких городов. Вместо них можно использовать жилы от интернет-кабеля (Витая пара) они в изоляции, а жила не покрыта лаком, что позволяет быстро оголить конец кабеля, сняв небольшой слой изоляции и вставить в разъём на плате.
Соединять вы можете детали как угодно, лишь бы обеспечить нужную цепь, вот та же схема, но собрана слегка иначе.
Кстати для описания соединений вы можете пользоваться маркировкой платы, столбцы обозначают буквами, а строки цифрами.
Для ваших конструкций встречаются такие блоки питания, на них есть штекера которые монтируются в беспаечную плату подключаясь к шинам «+» и «-».
Вот так , например для его проверки. На картинке изображена более “продвинутая” версия печатной платы с зажимными клеммами для подключения источника питания. Анод светодиода подключен к плюсу питания (красная шина) а катод на горизонтальную шину рабочей области, где и соединен с токоограничительным резистором.
Источник питания на линейном стабилизаторе типа L7805, или любой другой микросхеме серии L78xx, где хх — нужное вам напряжение.
Собранная схема пищалки на логике. Правильное название такой схемы — Генератор импульсов на логических элементах типа 2и-не. Сначала ознакомьтесь со схемой электрической принципиальной.
В качестве логической микросхемы подойдет отечественная К155ЛА3, либо иностранная типа 74HC00. Элементы R и C задают рабочую частоту. Вот её реализация на плате без пайки.
Справа заклееный белой бумажкой — буззер. Его можно заменить светодиодом, если уменьшить частоту.
Чем больше Сопротивление ИЛИ ёмкость — тем меньше частота.
А вот так выглядит типовой проект Ардуинщика на стадии тестирования и разработки (а иногда и в конечном виде, зависит от того насколько он ленив).
Собственно в последнее время популярность “бредбордов” существенно возросла. Они позволяют быстро собирать схемы и проверять их работоспособность, а также использовать в качестве разъёма при перепрошивке микросхем в DIP корпусе, и в других корпусах, если есть переходник.
Ограничения беспаечной макетной платы
Несмотря на свою простоту и очевидные преимущества перед пайкой, беспаечные макетки имеют и ряд недостатков. Дело в том что не все цепи нормально работают в такой конструкции, давайте рассмотрим подробнее.
На беспаечных макетных платах не рекомендуется собирать мощные преобразователи, а особенно импульсные схемы.
Первые не будут нормально работать по причине токовой пропускной способности контактных дорожек. Не стоит залазить за токи более 1-2 Ампер, хотя в интернете встречаются и сообщения о том что включают и 5 Ампер, делайте сами выводы и экспериментируйте.
Электробезопасность
Не стоит забывать и о том, что высокое напряжение опасно для жизни. Макетирование устройств работающих, например от 220 В ЗАПРЕЩЕНО категорически. Хоть и выводы закрыты пластиковой панелью, но куча проводников и перемычек могут привести к случайному замыканию или поражению электрическим током!
Заключение
Беспаечная макетная плата годится для простых схем, аналоговых схем которые не предъявляют высоких требованиям к электрическим соединениям и точности, автоматики и цифровых схем, которые не работают на высоких скоростях (ГигаГерцы и десятки МегаГерц — это уже слишком). При этом высокое напряжение и токи опасны и в таких целях лучше использовать навесной монтаж и печатные платы, при этом новичку не следует производить и навесного монтажа таких цепей.
Все люди в мире от мала до велика знают, что перед тем, как создать что-либо, надо сначала создать макет этого «что-либо», будь это макет здания, стадиона или даже небольшого сельского туалета. В электротехнике это называют прототипом. Прототип — это работающая модель устройства. Поэтому опытные электронщики, перед тем собрать устройство по схеме в интернете, выложенной не пойми кем и не пойми зачем, должны убедиться, что эта схема реально заработает. Поэтому, схему надо быстренько тяп-наляп собрать и убедиться в ее работоспособности, то есть собрать макет. Ну а для того, чтобы его собрать нам то как раз и понадобится макетная плата.
Виды макетных плат
Толстый картон
Давным-давно, когда еще вас не было даже и в планах, наши дедушки, а может быть и бабушки, мало ли:-), использовали толстый картон. Это самый быстрый и дешевый способ проверки схем.
В картоне прорезались дырочки под выводы радиоэлементов и с другой стороны они соединялись с помощью проводов и других элементов, если те не влезали на лицевую сторону. Выглядело это примерно как-то так:
А — типа лицевая сторона, В — обратная сторона.
Все бы хорошо, но приходилось паять выводы, смотреть, чтобы ничего нигде не замкнуло, да и пока «лепишь» эту схемку можно даже ненароком растеряться:-). Да и не красиво как-то.
Самодельные макетные платы
Эти времена я еще застал на радиокружке. Тогда мы делали макетные платы сами. Брали острый резец и нарезали квадратики на фольгированном текстолите. Далее покрывали их припоем.
Если надо где-то было соединить дорожки, мы просто делали перемычки между квадратиками каплей припоя. Получалось качественно и красиво. Если было лень перепаивать радиоэлементы на нормально-разведенную плату с дорожками, просто оставляли как есть и пользовались устройством.
Одноразовые макетные платы
Производители все-таки это дело «чухнули», или как говорится в экономике, спрос рождает предложение.
Стали появляться готовые макетные платки односторонние и даже двухсторонние на любой размер и вкус.
Кстати, их можно найти на Али сразу целым набором .
Отверстия очень удобно подобраны по размерам выводов микросхем, а также других радиоэлементов. Поэтому очень удобно на таких макетных платах собирать и проверять радиоэлектронное устройство. Да и стоят они недорого.
Обратная сторона таких макетных плат уже с готовыми устройствами будет выглядеть приблизительно вот так:
В чем же минусы этих макетных плат? Лучше все-таки их использовать единожды, так как при многоразовом использовании у них могут отлетать пятачки, что приведет к ее непригодности.
Беспаечные макетные платы
Прогресс шагает своим уверенным шагом по нашему миру, и вот на рынке появились беспаечные макетные платы.
Стоят они чуть подороже, чем простые одноразовые макетные платы, но честно говоря, оно того стоит.
Они очень удобны в плане установки деталей, а также их связи между собой. В такие макетные платы можно вставлять провода не более, чем 0,7 мм и не менее, чем 0,4 мм в диаметре. Чтобы узнать, какие отверстия и дорожки между собой звонятся, проверяем все это дело . Для конструирования больших схем (вдруг вы будете разрабатывать какой-нибудь блок управления адронным коллайдером) можно добавлять такие же макетные платы впритык. Для этого есть специальные ушки. Одно движение, и макетная плата станет чуток больше.
Ну какая же макетная плата может быть без соединительных проводов? Соединительные провода, или джамперы (от английского — прыгать), нужны для соединения радиодеталей на самой макетной плате.
Чуть позже с Алиэкспресса я купил вот такие джамперы. Они намного удобнее, чем проволочные:
Здесь все просто, берем джампер и вставляем его легким движением руки
Давайте соберем простейшую схемку включения светодиода через кнопочку на макетной плате
Вот так она будет выглядеть
Выставляем на Блоке питания 5 Вольт и нажимаем на кнопочку.
Светодиод загорается ярко-зеленым цветом. Значит схема работоспособная, и мы ее можем использовать по своему усмотрению.
Заключение
Беспаечные макетные платы завоевывают мир. Любую схему на них можно собрать и разобрать за считанные минуты. После сборки и проверки схемы на макетной плате, можно смело приступать к ее сборке в чистом виде. Думаю, у каждого уважаемого себя электронщика должна быть такая макетная. Но имейте ввиду, схемы с большим током в цепи лучше все таки на ней не проверять, так как контакты макетные платки могут просто-напросто выгореть — закон Джоуля-Ленца . Удачи вам в разработке и конструировании радиоэлектронных устройств!
Где купить макетную плату
Макетную плату с гибкими джамперами и даже с готовым блоком питания 5 Вольт можно сразу купить набором на Алиэкспрессе. Выбирайте на ваш вкус и цвет!
Если же не хотите , то проще всего будет купить одноразовую макетную плату и собрать на ней готовое устройство:
При конструировании и сборке новых электронных схем обязательно требуется их отладка.
Она проводится на временной монтажной плате, позволяющей достаточно свободно расположить компоненты с целью обеспечения возможности быстрой и удобной их замены, проведения контрольно-измерительных работ.
Детали в такой плате могут крепиться при помощи пайки, а сама площадка будет называться макетной платой. Чтобы лишний раз не подвергать компоненты механическим и тепловым воздействиям, монтажниками и конструкторами используется беспаечная макетная плата. Часто радиолюбители называют это приспособление макеткой.
Макетная плата для сборки без пайки позволяет произвести монтаж электрической схемы и запустить ее без использования паяльника. При этом можно проверить все параметры и характеристики будущего устройства, подключив к плате измерительные и контрольные приборы.
Макетная плата представляет собой пластину из полимерного материала, являющегося диэлектриком. На пластине в определенном порядке просверлены монтажные отверстия, в которые должны вставляться выводы деталей – компонентов будущего устройства.
Отверстия допускают подключение выводов диаметром 0,4-0,7 мм. Расположены они на плате, как правило, с шагом 2,54 мм.
Чтобы смоделировать соединения выводов компонентов между собой, макетка имеет специальные токопроводящие пластины, в определенном порядке соединяющие отверстия.
Как правило, эти соединения осуществляются группами вдоль платы по ее длинным сторонам. Таких рядов может быть два-три. Эти контактные группы используются как шины для подключения питания.
Между продольными рядами отверстия соединяются пластинами в группы по пять. Эти пластины расположены в направлении поперек платы.
Около отверстий в местах будущих контактов токопроводящие пластины имеют конструктивные особенности, позволяющие зажимать и прочно удерживать выводы деталей, обеспечивая при этом наличие электрического контакта. В этом и есть смысл монтажа без пайки.
Качественные макетные платы допускают монтаж и разборку при сохранении прочного и надежного соединения между деталями до 50 000 раз.
Макетные платы, выпускаемые промышленным способом и приобретенные в торговой сети, как правило, имеют схему расположения контактов и токопроводящих связей между отверстиями.
Как правильно пользоваться
Чтобы успешно и рационально пользоваться макеткой, необходимо иметь еще такие приспособления:
- несколько монтажных проводов диаметром 0,4-0,7 мм для устройства различных перемычек и подключения питания;
- кусачки-бокорезы;
- плоскогубцы;
- пинцет.
Паяльник при монтаже без пайки, разумеется, не нужен, но он может понадобиться, чтобы припаять провода к клеммам источника питания, если отсутствуют разъемные изделия. Иногда пайку придется применить для осуществления экранирования.
Зная расположение токопроводящих дорожек на макетной плате, легко осуществить монтаж любой схемы и, подключив ее к источнику питания, проверить работоспособность. Для сборки нужно только вставить выводы компонентов в зажимы разъемов и соединить их в нужной последовательности.
При этом необходимо четко представлять расположение токопроводящих дорожек, чтобы не допустить короткого замыкания. При необходимости осуществления контактов между дорожками на макетной плате используются соединители.
В случае если выводы деталей по диаметру не подходят под монтажные отверстия, к ним можно подпаять или подмотать отрезки подходящего провода. Микросхемы и компоненты в BAG-корпусах устанавливаются в центре платы.
Подготовка и экранирование
Для того чтобы работать с макетной платой, особенно, если она предназначена для монтажа без пайки, сначала необходимо произвести подготовительные работы. Это тем более актуально, если плата не использовалась длительное время.
Подготовка включает в себя очистку макетной платы от пыли. Для этого можно воспользоваться мягкой кистью, а для очистки отверстий можно использовать пылесос или баллончик со сжатым воздухом.
Следующим этапом необходимо прозвонить мультиметром токопроводящие дорожки, чтобы избежать лишних трат времени на поиск возможной потери контакта при монтаже схемы.
При отладке устройств, они могут работать некорректно из-за различных помех и наведенных токов, возникающих при работе схемы. Для устранения этого явления необходимо применить экранирование макетной платы.
Для этого используют металлическую пластину, прикрепленную снизу и соединенную пайкой с общей шиной, которая впоследствии станет отрицательной.
Для успешного использования макетной платы под пайку и осуществления быстрой отладки целесообразно приобретать несколько макеток разных размеров.
Во-первых, это позволит собирать сложные схемы отдельными блоками, отлаживая каждый, и позже соединять в одно устройство. Во-вторых, так можно собрать дополнительные устройства, которые могут понадобиться для контроля работы основной схемы.
Приобретать макетную плату лучше с комплектом соединительных проводов. Их еще называют «джамперами».
Но в некоторых случаях можно сэкономить значительную сумму, если купить плату для беспаечного монтажа, неукомплектованную соединителями.
Их в этом случае можно изготовить самостоятельно из подходящего провода.
Идеально подойдет кабель КСВВ 4-0,5, используемый при устройстве систем пожарной сигнализации. Этот кабель имеет 4 изолированных жилы из тонкого медного провода диаметром 0,5 мм. Одного метра кабеля будет достаточно, чтобы получить много соединительных перемычек.
При монтаже всегда нужно надежно подключать все выводы полупроводников и микросхем. Даже, если какие-либо выводы не используются, их необходимо подключить к общей шине, чтобы избежать возникновения наведенных токов.
При использовании макетных плат можно применять только слаботочные детали, работающие от напряжения не более 12 В. Подключать к макетной плате переменный ток напряжением 220 В от бытовой электросети запрещено.
Правильное использование макетной платы для монтажа без пайки существенно упростит сборку всей схемы и снизит затраты на изготовление устройства, в котором такая схема будет использоваться.
Для чего это делают? Это позволяет выявить недостатки, доработать схему, а затем, когда устройство будет отлажено, перенести его на разведенную печатную плату из фольгированного текстолита.
Потому что отлаживать и вносить изменения в устройство, спаянное на протравленной плате всегда намного труднее. Конечно, и в этом случае можно изменить схему, перерезав часть дорожек, напаяв детали навесным монтажом со стороны печати, и так далее, но это уже крайний случай.
Сейчас в продаже есть множество отличных цанговых макетных плат, по невысокой цене, особенно если приобретать их без соединительных проводов. Пример устройства собранного на такой плате можно видеть ниже:
Рассмотрим, как устроены цанговые макетные платы , в них используются подпружиненные контакты, соединенные по 5 штук в ряд жестяными контактами, располагаются они обычно вертикально:
Также на плате предусмотрены ряды отверстий для подачи питания, (расположенные обычно горизонтально), плюс и минус, обозначенные соответственно (+) и (-) на плате. При втыкании провода в отверстие на плате он фиксируется, и если в эту же группу соединенных внутри платы отверстий воткнуть второй провод, между ними будет контакт.
Макетные платы делятся на цанговые, или беспаечные, которые мы рассмотрели выше, и платы которые необходимо паять. На фабричных макетных платах, рассчитанных под пайку, вставляют провод в отверстие, пропаивают его с контактом на плате. Пример такой платы на следующем фото:
Все соединения на таких платах осуществляют гибким монтажным проводом, подпаивая его к используемым контактам. Такой провод может быть как оголённым, и тогда во избежание замыканий, его припаивают по всей длине следования к контактам на плате, как мы можем видеть на фото далее:
Также соединяющий контакты провод может быть в изоляции, и тогда он припаивается только к тем контактам, которые нужно соединить. Например, как на следующем рисунке:
Макетная плата под пайку соединение изолированным проводом
Вот так выглядит устройство, со стороны деталей, собранное на макетной плате:
Шаг отверстий у платы, рассчитанной под пайку, (впрочем, как и цанговой макетной платы) равняется приблизительно 2.
5 мм, и соответствует шагу ножек у микросхем, выполненных в Dip корпусе. Некоторые умельцы радиолюбители, видимо из принципа изготавливают нечто подобное фабричным платам сами, своими руками:
При изготовлении такой платы, на места будущих контактов наносится защищающий от травления рисунок с помощью маркера или , и травится обычным способом, а после сверлится. Макетные платы для отладки устройства можно сделать самому и более простым способом, разделив резаком на участки кусок фольгированного текстолита:
В советское время, когда в продаже не было фабричных макетных плат, и даже фольгированный текстолит был не всем доступен, радиолюбители изготавливали и такие макетные платы:
Делали такую макетную плату из впрессованных в не фольгированный текстолит или кусок фанеры жестяных лепестков — контактов, впоследствии залуженных, а к этим лепесткам уже паяли радиодетали и соединительные провода. Материал подготовил AKV.
Всем привет. Сегодня мы поговорим о беспаечной макетной плате или о breadboard , как называют её буржуи.
Данная плата, если можно так выразится, входит в список обязательных инструментов, что должны быть у электронщика (будь то юный мозгочинчик, что только делает первые неуверенные шажки или прожженный и повидавший жизнь мозгочин).
Знания о том, какие бывают макетные платы, как и где применяют такие инструменты, помогут вам при разработке и наладке собственных проектов различных электронных самоделок .
Первые платы выглядели так:
На основу крепились металлические стойки, на которые в последствии закреплялись (просто наматывались) провода и контактные выводы элементов.
Хорошо, что технический прогресс не стоит на месте – ведь благодаря его влиянию мы можем пользоваться вот такими замечательными инструментами.
В противовес беспаечной макетной плате можно выставить вот такие (они значительно дешевле и изготавливаются исходя из необходимых параметров).
Однако при монтаже на беспаечной плате вам не понадобится паяльник/припой.
Кроме этого вы избежите трудностей связанных с распайкой деталей по поверхности платы.
Правилом хорошего тона, да и здравого смысла, всегда было и остается прототипирование электронных схем. Важно знать, как поведёт себя устройство при тех или иных определенных параметрах, до сборки готового устройства.
Кроме этого с помощью беспаечной платы можно производить проверку работоспособности новый компонентов и радиодеталей.
Рассмотрим строение беспаечной платы
Посмотрим на рисунок платы. Она состоит из рядов металлических пластин (рельсов).
Рельса в свою очередь состоят из зажимов, в которые и происходит установка «ножек» радиодеталей. Все 5 отверстий в ряду соединены воедино.
Теперь обратим наш взор на две вертикальные/горизонтальные полосы (зависит в каком положении смотреть), что расположены отдельно (по краям) – это пластины питания. Все гнезда одной длинной пластины соединены друг с другом.
Центральный паз изолирует стороны платы.
Ширина данной полосы закреплена стандартом. Она позволяет устанавливать DIP-микросхемы таким образом, чтобы каждый вывод был установлен в отдельную рельсу и позволял подключит до 4 внешних выводов.
На платах нанесены буквенные и цифровые последовательности. Данные обозначения помогают ориентироваться при монтаже компонентов, чтобы исключить ошибочное подключение (что может закончится неработоспособностью схемы или выходом из строя отдельных деталей).
Также выпускают платы, которые изготавливаются на отдельных подставках со специальными прижимными клеммами. Они используются для подключения источника питания к плате.
Если вы обратили внимание на некоторых платах есть специальные пазы и выступы (они расположены по бокам). С их помощью можно объединять платы и создавать рабочую поверхность любого размера.
Также на некоторых платах на задней части нанесена самоклеющаяся основа.
На рисунке представлен способ «запитки» платы от Arduino.
Если же вам в руки попала плата с клеммами для подачи питания, необходимо подключить их к линиям на макетной плате с помощью проводников (джамперов). Клеммы не связаны ни с одной линией. Чтобы подключить провод к клемме, снимите (открутите) пластиковый колпачок и расположите конец провода в отверстие. Установите колпачок обратно. Обычно используются две клеммы: для питания и для земли.
Теперь дело осталось за малым, подключаем внешний источник питания. Это можно сделать с помощью:
- «крокодилов» или обычных проводов;
- модулей-стабилизаторов питания, что выпускаются под беспаечные платы.
Спасибо за внимание. Продолжение следует 🙂
Последнее время нахожусь в поиске оптимальной конструкции монтажной платы. Что-то похожее на стремление к совершенству)). Монтажная плата вообще штука удобная, смотришь на принципиальную схему и собираешь на ней тоже самое по конфигурации. Спаянные в единое целое электронные компоненты очертаниями повторяют рисунок принципиальной схемы. Это здорово выручает, когда работа над незаконченным была отложена на какое-то время (порой значительное). При возвращении к проекту достаточно положить перед собой схему и монтажку, и ничего не нужно вспоминать — всё видно и понятно. Последними «сработал» монтажки с установленными на них трансформаторами. Специально ничего не подбирал, попалась на глаза одна из плат блока питания от телевизора «Рубин» — вот и занялся ей. Убрал всё лишнее, оставив только выключатель, трансформатор и то, что имелось из разъёмов, да держатели предохранителей. С обратной стороны платы имелось некоторое количество весьма мощных дорожек, которые, несомненно, могут пригодиться в дальнейшем. Однако значительная часть из них (отмечена красным фломастером), в случае не изменения их соединения, явилась бы проводником напряжения в 220 вольт, что недопустимо для эксплуатации монтажной платы открытого типа. Вследствие чего были произведены следующие изменения — печатные проводники лишены соединения с контактами выключателя, а сетевой провод питания к этим контактам припаян напрямую. Для удобства дальнейшей работы над будущей монтажной платой и её использования, прикрепил к ней импровизированные ножки, на выключатель поставил клавишу. Стоящий на плате понижающий трансформатор будет подключатся к сети через провод имеющий в разрыве блок предохранителей номиналом по 0,5 А каждый. Наружные контакты выключателя находящиеся под напряжением 220 В были закрыты от случайного контакта пластмассовыми накладками (приклеены клеем). Контакты выключателя с обратной стороны также были изолированы. Сетевой провод надёжно прикреплён к краю монтажной платы. Официальные технические данные трансформатора ТП-8-3, стоящего на монтажной плате следующие:
В действительности максимальное переменное напряжение на выходе составило 16,4 В. Различное сочетание соединения концов вторичной обмотки, имеющей отвод, даёт на выходе ещё 8,6 В и 5,4 В. Имеющиеся напряжение и ток подойдут для питания большинства различных несложных схем. Диодный мост не имеет постоянного соединения с трансформатором и легко может быть исключён из схемы, в случае если будет нужно для питания переменное напряжение. Готовая монтажная плата. На ней уже имеется достаточное количество отверстий для установки штырьковых контактов, к которым и будут припаиваться электронные компоненты. Контакты (штырьки) не имеют своего постоянного места, а устанавливаются в том месте монтажной платы, где это необходимо для конкретно собираемой схемы. Монтажная плата является устройством вспомогательного характера, она не цель, а средство достижения цели. И рискну высказать мысль, что будет правильно такие вещи не делать «с нуля», лучше приспосабливать что-то подходящее. А то «руки могут так и не дойти до главного». |
Это тем более актуально, если плата не использовалась длительное время.
Во-вторых, так можно собрать дополнительные устройства, которые могут понадобиться для контроля работы основной схемы.
Подключать к макетной плате переменный ток напряжением 220 В от бытовой электросети запрещено.
Именно для того, чтобы повысить скорость изменения схемы, ее надежность и устойчивость к многократным переделкам, я и взялся за монтаж накруткой. Но не все так гладко.
И 20 бубликов — провод. Ниже 8 резисторов, припаяных к стойкам
Вопрос решился с помощью флюса Ф38Н. Я вообще не понимаю, как я жил раньше без него!
А еще лучше припаять панельки и все элемнты оперативно вставлять в них
И если на одной он предназначен для конкретного устройства (после отладки будет снят и установлен в его корпус), то на другой (меньшего размера) он стационарный.
Держатели предохранителей пришлось снять (дорожки то перерезаны).
А выпрямленное максимальное напряжение равно 14,4 В.
Выглядело это примерно как-то так:
В такие макетные платы можно вставлять провода не более, чем 0,7 мм и не менее, чем 0,4 мм в диаметре. Чтобы узнать, какие отверстия и дорожки между собой звонятся, проверяем все это дело . Для конструирования больших схем (вдруг вы будете разрабатывать какой-нибудь блок управления адронным коллайдером) можно добавлять такие же макетные платы впритык. Для этого есть специальные ушки. Одно движение, и макетная плата станет чуток больше.
Светодиод загорается ярко-зеленым цветом. Значит схема работоспособная, и мы ее можем использовать по своему усмотрению.
Но практика — критерий истины. К тому же задал конкретный вопрос о том, как же быть с деталями? Ясно, что детали ставятся на плату с одной стороны, а все соединения происходят с другой стороны (вроде бы логично, но как?). Для монтажа накруткой есть готовые платы , но они очень дорогие.
5мм метра два, и открытие этой осени — Ф38Н, еще там тонкая трубочка, в которую я набирал кислоту и наносил ее на стойки.
Уходить от поверхностного монтажа и по возможности от пайки. Мне это сделать с первого раза не получилось. И сейчас, когда я сделал новую плату, я чуть опять не начал допускать те же ошибки. Вот пример: нужно из входа-разъема перенести все 40 линий на первую линию стоек. Что я собрался делать? Конечно! Припаять провод от разъема к первой линии. Но это ошибка. Так делать не нужно. Вообще не нужно перебрасывать все 40 линий. Нужно только те, что потребуются в данной схеме (1) . И вместо пайки мы можем применить монтаж накруткой. Стойки большие, после установки шлейфа под ним достаточно место, чтобы накрутить провод(2).
Попробуйте!Пользоваться макетной платой без пайки. Макетные платы
Breadboard (макетная (монтажная) беспаечная плата) – один из основных инструментов как для познающих основы схемотехники, так и для профессионалов.
В этой статье вы познакомитесь с тем, где и как использовать breadboard и какие они бывают. После ознакомления с приведенными основами, вы сможете собрать свою электросхему с использовнием макетной беспаечной платы.
Исторический экскурс
В начале 1960 создание прототипов микросхем выглядело примерно так:
На платформе устанавливались металлические стойки, на которые наматывались проводники. Процесс прототипирования был достаточно длительным и сложным. Но человечество не стоит на месте и был придуман более элегантный подход: Беспечные монтажные платы — breadboards!
Если знать, что bread переводится как хлеб, а board — доска, то одна из ассоциаций, которая может возникнуть при упоминании слова breadboard — это деревянная подставка, на которой нарезают хлеб (как на рисунке ниже).
В принципе, вы недалеки от истины.
Так откуда появилось это название — breadboard? Много лет назад, когда электронные компоненты были большими и неуклюжими, многие «самодельщики» в своих «гаражах» собирали схемы с использованием подставок для нарезки хлеба (пример показан на рисунке ниже).
Постепенно электронные компоненты становились меньше и получилось свести прототипирование к использованию более ли менее стандартных проводников, коннекторов и микросхем. Подход несколько изменился, но название перекочевало.
Breadboard — это беспаечная монтажная плата. Это отличная платформа для разработки прототипов или временных электросхем, с использованием которой вам не понадобится паяльник и все связанные с этим проблемы и затраты времени на распайку.
Прототипирование (prototyping) — это процесс разработки и тестирования модели вашего будущего устройства. Если вы не знаете как будет себя вести ваше устройство при определенных заданных условиях, лучше сначала создать прототип и проверить его работоспособность.
Беспаечные монтажные платы используют как для создания простеньких электросхем, так и для сложных прототипов.
Еще одна сфера применения breadbord»ов — проверка новых деталей и компонентов — например, микросхем (ICs).
Как уже упоминалось выше, созданная вами электросхема вполне может меняться и в этом основное преимущество использования беспаечных монтажных плат. Например, в любой момент вы можете включить в схему дополнительный светодиод, который будет реагировать на те или иные условия в вашей цепи. На рисунке ниже показан пример электросхемы для проверки работоспособности чипа Atmega, который используется в платах Arduino Uno.
“Анатомия беспаечных монтажных плат”
Лучший способ объяснить как именно работает breadboard — выяснить как плата выглядит изнутри. Рассмотрим на примере миниатюрной платы.
На рисунке ниже показан breadboard, на котором снято основание на нижней части. Как вы видите, на плате установлены ряды металлических пластин.
Каждая металлическая пластина имеет вид, приведенный на рисунке ниже. То есть, это не просто пластина, а пластина с клипсами, которые прячутся в пластиковой части монтажной платы. Именно в эти клипсы вы подключаете ваши провода.
То есть, как только вы подключили проводник к одному из отверстий в отдельном ряде, этот контакт будет одновременно подключен и к остальным контактам в отдельном ряде.
Обратите внимание, что на одной рельсе пять клипс. Это общепринятый стандарт. Большинство беспаечных монтажных плат реализуются именно таким образом. То есть, вы можете подключить до пяти компонентов включительно к отдельной рельсе на breadboard»е и они будут связаны между собой. Но ведь на плате десять отверстий в ряде!? Почему мы ограничены пятью контактами? Вы, наверное, обратили внимание, что по центру монтажной платы есть отдельная рельса без пинов? Эта рельса изолирует пластины друг от друга. Зачем это делается, мы разберем немного позже. Сейчас важно запомнить, что рельсы изолированы друг от друга и мы ограничены пятью связанными контактами, а не десятью.
На рисунке ниже показан светодиод, установленный на беспаечную монтажную плату. Обратите внимание, что две ноги светодиода установлены на изолированных параллельных рельсах. В результате не будет замыкания контактов.
Давайте теперь рассмотрим breadboard больших размеров. На таких платах, как правило, предусматривают две вертикально расположенные рельсы. Так называемые рельсы для питания.
Эти рельсы аналогичны по исполнению с горизонтальными, но при этом соединены друг с другом по всей длине. При разработке проекта вам часто необходимо питание для многих компонентов. Именно эти рельсы используются для питания. Обычно их отмечают «+» и «-» и двумя разными цветами — красным и голубым. Как правило, рельсы соединяют между собой, чтобы получить одинаковое питание по обоим сторонам макетки (смотрите на рисунке ниже). Кстати, нет необходимости подключать плюс именно к рельсе с обозначением «+», это исключительно подсказка, которая поможет вам структурировать ваш проект.
Центральная рельса без контактов (для DIP-микросхем)
Центральная рельса без контактов изолирует две стороны беспаечной монтажной платы. Помимо изоляции, эта рельса выполняет вторую важную функцию. Большинство микросхем (ICs), изготавливаются в стандартных размерах. Для того, чтобы они занимали минимум места на монтажной плате, используется специальный форм-фактор под названием Dual in-line Package, или сокращенно — DIP.
У DIP-микросхем контакты расположены по двум сторонам и отлично садятся на две рельсы по центру breadboard»а. Именно в этом случае изоляция контактов — отличный вариант, который позволяет сделать разводку каждого контакта микросхемы на отдельную рельсу с пятью контактами.
На рисунке ниже показана установка двух DIP микросхем. Сверху — LM358, ниже — микроконтроллер ATMega328, который используется во многих платах Arduino .
Строки и столбцы (горизонтальные и вертикальные рельсы)
Наверняка вы обращали внимание, что на беспаечных монтажных платах нанесены числа и буквы возле строк (горизонтальных рельс) и столбцов (вертикальных рельс).
Эти обозначения нанесены исключительно для удобства. Прототипы ваших устройств очень быстро обрастают дополнительными компонентами, а одна ошибка в подключении приводит к неработоспособности электрической схемы или даже к выходу из строя отдельных компонентов. Гораздо проще подключить контакт к рельсе, которая отмечена цифрой и буквой, чем отсчитывать контакты «на глаз».
Кроме того, во многих инструкциях номера рельс тоже указываются, что значительно облегчает сборку вашей схемы. Но не забывайте, что даже если вы используете инструкцию, номера контактов на макетке не обязаны совпадать!
Колки на макетках
Некоторые монтажные платы изготавливаются на отдельной подставке, на которой установлены специальные колки. Эти колки используются для подключения источника питания к вашему breadboard «у. Более детально подобные макетки рассмотрены ниже.
Другие фичи
Когда вы разрабатываете электрическую схему, не обязательно ограничиваться одним breadboard «ом. На многих монтажных платах предусмотрены специальные пазы и выступы по бокам.
С помощью этих слотов, вы можете соединить несколько макеток и сформировать необходимое для вас рабочее пространство. На рисунке ниже показаны четыре мини breadboard «а, соединенных вместе.
На некоторых монтажных беспаечных платах предусмотрена самоклеющаяся основа на задней части. Очень полезная фича, если вы хотите надежно установить макетку на какой-то поверхности.
На некоторых больших макетках вертикальные рельсы, на которые подается питание, состоят из двух изолированных друг от друга частей. Очень удобно, если в вашем проекте надо два разных источника питания: например, 3.3 В и 5 В. Но надо быть предельно осторожным и перед использованием breadboard «а подключить один источник питания и проверить напряжение на двух концах вертикальной рельсы с помощью мультиметра.
Подаем питание на breadboard
Подавать питание на breadboard можно по разному.
Если вы работаете с Arduino, вы можете соединить пины 5 В (3.3 В) и Gnd с двумя разными рельсами макетки.
На рисунке ниже показано подключение контакта Gnd с Arduino к рельсе мини макетной монтажной платы.
Как правило, Arduino запитывается от USB порта на компьютере или от внешнего источника питания, которые мы можем предать на рельсу макетки.
Монтажные беспаечные платы с колками
Выше уже упоминалось, что на некоторых монтажных платах устанавливают колки для подключения внешнего источника питания.
Для начала работы, необходимо подключить колки к рельсам на breadboard «е с помощью проводников. Колки не связаны ни с одной рельсой, что дает вам пространство для маневра: на какую именно рельсу подавать питание и землю.
Для подключения провода к колку, открутите пластиковый колпачок и поместите конец провода в отверстие (смотрите на фото ниже). После этого, закрутите колпачок обратно.
Как правило, вам будут необходимы два колка: для питания и для земли. Третий колок можно использовать, если вам понадобится альтернативный источник питания.
Колки соединены с рельсами, но это не конец.
Теперь надо подключить внешний источник питания. Вариантов несколько.
Можно использовать специальные джеки, как это показано на фото ниже.
Можно использовать «крокодилов» и даже обычные проводники. Зависит исключительно от ваших предпочтений и деталей, которые есть у вас в наличии.
Один из достаточно универсальных вариантов — распаять контакты на джеке под ваш источник питания и подключить провода к колкам, как это показано ниже.
Можно использовать и специальные модули-стабилизаторы питания, которые выпускаются под беспаечные монтажные платы. Некоторые модули дают возможность запитывать макетку от USB порта, некоторые изготавливаются со стандартными джеками под блоки питания. На большинстве подобных модулей стабилизаторов питания предусмотрена регулировка напряжения. Например, можно выбрать напряжение, которое пойдет на рельсу: 3.3 В или 5 В. Один из вариантов подобных модулей регуляторов/стабилизаторов напряжения показан на рисунке ниже.
Простая электросхема с использованием беспаечной монтажной платы
Основы работы с беспаечной монтажной платой мы рассмотрели.
Давайте рассмотрим пример простой электрической цепи, в которой будем использовать breadboard.
Ниже приведен список узлов, которые понадобятся для нашей цепи. Если у вас нет именно этих деталей, можете заменить их на аналогичные. Не забывайте: одну и ту же электрическую цепь можно собрать, используя разные компоненты.
- Breadboard
- Регулятор/стабилизатор напряжения
- Блок питания
- Светодиоды
- Резисторы на 330 Ом 1/6 Вт
- Коннекторы
- Тактовые кнопки (квадрат 12 мм)
Собираем электрическую цепь
Фотография собранной электрической цепи с использованием беспаечной монтажной платы приведена ниже. В проекте используются две кнопки, резисторы и светодиоды. Обратите внимание, что две аналогичные цепи собраны по разному.
Красная плата слева — стабилизатор напряжения, который обеспечивает питание 5 В на рельсах макетки.
Схема собирается следующим образом:
- К позитивной ноге (аноду) светодиода подключается питание 5 В от соответствующей рельсы breadboard «а.
- Отрицательная нога (катод) светодиода, подключена к резистору 330 Ом.
- Резистор подключен к тактовой кнопке.
- Когда кнопка нажата, цепь замыкается с землей и светодиод зажигается.
При прототипировании важно разбираться в электрических схемах. Давайте кратко рассмотрим электрическую схему нашей небольшой электрической цепи.
Электрическая схема — это схематическое изображение, в котором используются универсальные обозначения для отдельных электрических компонентов и отображается последовательность их подключения. Подобные элекрические схемы можно получить, используя программу Fritzing .
Электрическая схема нашего проекта показана на рисунке ниже. Питание 5 В изображено стрелкой в верхней части схемы. 5 В подключается к светодиоду (треугольник и горизонтальная линия со стрелками). После этого светодиод подключается к резистору (R1). После этого установлена кнопка (S1), которая замыкает цепь. И в конце цепи — земля (Gnd — горизонтальная линия снизу).
Наверняка возникает вопрос: а зачем нам электрические схемы, если можно просто создать принципиальную схему подключения с использованием того же Fritzing? Например, как на подобном рисунке:
Как уже упоминалось выше, собрать одну и ту же схему можно по-разному, а вот электрическая принципиальная схема останется одинаковой. То есть, практическая имплементация может отличаться, что дает вам пространство для фантазии и более общее понимание процессов, которые происходят в вашем проекте.
В этом видео уроке рассказывается о том, что такое беспаечные макетные платы и для чего они используются. Это необходимый инструмент не только для новичков но и для опытных пользователей платформы Ардуино.
Купить макетные платы
Купить беспаечные макетные платы можно в магазине радиодеталей, на радиорынке или интернет магазине. Но самый выгодный вариант это конечно Алиекспрес. Там есть огромный выбор макетных плат,
а так же не высокие цены. Но нужно быть внимательным и покупать только у надежных продавцов.
Ниже приведены ссылки на алиекспрес:
Макетная плата (BreadBord)
Беспаечные макетные платы очень удобны в обучении Arduino и прототипировании своих проектов. Благодаря этим платам можно собирать достаточно сложные схемы и при этом даже не брать в руки паяльник. Вы просто вставляете элементы схемы в отверстия макетной платы и все работает. Простые проекты можно сделать даже без использования проводов. Это сильно ускоряет процесс обучения или создания прототипа вашего устройства.
Вы можете собрать один проект, потом разобрать и собрать уже другой. Вам не нужны для этого паяльник и расходные материалы. Так же перед изготовлением полноценного устройства, лучше собрать его макет на беспаечной макетной плате. Это может выявить недочеты в схеме. Так же поможет написать прошивку, так как мы можете использовать светодиоды для отладки. Только после того как вы соберете прототип, напишите прошивку и убедитесь, что все работает так как вы и задумывали, можете собирать конечный вариант вашего устройства.
Как пользоваться макетной платой
Очень просто! Главное запомнить как соединены отверстия макетки. Там все просто и понятно. По краям идут горизонтальные линии питания, обычно они помечены синим и красным цветами для удобства. А посередине идет множество вертикально соединенных линий по 5 точек. На изображении ниже видно распиновку макетной платы.
Все люди в мире от мала до велика знают, что перед тем, как создать что-либо, надо сначала создать макет этого «что-либо», будь это макет здания, стадиона или даже небольшого сельского туалета. В электротехнике это называют прототипом. Прототип — это работающая модель устройства. Поэтому опытные электронщики, перед тем собрать устройство по схеме в интернете, выложенной не пойми кем и не пойми зачем, должны убедиться, что эта схема реально заработает. Поэтому, схему надо быстренько тяп-наляп собрать и убедиться в ее работоспособности, то есть собрать макет. Ну а для того, чтобы его собрать нам то как раз и понадобится макетная плата.
Виды макетных плат
Толстый картон
Давным-давно, когда еще вас не было даже и в планах, наши дедушки, а может быть и бабушки, мало ли:-), использовали толстый картон. Это самый быстрый и дешевый способ проверки схем. В картоне прорезались дырочки под выводы радиоэлементов и с другой стороны они соединялись с помощью проводов и других элементов, если те не влезали на лицевую сторону. Выглядело это примерно как-то так:
А — типа лицевая сторона, В — обратная сторона.
Все бы хорошо, но приходилось паять выводы, смотреть, чтобы ничего нигде не замкнуло, да и пока «лепишь» эту схемку можно даже ненароком растеряться:-). Да и не красиво как-то.
Самодельные макетные платы
Эти времена я еще застал на радиокружке. Тогда мы делали макетные платы сами. Брали острый резец и нарезали квадратики на фольгированном текстолите. Далее покрывали их припоем.
Если надо где-то было соединить дорожки, мы просто делали перемычки между квадратиками каплей припоя.
Получалось качественно и красиво. Если было лень перепаивать радиоэлементы на нормально-разведенную плату с дорожками, просто оставляли как есть и пользовались устройством.
Одноразовые макетные платы
Производители все-таки это дело «чухнули», или как говорится в экономике, спрос рождает предложение. Стали появляться готовые макетные платки односторонние и даже двухсторонние на любой размер и вкус.
Кстати, их можно найти на Али сразу целым набором .
Отверстия очень удобно подобраны по размерам выводов микросхем, а также других радиоэлементов. Поэтому очень удобно на таких макетных платах собирать и проверять радиоэлектронное устройство. Да и стоят они недорого.
Обратная сторона таких макетных плат уже с готовыми устройствами будет выглядеть приблизительно вот так:
В чем же минусы этих макетных плат? Лучше все-таки их использовать единожды, так как при многоразовом использовании у них могут отлетать пятачки, что приведет к ее непригодности.
Беспаечные макетные платы
Прогресс шагает своим уверенным шагом по нашему миру, и вот на рынке появились беспаечные макетные платы.
Стоят они чуть подороже, чем простые одноразовые макетные платы, но честно говоря, оно того стоит.
Они очень удобны в плане установки деталей, а также их связи между собой. В такие макетные платы можно вставлять провода не более, чем 0,7 мм и не менее, чем 0,4 мм в диаметре. Чтобы узнать, какие отверстия и дорожки между собой звонятся, проверяем все это дело . Для конструирования больших схем (вдруг вы будете разрабатывать какой-нибудь блок управления адронным коллайдером) можно добавлять такие же макетные платы впритык. Для этого есть специальные ушки. Одно движение, и макетная плата станет чуток больше.
Ну какая же макетная плата может быть без соединительных проводов? Соединительные провода, или джамперы (от английского — прыгать), нужны для соединения радиодеталей на самой макетной плате.
Чуть позже с Алиэкспресса я купил вот такие джамперы. Они намного удобнее, чем проволочные:
Здесь все просто, берем джампер и вставляем его легким движением руки
Давайте соберем простейшую схемку включения светодиода через кнопочку на макетной плате
Вот так она будет выглядеть
Выставляем на Блоке питания 5 Вольт и нажимаем на кнопочку. Светодиод загорается ярко-зеленым цветом. Значит схема работоспособная, и мы ее можем использовать по своему усмотрению.
Заключение
Беспаечные макетные платы завоевывают мир. Любую схему на них можно собрать и разобрать за считанные минуты. После сборки и проверки схемы на макетной плате, можно смело приступать к ее сборке в чистом виде. Думаю, у каждого уважаемого себя электронщика должна быть такая макетная. Но имейте ввиду, схемы с большим током в цепи лучше все таки на ней не проверять, так как контакты макетные платки могут просто-напросто выгореть — закон Джоуля-Ленца .
Удачи вам в разработке и конструировании радиоэлектронных устройств!
Где купить макетную плату
Макетную плату с гибкими джамперами и даже с готовым блоком питания 5 Вольт можно сразу купить набором на Алиэкспрессе. Выбирайте на ваш вкус и цвет!
Если же не хотите , то проще всего будет купить одноразовую макетную плату и собрать на ней готовое устройство:
Это очень простой вариант использования. Конечно существуют программы, которые помогают создавать схемы и моделировать устройства и порой они намного выигрывают у беспаечных плат. Так как вы сами делаете любую, необходимую. Но и тут бывают небольшие минусы так как на практике параметры могут немного отличаться от исходных данных по различным причинам и убедиться вы сможете только тогда, когда устройство будет готово. Поэтому многие советуют сначала смоделировать устройство на компьютере, потом собрать на беспаечной макетной плате, а потом отправлять в производство. Поэтому если вы начинающий специалист или уже достигли определенных навыков в моделировании и производстве электронных устройств, вы сможете оценить ее по достоинству и иметь всегда под рукой, как необходимый инструмент.
Она сможет превратить тяжелый процесс в довольно легкий и интересный, а также ускорить создание вашего изобретения.
Breadboard — электронный конструктор для всех / Хабр
Привет, Хабр!Не так давно здесь прогремела статья об Arduino, породившая холивар в комментариях. Многие сторонники Ардуины, по их словам, хотят просто чего-то собрать типа мигающих светодиодов с целью разнообразить свой досуг и поиграться. При этом они не хотят возиться с травлением плат и пайкой. Как одну из альтернатив товарищ dedsky упомянул конструктор «Знаток», но его возможности ограничены набором деталей, входящих в комплект, да и конструктор все же детский. Я же хочу предложить другую альтернативу — так называемый Breadboard, макетная плата для монтажа без использования пайки.
Осторожно, много фоток.
Что это такое и с чем его едят
Основное назначение такой платы — конструирование и отладка прототипов различных устройств. Состоит данное устройство из отверстий-гнезд с шагом 2,54мм (0,1 дюйма), именно с таким (либо кратным ему) шагом располагаются выводы на большинстве современных радиодеталей (SMD-не в счет).
Макетные платы бывают различных размеров, но в большинстве случаев они состоят из вот таких одинаковых блоков:Схема электрических соединений гнезд изображена на правом рисунке: пять отверстий с каждой стороны, в каждом из рядов(в данном случае 30) электрически соединены между собой. Слева и справа находится по две линии питания: здесь все отверстия в столбце соединены между собой. Прорезь по средине предназначена для установки и удобного извлечения микросхем в DIP-корпусах. Для сборки схемы в отверстия вставляются радиодетали и перемычки, так как мне плата досталась без заводских перемычек — я их делал из металлических канцелярских скрепок, а маленькие(для соединения соседних гнезд) из скоб для степлера.
Может показаться, что чем больше плата — тем больше её функциональность, это не совсем так. Весьма малый шанс что кто-то (особенно из начинающих) будет собирать устройство, которое займет все сегменты платы, вот несколько устройств одновременно — это да. Например здесь я собрал электронное зажигание на микроконтроллере, мультивибратор на транзисторах и генератор частоты для LC-метра:
Ну и что можно с этим сделать?
Чтобы оправдать название статьи, я приведу несколько устройств.
Описание того, что и куда нужно вставлять будет на изображениях. Неободимые детали
Для того, чтобы собрать одну из описанных ниже схем понадобится сама макетная плата типа Breadboard и набор перемычек. Кроме того желательно иметь подходящий источник питания, в простейшем случае — батарейка(-ки), для удобства её(их) подключения рекомендуется использовать специальный контейнер. Можно использовать и блок питания, но в этом случае нужно быть осторожным и постараться ничего не сжечь, так как БП стоит гораздо дороже батареек. Остальные детали будут приведены в описании самой схемы.
Подключение светодиода
Одна из простейших конструкций. На принципиальных схемах изображается так:
Из деталей понадобятся: маломощный светодиод, любой резистор на 300Ом-1кОм и источник питания на 4,5-5В. В моем случае резистор мощный советский(первый попавшийся под руку) на 430Ом (о чем свидетельствует надпись К43 на самом резисторе), а в качестве источника питания — 3 пальчиковых (типа АА) батарейки в контейнере: итого 1,5В*3 = 4,5В.
На плате это выглядит вот так:
Батарейки подключены к красной(+) и черной(-) клеммам от которых тянутся перемычки к линиям питания. Затем от минусовой линии к гнездам №18 подключен резистор, с другой стороны к этим же гнездам катодом(короткой ножкой) подключен светодиод. Анод светодиода подключен к плюсовой линии. Вдаваться в принцип действия схемы и объяснять закон Ома я не буду — если хочется просто поиграться, то это и не нужно, а если все же интересно, то можно и у гугля спросить.
Линейный стабилизатор напряжения
Может это и достаточно резкий переход — от светодиода к микросхемам, но в плане реализации я не вижу никаких сложностей.
Итак, существует такая микросхемка LM7805 (или просто 7805), ей на вход подается любое напряжение от 7,5В до 25В, а на выходе получаем 5В. Есть и другие, например, микросхема 7812 — 12В. Вот такая у неё схема включения:
Конденсаторы используются для стабилизации напряжения и при желании их можно не ставить. Вот так это выглядит в жизни:
И крупным планом:
Нумерация выводов микросхемы идет слева направо, если смотреть на нее со стороны маркировки.
На фото нумерация выводов микросхемы совпадает с нумерацией разъемов брэдборда. Красная клемма(+) подключена к 1-й ноге микросхемы — вход. Черная клемма(-) напрямую подключена к минусовой линии питания. Средняя ножка микросхемы(Общий, GND) также подключается к минусовой линии, а 3-я ножка (Выход) к плюсовой линии. Теперь, если подать на клеммы напряжение 12В, на линиях питания должно быть 5В. Если нету источника питания на 12В, можно взять 9В батарейку типа «Крона» и подключить её через специальный разъем, изображенный на фотографии выше. Я использовал блок питания на 12В:Вне зависимости от значения входного напряжения, если оно лежит в указанных выше пределах — выходное напряжение будет 5В:
В завершение, добавим конденсаторы, чтобы все было по правилам:
Генератор импульсов на логических элементах
А теперь пример использования уже другой микросхемы, при чем не в самом стандартном её применении. Используется микросхема 74HC00 или 74HCТ00, в зависимости от фирмы-производителя перед названием и после него могут стоять различные буквы.
Отечественный аналог — К155ЛА3. Внутри этой микросхемы 4 логических элемента «И-НЕ» (англ. «NAND»), у каждого из элементов по два входа, замкнув их между собой получим элемент «НЕ». Но в данном случае логические элементы будут использоваться в «аналоговом режиме». Схема генератора такая:Элементы DA1.1 и DA1.2 генерируют сигнал, а DA1.3 и DA1.4 — формируют четкие прямоугольники. Частота генератора определяется номиналами конденсатора и резистора и вычисляется по формуле: f=1/(2RC). К выходу генератора подключаем любой динамик. Если взять резистор на 5,6кОм и конденсатор на 33нФ получим примерно 2,7кГц — эдакий пищащий звук. Вот так это выглядит:
На верхние по фотографии линии питания подключено 5В с собранного ранее стабилизатора напряжения. Для удобства сборки приведу словесное описание соединений. Левая половинка сегмента(нижняя на фото):
Конденсатор установлен в гнезда №1 и №6;
Резистор — №1 и №5;
Перемычки установлены между следующими гнездами:
№1 и №2;
№3 и №4;
№4 и №5;
№7 и минусовой линией питания.
Правая половинка сегмента(верхняя на фото):
перемычки установлены между следующими гнездами:
№2 и №3;
№3 и №7;
№5 и №6;
№1 и «плюс» питания;
№4 и «плюс» динамика;
Кроме того:
перемычки между разъемами №6 левой и правой половинок;
— между левой и правой «минусовыми» линиями;
— между минусом питания и «-» динамика;
микросхема устанавливается так, как на фото — первая ножка в первый разъем левой половинки. Первую ножку микросхемы можно определить по так называемому ключу — кружочку(как на фото) либо полукруглому вырезу в торце. Остальные ноги ИМС в DIP-корпусах нумеруются против часовой стрелки.
Если все собрано правильно — при подаче питания динамик должен запищать. Изменяя номиналы резистора и конденсатора можно проследить за изменениями частоты, но при сильно большом сопротивлении и/или слишком малой емкости схема работать не будет.
Теперь изменим номинал резистора на 180кОм, а конденсатор на 1мкФ — получим клацающе-тикающий звук.
Заменим динамик на светодиод подключив анод (длинная ножка) к 4 разъему правой половики, а катод через резистор 300Ом-1кОм к минусу питания, получим мигающий светодиод, который выглядит вот так:А теперь добавим еще один такой же генератор так, чтобы получилась такая схема:
Генератор на DA1 генерит низкочастотный сигнал ~3Гц, DA2.1 — DA2.3 — высокочастотный ~2,7кГц, DA2.4 — модулятор, который их смешивает. Вот такая должна получится конструкция:
Описание подключений:
Левая половинка сегмента(нижняя на фото):
Конденсатор С1 установлен в гнезда №1 и №6;
Конденсатор С2 — №11 и №16;
Резистор R1 — №1 и №5;
Резистор R2 — №11 и №15;
Перемычки установлены между следующими гнездами:
№1 и №2;
№3 и №4;
№4 и №5;
№11 и №12;
№13 и №14;
№14 и №15;
№7 и минусовой линией питания.
№17 и минусовой линией питания.
Правая половинка сегмента(верхняя на фото):
перемычки установлены между следующими гнездами:
№2 и №3;
№3 и №7;
№5 и №6;
№4 и №15;
№12 и №13;
№12(13) и №17;
№1 и «плюс» питания;
№11 и «плюс» питания;
№14 и «плюс» динамика;
Кроме того:
перемычки между разъемами №6 левой и правой половинок;
перемычки между разъемами №16 левой и правой половинок;
— между левой и правой «минусовыми» линиями;
— между минусом питания и «-» динамика;
микросхема DA1 устанавливается так же, как и в предыдущем случае — первая ножка в первый разъем левой половинки.
Вторая микросхема — первой ножкой в разъем №11.Если все сделать правильно, то при подаче питания динамик начнет издавать по три пика каждую секунду. Если в те же разъемы(параллельно) подключить светодиод, соблюдая полярность, получится такой девайс, напоминающий по звукам крутые электронные штуковины из не менее крутых боевиков:
Мультивибратор на транзисторах
Данная схемка — скорее дань традициям так как в былые времена почти каждый начинающий радиолюбитель собирал подобную.
Для того, чтобы собрать подобную понадобятся 2 транзистора BC547, 2 резистора на 1,2кОм, 2 резистора на 310Ом, 2 электролитических конденсатора на 22мкФ и два светодиода. Емкости и сопротивления необязательно соблюдать точно, но желательно чтобы в схеме было по два одинаковых номинала.
На плате устройство выглядит следующим образом:
Цоколевка транзистора следующая:
B(Б)-база, C(К)-коллектор, E(Э)-эмиттер.
У конденсаторов минусовый выход подписан на корпусе (в советских конденсаторах подписывался «+»).
Описание подключений
Вся схема собрана на одной (левой) половинке сегмента.
Резистор R1 — №11 и «+»;
резистор R2 — №19 и «+»;
резистор R3 — №9 и №3;
резистор R4 — №21 и №25;
транзистор Т2 — эмиттер -№7, база — №8, коллектор — №9;
транзистор Т1 — эмиттер -№23, база — №22, коллектор — №21;
конденсатор С1 — минус — №11, плюс — №9;
конденсатор С2 — минус — №19, плюс — №21;
светодиод LED1 — катод-№3, анод-«+»;
светодиод LED1 — катод-№25, анод-«+»;
перемычки:
№8 — №19;
№11 — №22;
№7 — «-«;
№23 — «-«;
При подаче напряжения 4,5-12В на линии питания должно получится примерно такое:
В заключение
В первую очередь статья ориентирована на тех, кто хочет «поиграться», поэтому я не приводил описаний принципов работы схем, физических законов и пр.
Если кто задастся вопросом «а почему же оно мигает?» — в интернете можно найти кучи объяснений с анимациями и прочими красивостями. Кто-то может сказать что брэдборд не подходит для составления сложных схем, но а как насчет этого:а бывают и еще более страшные конструкции. По поводу возможного плохого контакта — при использовании деталей с нормальными ножками вероятность плохого контакта очень мала, у меня такое случалось всего пару раз. Вообще подобные платы уже всплывали здесь несколько раз, но как часть устройства построенного на Ардуино. Честно говоря, я не понимаю конструкции типа этой:
Зачем вообще нужно Ардуино, если можно взять программатор, прошить им контроллер в DIP-корпусе и установить его в плату, получив более дешевое, компактное и портативное устройство.
Да, на breadboard нельзя собрать некоторые аналоговые схемы чувствительные к сопротивлению и топологии проводников, но они попадаются не так уж часто, тем более среди новичков. А вот для цифровых схем здесь почти нет никаких ограничений.
PS:Шпаргалки для тех, кто делает первые шаги
Как работать с макетной платой. Быстрая сборка схем. Самодельные макетные платы
Макетные платы можно собрать для любого устройства. Они пользуются популярностью у начинающих электронщиков и опытных мастеров. Их собирают с пайкой и без пайки. Первые прочны и могут применяться как основная плата, а вторые более удобны в сборке за счет исключения паяльных работ.
Чтобы начать производство любого изделия необходимо сделать его макет, а потом, оценив работоспособность продукта и другие его параметры, приступить к выпуску серии. В этом случае вы экономите деньги и время. Но прототипы делают не только на производстве, они также широко применяются в электронике и, в первую очередь, это связано с выпуском макетных плат.
Допустим, вы собираетесь изготовить новое электронное устройство. Раньше прототип макетной платы имел вид прямоугольника из картона, в котором проделывались отверстия и туда вставлялись радиоэлементы, соединяющиеся между собой, и затем проверялась ее работа.
Если функционирование устройства происходило нормально, то начиналось производство основной платы с использованием соответствующих материалов. Сейчас задача несколько упрощается — на рынке активно продаются макетные платы c уже подготовленными отверстиями и дорожками, которые можно найти в специализированных магазинах, например, вот в этом http://makerplus.ru/ , где можно подобрать подходящий вариант.
Какие макетные платы бывают
Макетные платы изготавливаются без пайки и с пайкой. Конструкция без пайки представляет пластиковый корпус с многочисленными отверстиями с контактными разъемами. В них монтируются детали. Отверстия предназначены для проводов диаметром 0, 7 мм. Расстояние между ними составляет 2, 54 мм, этого хватает, чтобы установить транзистор и другие элементы.
Дорожки питания обозначаются синей и красной линиями. Количество точек для разъемов может изменяться от 100 до 2500 штук. Принцип работы с такой платой простой. Вы монтируете в нужные отверстия электронные элементы и соединяете их обычными проводами, или покупаете специально подготовленные провода-джамперы.
Если схема собрана неправильно, то вы разбираете ее и монтируете заново.
Макетная плата с пайкой
Такая плата отличается от выше рассмотренного варианта тем, что элементы, установленные в корпусе, можно паять. В этом случае вы можете использовать ее не только как макет, но и как настоящее изделие. Правда, тогда плата будет иметь несколько большие размеры. Кроме этого, паяные конструкции имеют более низкую цену.
Платы с пайкой, которые, кстати, можно приобрести на страничке интернет-магазина http://makerplus.ru/category/breadboard , имеют отверстия под провода диаметром до 0,9 мм и располагаются с шагом в один дюйм(2, 54мм). С одной стороны конструкции располагаются прямые изолированные линии фольги, а с другой устанавливаются радиоэлементы и перемычки.
- Сразу разрежьте плату до нужных размеров. Для этого подойдут обычные ножницы, резак, ножовка. Можно даже просто разломать ее по отверстиям, но затем зачистив края.
- Если вы не собираетесь пользоваться платой прямо сейчас, то не трогайте лишний раз руками участки с фольгой. Руки могут быть влажными, что приведет к коррозии поверхности и ухудшению контакта.
- Если окислы или загрязнения имеют место, то очистите их при помощи нулевой наждачной бумаги или обычным ластиком.
- Радиоэлементы устанавливают со стороны, где нет полосок из фольги. Выводы просовывают в отверстия и запаивают с обратной стороны.
- Синий цвет токопроводящих дорожек обозначает «минус» схемы, красный «плюс», а зеленый используют по своему усмотрению. Дорожки маркируются с той же стороны, где расположена фольга.
- Самое важное позиционирование деталей происходит в вертикальном положении, так как в этом случае ошибка приведет к неправильно собранной цепи.
Руки могут быть влажными, что приведет к коррозии поверхности и ухудшению контакта.Учитывайте, что макетные платы обоих типов могут иметь по бокам пазы. Это необходимо для тех, кто собирает большое устройство, состоящее из нескольких модулей. Пазы позволяют собрать одну крупную плату из нескольких маленьких.
Давайте рассмотрим устройство и назначение беспаечных макетных плат.
В чем их преимущество перед другими видами сборки, и как с ними работать, а также какие схемы можно быстро собрать на них новичку.
Предыстория
Первой проблемой с которой сталкивается радиолюбитель это даже не отсутствие теоретических знаний, а отсутствия средств и знаний о способах монтажа электронных устройств. Если вы не знаете как работает та или иная деталь, это не помешает вам подключить её по схеме электрической принципиальной, а вот чтобы наглядно и качественно собрать схема нужна печатная плата. Чаще всего их изготавливают по методу ЛУТ, но лазерный принтер есть не у всех. Наши отцы и деды рисовали платы вручную лаком для ногтей или краской, а потом их вытравливали.
Здесь новичка настигает вторая проблема — отсутствие реактивов для травления. Да, безусловно, хлорное железо продается в каждом магазине радиоэлектронных компонентов, но на первых порах и так нужно много всего приобрести и изучить, что уделить внимания технологии травления плат из фольгированного текстолита или гетинакса просто сложно.
Да и не только новичкам, но и опытным радиолюбителям порой нет смысла травить плату и тратить средства на недоработанное изделие на этапах его наладки.
Чтобы избежать проблем с поиском хлорного железа, текстолита, принтера и не получить от жены (мамы) за несанкционированное использование утюга, можно практиковаться в монтаже электронных устройств на беспаечных макетных платах.
Что такое беспаечная макетная плата?
Как видно из названия это такая плата, на которой можно собрать макет устройства без использования паяльника. Макетка — так её называют в народе — в магазинах присутствует разных размеров и модели несколько отличаются по компоновке, но принцип действия и внутреннее их устройство одинаковы.
Макетная плата состоит из корпуса из ABS пластика, в котором расположены разъёмные соединения, которые напоминают сдвоенные металлические шины между которыми зажимается проводник. На лицевой части корпуса отверстия, пронумерованные и промаркированные, в них можно вставлять провода, ножки микросхема, транзисторов и других радиодеталей в корпусах с выводами.
Взгляните на картинку ниже, на ней я всё это изобразил.
На рассмотренной печатной плате крайние два столбца отверстий с каждой из сторон объединили вертикально общими шинами, из которых обычно формируют шину плюсового контакта источника питания и минусовую (общую шину). Обычно обозначаются красной и синей полосой по краю платы плюс и минус соответственно.
Средняя часть платы разделена на две части, каждая из частей объедены по строчно по пять отверстий в ряд на данной конкретной плате. На рисунке изображено схематическое соединение отверстий (черными сплошными линиями).
Внутренняя структура платы изображена на рисунке ниже. Сдвоенные шины зажимают проводники, что и проиллюстрированно. Жирными линиями обозначены внутренние соединения.
Такие платы в англоязычной среде называются Breadboard именно по такому названию вы сможете найти её на aliexpress и подобных интернет магазинах.
Как с ней работать?
Просто в отверстия вставляете ножки электронных компонентов, соединяя между собой детали по горизонтальным линиям, а с крайних вертикальных подаёте питание.
Если нужна перемычка часто используют специальные с тонкими штекерами на конца, в магазинах их можно встретить под название «перемычки dupont» или перемычки для ардуино, её кстати тоже можно вставить в такую макетку и собирать свои проекты.
Если вам не хватило размеров одной макетной платы вы можете совместить несколько, он словно пазлы вставляются друг в друга, обратите внимание на первой картинке в статье схема собрана на двух соединенных платах. На одной из них есть шип, а на другой выемка, скошенные от наружной части к корпусу платы, чтобы конструкция не развалилась.
Сборка простых схем на макетной плате
Начинающему радиолюбителю важно быстро собрать схему чтобы убедиться в работоспособности и понять как она работает. Давайте рассмотрим как выглядят разные схемы на макетной плате.
Схема симметричного мультивибратора советуется как первая многим новичкам, она позволяет научиться соединять детали последовательно и параллельно, а также определять цоколевку транзисторов.
Её можно собрать навесным монтажом или развести печатную плату, но это требует пайки, а навесной монтаж несмотря на свою простоту, на самом деле очень сложен для начинающих и чреват замыканиями или плохим контактом.
Посмотрите как просто она выглядит на беспаечной макетной плате.
Кстати обратите внимание здесь не использовались перемычки Dupont. Вообще, их не всегда можно найти в радиомагазинах, а особенно в магазинах маленьких городов. Вместо них можно использовать жилы от интернет-кабеля (Витая пара) они в изоляции, а жила не покрыта лаком, что позволяет быстро оголить конец кабеля, сняв небольшой слой изоляции и вставить в разъём на плате.
Соединять вы можете детали как угодно, лишь бы обеспечить нужную цепь, вот та же схема, но собрана слегка иначе.
Кстати для описания соединений вы можете пользоваться маркировкой платы, столбцы обозначают буквами, а строки цифрами.
Для ваших конструкций встречаются такие блоки питания, на них есть штекера которые монтируются в беспаечную плату подключаясь к шинам «+» и «-».
Это удобно, на нём есть выключатель и линейный малошумящий стабилизатор напряжения. В целом вам не составит труда развести такую плату самому и собрать её.
Вот так , например для его проверки. На картинке изображена более “продвинутая” версия печатной платы с зажимными клеммами для подключения источника питания. Анод светодиода подключен к плюсу питания (красная шина) а катод на горизонтальную шину рабочей области, где и соединен с токоограничительным резистором.
Источник питания на линейном стабилизаторе типа L7805, или любой другой микросхеме серии L78xx, где хх — нужное вам напряжение.
Собранная схема пищалки на логике. Правильное название такой схемы — Генератор импульсов на логических элементах типа 2и-не. Сначала ознакомьтесь со схемой электрической принципиальной.
В качестве логической микросхемы подойдет отечественная К155ЛА3, либо иностранная типа 74HC00. Элементы R и C задают рабочую частоту. Вот её реализация на плате без пайки.
Справа заклееный белой бумажкой — буззер. Его можно заменить светодиодом, если уменьшить частоту.
Чем больше Сопротивление ИЛИ ёмкость — тем меньше частота.
А вот так выглядит типовой проект Ардуинщика на стадии тестирования и разработки (а иногда и в конечном виде, зависит от того насколько он ленив).
Собственно в последнее время популярность “бредбордов” существенно возросла. Они позволяют быстро собирать схемы и проверять их работоспособность, а также использовать в качестве разъёма при перепрошивке микросхем в DIP корпусе, и в других корпусах, если есть переходник.
Ограничения беспаечной макетной платы
Несмотря на свою простоту и очевидные преимущества перед пайкой, беспаечные макетки имеют и ряд недостатков. Дело в том что не все цепи нормально работают в такой конструкции, давайте рассмотрим подробнее.
На беспаечных макетных платах не рекомендуется собирать мощные преобразователи, а особенно импульсные схемы.
Первые не будут нормально работать по причине токовой пропускной способности контактных дорожек. Не стоит залазить за токи более 1-2 Ампер, хотя в интернете встречаются и сообщения о том что включают и 5 Ампер, делайте сами выводы и экспериментируйте.
Электробезопасность
Не стоит забывать и о том, что высокое напряжение опасно для жизни. Макетирование устройств работающих, например от 220 В ЗАПРЕЩЕНО категорически. Хоть и выводы закрыты пластиковой панелью, но куча проводников и перемычек могут привести к случайному замыканию или поражению электрическим током!
Заключение
Беспаечная макетная плата годится для простых схем, аналоговых схем которые не предъявляют высоких требованиям к электрическим соединениям и точности, автоматики и цифровых схем, которые не работают на высоких скоростях (ГигаГерцы и десятки МегаГерц — это уже слишком). При этом высокое напряжение и токи опасны и в таких целях лучше использовать навесной монтаж и печатные платы, при этом новичку не следует производить и навесного монтажа таких цепей.
Стихия беспаечных макетных плат — простейшие схемы до десятка элементов и любительские проекты на Ардуино и других микроконтроллерах.
В распоряжении имеется заводская макетная плата вот такого типа:
Она не нравится мне по двум причинам:
1) При монтаже деталей приходится постоянно вертеть туда-сюда, чтоб сначала поставить радиодеталь, а потом припаять проводник. На столе ведёт себя неустойчиво.
2) После демонтажа отверстия остаются залиты припоем, перед следующим использованием платы приходится их прочищать.
Поискав в интернете различные виды макетных плат, которые можно сделать своими руками и из доступных материалов, наткнулся на несколько интересных вариантов, один из которых решил повторить.
Вариант №1Цитата с форума: «Я, например многие годы, использую вот такие самодельные макетные платы. Собраны из куска стеклотекстолита, в который наклёпаны медные штырьки. Такие штырьки можно либо купить на радиорынке, либо изготовить самому из медной проволоки диаметром 1,2-1,3 мм.
Более тонкие штырьки слишком сильно гнутся, а более толстые забирают слишком много тепла при пайке. Эта «макетка» позволяет многократно использовать самые затрапезные радиоэлементы. Соединения лучше делать проводом во фторопластовой изоляции МГТФ. Тогда однажды изготовленных концов хватит на всю жизнь.»
Думаю, что такой вариант подойдёт мне больше всего. Но стеклотекстолита и готовых медных штырьков в наличии не имеется, так что сделаю немного по-другому.
Медную проволоку добыл из провода:
Зачистил изоляцию и при помощи нехитрого ограничителя наделал штырьков одинаковой длины:
Диаметр штырьков — 1 мм .
За основу платы взял фанеру толщиной 4 мм (чем толще, тем крепче будут держаться штырьки ):
Чтобы не мучиться с разметкой, скотчем наклеил на фанеру разлинованную бумагу:
И просверлил отверстия с шагом 10 мм сверлом диаметром 0.9 мм :
Получаем ровные ряды отверстий:
Теперь нужно забить штырьки в отверстия.
Так как диаметр отверстия меньше диаметра штырька, соединение получится внатяг и штырь будет плотно зафиксирован в фанере.
При забивании штырьков под низ фанеры нужно подложить металлический лист. Штырьки забиваются лёгкими движениями, и когда звук изменится, значит, штырь достиг листа.
Чтобы плата не ёрзала, делаем ножки:
Приклеиваем:
Макетная плата готова!
Таким же методом можно сделать плату для поверхностного монтажа (фото из интернета, радиоприёмник):
Ниже для полноты картины я приведу несколько годных конструкций, найденных в интернете.
Вариант №2В отрезок доски забиваются канцелярские кнопки с металлической головкой:
Осталось только залудить их. Омеднёные кнопки лудятся без проблем, а вот со стальными .
Всем привет. Сегодня мы поговорим о беспаечной макетной плате или о breadboard , как называют её буржуи. Данная плата, если можно так выразится, входит в список обязательных инструментов, что должны быть у электронщика (будь то юный мозгочинчик, что только делает первые неуверенные шажки или прожженный и повидавший жизнь мозгочин).
Знания о том, какие бывают макетные платы, как и где применяют такие инструменты, помогут вам при разработке и наладке собственных проектов различных электронных самоделок .
Первые платы выглядели так:
На основу крепились металлические стойки, на которые в последствии закреплялись (просто наматывались) провода и контактные выводы элементов.
Хорошо, что технический прогресс не стоит на месте – ведь благодаря его влиянию мы можем пользоваться вот такими замечательными инструментами.
В противовес беспаечной макетной плате можно выставить вот такие (они значительно дешевле и изготавливаются исходя из необходимых параметров).
Однако при монтаже на беспаечной плате вам не понадобится паяльник/припой. Кроме этого вы избежите трудностей связанных с распайкой деталей по поверхности платы.
Правилом хорошего тона, да и здравого смысла, всегда было и остается прототипирование электронных схем. Важно знать, как поведёт себя устройство при тех или иных определенных параметрах, до сборки готового устройства.
Кроме этого с помощью беспаечной платы можно производить проверку работоспособности новый компонентов и радиодеталей.
Рассмотрим строение беспаечной платы
Посмотрим на рисунок платы. Она состоит из рядов металлических пластин (рельсов).
Рельса в свою очередь состоят из зажимов, в которые и происходит установка «ножек» радиодеталей. Все 5 отверстий в ряду соединены воедино.
Теперь обратим наш взор на две вертикальные/горизонтальные полосы (зависит в каком положении смотреть), что расположены отдельно (по краям) – это пластины питания. Все гнезда одной длинной пластины соединены друг с другом.
Центральный паз изолирует стороны платы. Ширина данной полосы закреплена стандартом. Она позволяет устанавливать DIP-микросхемы таким образом, чтобы каждый вывод был установлен в отдельную рельсу и позволял подключит до 4 внешних выводов.
На платах нанесены буквенные и цифровые последовательности. Данные обозначения помогают ориентироваться при монтаже компонентов, чтобы исключить ошибочное подключение (что может закончится неработоспособностью схемы или выходом из строя отдельных деталей).
Также выпускают платы, которые изготавливаются на отдельных подставках со специальными прижимными клеммами. Они используются для подключения источника питания к плате.
Если вы обратили внимание на некоторых платах есть специальные пазы и выступы (они расположены по бокам). С их помощью можно объединять платы и создавать рабочую поверхность любого размера.
Также на некоторых платах на задней части нанесена самоклеющаяся основа.
На рисунке представлен способ «запитки» платы от Arduino.
Если же вам в руки попала плата с клеммами для подачи питания, необходимо подключить их к линиям на макетной плате с помощью проводников (джамперов). Клеммы не связаны ни с одной линией. Чтобы подключить провод к клемме, снимите (открутите) пластиковый колпачок и расположите конец провода в отверстие. Установите колпачок обратно. Обычно используются две клеммы: для питания и для земли.
Теперь дело осталось за малым, подключаем внешний источник питания.
Это можно сделать с помощью:
- «крокодилов» или обычных проводов;
- модулей-стабилизаторов питания, что выпускаются под беспаечные платы.
Спасибо за внимание. Продолжение следует 🙂
При разработке новой конструкции не имеет смысла сразу выполнять монтаж на печатной плате – достаточно собрать все детали во временную схему, провести испытания и «на лету» вносить изменения.
В этом деле неоценимую помощь оказывает макетная плата, о которой рассказано в этой статье.
Виды макетных плат
Существует большое количество видов макетных плат (или монтажных плат), но все они делятся на две группы:
Беспаечные макетные платы;
Макетные платы для пайки.
Есть и еще интересный вариант – платы для монтажа накруткой. Однако этот метод сегодня не слишком распространен и говорить о нем мы не будем.
Устройство макетной платы такого типа простое. Ее основой является пластиковый корпус с большим количеством отверстий на верхней плоскости.
В отверстиях расположены контактные разъемы для установки деталей. Разъемы допускают установку контактов и проводов диаметром до 0,7 мм, расстояние между ними – стандартное 2,54 мм, что позволяет устанавливать транзисторы и микросхемы в DIP-корпусах.
Разъемы соединены друг с другом особым образом – в вертикальные строки по 5 штук, также на многих платах есть выделенные шины питания – в них разъемы соединены на всю длину платы (по горизонтали), и обозначены синей (-) и красной (+) чертами. Физически разъемы и шины выполнены в виде металлических контактов, вставленных с обратной стороны платы, и закрытых защитной наклейкой.
Существуют беспаечные макетные платы разных размеров – от 105 до 2500 и более контактных точек. Для удобства на плате может быть нанесена координатная сетка. Многие платы устроены по типу конструктора – несколько штук могут собираться в одну большую плату, что позволяет прототипировать конструкции модулями.
Печатные макетные платы
Такие платы устроены аналогично печатным, но за единственным отличием: в макетной плате выполнена или сетка из отверстий с расстоянием 2,54 мм (с контактными площадками или без них), или стандартный рисунок (например, под макетирование устройств на микросхемах), или то и другое сразу.
Причем бывают платы односторонние и двухсторонние.
Печатная и беспаечная макетная плата: как пользоваться?
Монтаж на макетной плате без пайки сводится к установке деталей в разъемы и их соединение перемычками (специальными или самодельными). При этом следует помнить, что разъемы в строках соединены и ошибка может привести к короткому замыканию.
Как пользоваться макетной платой для пайки объяснять не нужно: достаточно вставить детали в отверстия, и пайкой соединить их друг с другом и с перемычками. Но следует выполнять пайку аккуратно, так как при частом перегреве контактные площадки и дорожки отслаиваются от платы.
Какую макетную плату выбрать?
Наиболее проста в применении беспаечная плата, поэтому она сегодня очень популярна, и о том, как работать с макетной платой без пайки, знают даже начинающие радиолюбители. Кроме того, платы долговечны и очень надежны. Печатные монтажные платы более сложны в работе, так как требуют пайки, однако они имеют важное преимущество: на ней можно макетировать окончательный вариант монтажа на постоянной печатной плате.
Поэтому не лишним будет иметь оба типа макетных плат и использовать их в зависимости от ситуации. Ах да а макетные платы купить можно .
С н/п Владимир Васильев
P.S. Друзья, обязательно подписывайтесь на обновления! Подписавшись вы будете получать новые материалы себе прямо на почту! И кстати каждый подписавшийся получит полезный подарок!
Быстрая сборка схем. Макетные платы Пользоваться макетной платой без пайки
При конструировании и сборке новых электронных схем обязательно требуется их отладка. Она проводится на временной монтажной плате, позволяющей достаточно свободно расположить компоненты с целью обеспечения возможности быстрой и удобной их замены, проведения контрольно-измерительных работ.
Детали в такой плате могут крепиться при помощи пайки, а сама площадка будет называться макетной платой. Чтобы лишний раз не подвергать компоненты механическим и тепловым воздействиям, монтажниками и конструкторами используется беспаечная макетная плата.
Часто радиолюбители называют это приспособление макеткой.
Макетная плата для сборки без пайки позволяет произвести монтаж электрической схемы и запустить ее без использования паяльника. При этом можно проверить все параметры и характеристики будущего устройства, подключив к плате измерительные и контрольные приборы.
Макетная плата представляет собой пластину из полимерного материала, являющегося диэлектриком. На пластине в определенном порядке просверлены монтажные отверстия, в которые должны вставляться выводы деталей – компонентов будущего устройства.
Отверстия допускают подключение выводов диаметром 0,4-0,7 мм. Расположены они на плате, как правило, с шагом 2,54 мм.
Чтобы смоделировать соединения выводов компонентов между собой, макетка имеет специальные токопроводящие пластины, в определенном порядке соединяющие отверстия.
Как правило, эти соединения осуществляются группами вдоль платы по ее длинным сторонам. Таких рядов может быть два-три. Эти контактные группы используются как шины для подключения питания.
Между продольными рядами отверстия соединяются пластинами в группы по пять. Эти пластины расположены в направлении поперек платы.
Около отверстий в местах будущих контактов токопроводящие пластины имеют конструктивные особенности, позволяющие зажимать и прочно удерживать выводы деталей, обеспечивая при этом наличие электрического контакта. В этом и есть смысл монтажа без пайки.
Качественные макетные платы допускают монтаж и разборку при сохранении прочного и надежного соединения между деталями до 50 000 раз.
Макетные платы, выпускаемые промышленным способом и приобретенные в торговой сети, как правило, имеют схему расположения контактов и токопроводящих связей между отверстиями.
Как правильно пользоваться
Чтобы успешно и рационально пользоваться макеткой, необходимо иметь еще такие приспособления:
- несколько монтажных проводов диаметром 0,4-0,7 мм для устройства различных перемычек и подключения питания;
- кусачки-бокорезы;
- плоскогубцы;
- пинцет.
Паяльник при монтаже без пайки, разумеется, не нужен, но он может понадобиться, чтобы припаять провода к клеммам источника питания, если отсутствуют разъемные изделия. Иногда пайку придется применить для осуществления экранирования.
Зная расположение токопроводящих дорожек на макетной плате, легко осуществить монтаж любой схемы и, подключив ее к источнику питания, проверить работоспособность. Для сборки нужно только вставить выводы компонентов в зажимы разъемов и соединить их в нужной последовательности.
При этом необходимо четко представлять расположение токопроводящих дорожек, чтобы не допустить короткого замыкания. При необходимости осуществления контактов между дорожками на макетной плате используются соединители.
В случае если выводы деталей по диаметру не подходят под монтажные отверстия, к ним можно подпаять или подмотать отрезки подходящего провода. Микросхемы и компоненты в BAG-корпусах устанавливаются в центре платы.
Подготовка и экранирование
Для того чтобы работать с макетной платой, особенно, если она предназначена для монтажа без пайки, сначала необходимо произвести подготовительные работы.
Это тем более актуально, если плата не использовалась длительное время.
Подготовка включает в себя очистку макетной платы от пыли. Для этого можно воспользоваться мягкой кистью, а для очистки отверстий можно использовать пылесос или баллончик со сжатым воздухом.
Следующим этапом необходимо прозвонить мультиметром токопроводящие дорожки, чтобы избежать лишних трат времени на поиск возможной потери контакта при монтаже схемы.
При отладке устройств, они могут работать некорректно из-за различных помех и наведенных токов, возникающих при работе схемы. Для устранения этого явления необходимо применить экранирование макетной платы.
Для этого используют металлическую пластину, прикрепленную снизу и соединенную пайкой с общей шиной, которая впоследствии станет отрицательной.
Для успешного использования макетной платы под пайку и осуществления быстрой отладки целесообразно приобретать несколько макеток разных размеров.
Во-первых, это позволит собирать сложные схемы отдельными блоками, отлаживая каждый, и позже соединять в одно устройство.
Во-вторых, так можно собрать дополнительные устройства, которые могут понадобиться для контроля работы основной схемы.
Приобретать макетную плату лучше с комплектом соединительных проводов. Их еще называют «джамперами».
Но в некоторых случаях можно сэкономить значительную сумму, если купить плату для беспаечного монтажа, неукомплектованную соединителями. Их в этом случае можно изготовить самостоятельно из подходящего провода.
Идеально подойдет кабель КСВВ 4-0,5, используемый при устройстве систем пожарной сигнализации. Этот кабель имеет 4 изолированных жилы из тонкого медного провода диаметром 0,5 мм. Одного метра кабеля будет достаточно, чтобы получить много соединительных перемычек.
При монтаже всегда нужно надежно подключать все выводы полупроводников и микросхем. Даже, если какие-либо выводы не используются, их необходимо подключить к общей шине, чтобы избежать возникновения наведенных токов.
При использовании макетных плат можно применять только слаботочные детали, работающие от напряжения не более 12 В.
Подключать к макетной плате переменный ток напряжением 220 В от бытовой электросети запрещено.
Правильное использование макетной платы для монтажа без пайки существенно упростит сборку всей схемы и снизит затраты на изготовление устройства, в котором такая схема будет использоваться.
Эта короткая статья расскажет о том, как устроена макетная плата и каким образом можно создать прототип устройства на макетной плате.
Макетная плата представляет собой несколько групп контактов, замкнутых между собой. Отверстия в пластиковом корпусе макетной платы позволяют установить радиодетали на макетную плату и соединять выводы между собой с помощью специальных проводов или перемычек. Расстояние между контактными отверстиями составляет стандартные 2,54 мм, что позволяет без проблем установить на макетку почти любые микросхемы, датчики и модули.
По краям макетной платы расположены длинные контактные группы («рельсы»), предназначенные для подключения питания прототипа, собранного на макетке.
Питание и земля от источника подключается через любое контактное отверстие, а далее можно подключать питание микросхем, плат, светодиодов и контроллеров к любым контактным отверстиям на всём протяжении шины питания.
Сам процесс создания прототипа заключается в установке на макетную плату деталей с последующим соединением контактов деталей проводами. Благодаря тому, что контактные группы состоят из нескольких контактов, облегчается соединение деталей, благодаря возможности сводить множество электрических контактов в одну точку. На самом деле, всё очень просто. Вот, посмотрите на пример подключения светодиода с использованием макетной платы:
Самое главное в создании прототипа на макетной плате: вовремя остановиться и привести часть схемы в более компактный вид, используя макетные платы под пайку. Но это не всегда помогает.
Breadboard (макетная (монтажная) беспаечная плата) – один из основных инструментов как для познающих основы схемотехники, так и для профессионалов.
В этой статье вы познакомитесь с тем, где и как использовать breadboard и какие они бывают. После ознакомления с приведенными основами, вы сможете собрать свою электросхему с использовнием макетной беспаечной платы.
Исторический экскурс
В начале 1960 создание прототипов микросхем выглядело примерно так:
На платформе устанавливались металлические стойки, на которые наматывались проводники. Процесс прототипирования был достаточно длительным и сложным. Но человечество не стоит на месте и был придуман более элегантный подход: Беспечные монтажные платы — breadboards!
Если знать, что bread переводится как хлеб, а board — доска, то одна из ассоциаций, которая может возникнуть при упоминании слова breadboard — это деревянная подставка, на которой нарезают хлеб (как на рисунке ниже). В принципе, вы недалеки от истины.
Так откуда появилось это название — breadboard? Много лет назад, когда электронные компоненты были большими и неуклюжими, многие «самодельщики» в своих «гаражах» собирали схемы с использованием подставок для нарезки хлеба (пример показан на рисунке ниже).
Постепенно электронные компоненты становились меньше и получилось свести прототипирование к использованию более ли менее стандартных проводников, коннекторов и микросхем. Подход несколько изменился, но название перекочевало.
Breadboard — это беспаечная монтажная плата. Это отличная платформа для разработки прототипов или временных электросхем, с использованием которой вам не понадобится паяльник и все связанные с этим проблемы и затраты времени на распайку.
Прототипирование (prototyping) — это процесс разработки и тестирования модели вашего будущего устройства. Если вы не знаете как будет себя вести ваше устройство при определенных заданных условиях, лучше сначала создать прототип и проверить его работоспособность.
Беспаечные монтажные платы используют как для создания простеньких электросхем, так и для сложных прототипов.
Еще одна сфера применения breadbord»ов — проверка новых деталей и компонентов — например, микросхем (ICs).
Как уже упоминалось выше, созданная вами электросхема вполне может меняться и в этом основное преимущество использования беспаечных монтажных плат.
Например, в любой момент вы можете включить в схему дополнительный светодиод, который будет реагировать на те или иные условия в вашей цепи. На рисунке ниже показан пример электросхемы для проверки работоспособности чипа Atmega, который используется в платах Arduino Uno.
“Анатомия беспаечных монтажных плат”
Лучший способ объяснить как именно работает breadboard — выяснить как плата выглядит изнутри. Рассмотрим на примере миниатюрной платы.
На рисунке ниже показан breadboard, на котором снято основание на нижней части. Как вы видите, на плате установлены ряды металлических пластин.
Каждая металлическая пластина имеет вид, приведенный на рисунке ниже. То есть, это не просто пластина, а пластина с клипсами, которые прячутся в пластиковой части монтажной платы. Именно в эти клипсы вы подключаете ваши провода.
То есть, как только вы подключили проводник к одному из отверстий в отдельном ряде, этот контакт будет одновременно подключен и к остальным контактам в отдельном ряде.
Обратите внимание, что на одной рельсе пять клипс. Это общепринятый стандарт. Большинство беспаечных монтажных плат реализуются именно таким образом. То есть, вы можете подключить до пяти компонентов включительно к отдельной рельсе на breadboard»е и они будут связаны между собой. Но ведь на плате десять отверстий в ряде!? Почему мы ограничены пятью контактами? Вы, наверное, обратили внимание, что по центру монтажной платы есть отдельная рельса без пинов? Эта рельса изолирует пластины друг от друга. Зачем это делается, мы разберем немного позже. Сейчас важно запомнить, что рельсы изолированы друг от друга и мы ограничены пятью связанными контактами, а не десятью.
На рисунке ниже показан светодиод, установленный на беспаечную монтажную плату. Обратите внимание, что две ноги светодиода установлены на изолированных параллельных рельсах. В результате не будет замыкания контактов.
Давайте теперь рассмотрим breadboard больших размеров. На таких платах, как правило, предусматривают две вертикально расположенные рельсы.
Так называемые рельсы для питания.
Эти рельсы аналогичны по исполнению с горизонтальными, но при этом соединены друг с другом по всей длине. При разработке проекта вам часто необходимо питание для многих компонентов. Именно эти рельсы используются для питания. Обычно их отмечают «+» и «-» и двумя разными цветами — красным и голубым. Как правило, рельсы соединяют между собой, чтобы получить одинаковое питание по обоим сторонам макетки (смотрите на рисунке ниже). Кстати, нет необходимости подключать плюс именно к рельсе с обозначением «+», это исключительно подсказка, которая поможет вам структурировать ваш проект.
Центральная рельса без контактов (для DIP-микросхем)
Центральная рельса без контактов изолирует две стороны беспаечной монтажной платы. Помимо изоляции, эта рельса выполняет вторую важную функцию. Большинство микросхем (ICs), изготавливаются в стандартных размерах. Для того, чтобы они занимали минимум места на монтажной плате, используется специальный форм-фактор под названием Dual in-line Package, или сокращенно — DIP.
У DIP-микросхем контакты расположены по двум сторонам и отлично садятся на две рельсы по центру breadboard»а. Именно в этом случае изоляция контактов — отличный вариант, который позволяет сделать разводку каждого контакта микросхемы на отдельную рельсу с пятью контактами.
На рисунке ниже показана установка двух DIP микросхем. Сверху — LM358, ниже — микроконтроллер ATMega328, который используется во многих платах Arduino .
Строки и столбцы (горизонтальные и вертикальные рельсы)
Наверняка вы обращали внимание, что на беспаечных монтажных платах нанесены числа и буквы возле строк (горизонтальных рельс) и столбцов (вертикальных рельс). Эти обозначения нанесены исключительно для удобства. Прототипы ваших устройств очень быстро обрастают дополнительными компонентами, а одна ошибка в подключении приводит к неработоспособности электрической схемы или даже к выходу из строя отдельных компонентов. Гораздо проще подключить контакт к рельсе, которая отмечена цифрой и буквой, чем отсчитывать контакты «на глаз».
Кроме того, во многих инструкциях номера рельс тоже указываются, что значительно облегчает сборку вашей схемы. Но не забывайте, что даже если вы используете инструкцию, номера контактов на макетке не обязаны совпадать!
Колки на макетках
Некоторые монтажные платы изготавливаются на отдельной подставке, на которой установлены специальные колки. Эти колки используются для подключения источника питания к вашему breadboard «у. Более детально подобные макетки рассмотрены ниже.
Другие фичи
Когда вы разрабатываете электрическую схему, не обязательно ограничиваться одним breadboard «ом. На многих монтажных платах предусмотрены специальные пазы и выступы по бокам. С помощью этих слотов, вы можете соединить несколько макеток и сформировать необходимое для вас рабочее пространство. На рисунке ниже показаны четыре мини breadboard «а, соединенных вместе.
На некоторых монтажных беспаечных платах предусмотрена самоклеющаяся основа на задней части. Очень полезная фича, если вы хотите надежно установить макетку на какой-то поверхности.
На некоторых больших макетках вертикальные рельсы, на которые подается питание, состоят из двух изолированных друг от друга частей. Очень удобно, если в вашем проекте надо два разных источника питания: например, 3.3 В и 5 В. Но надо быть предельно осторожным и перед использованием breadboard «а подключить один источник питания и проверить напряжение на двух концах вертикальной рельсы с помощью мультиметра.
Подаем питание на breadboard
Подавать питание на breadboard можно по разному.
Если вы работаете с Arduino, вы можете соединить пины 5 В (3.3 В) и Gnd с двумя разными рельсами макетки. На рисунке ниже показано подключение контакта Gnd с Arduino к рельсе мини макетной монтажной платы.
Как правило, Arduino запитывается от USB порта на компьютере или от внешнего источника питания, которые мы можем предать на рельсу макетки.
Монтажные беспаечные платы с колками
Выше уже упоминалось, что на некоторых монтажных платах устанавливают колки для подключения внешнего источника питания.
Для начала работы, необходимо подключить колки к рельсам на breadboard «е с помощью проводников. Колки не связаны ни с одной рельсой, что дает вам пространство для маневра: на какую именно рельсу подавать питание и землю.
Для подключения провода к колку, открутите пластиковый колпачок и поместите конец провода в отверстие (смотрите на фото ниже). После этого, закрутите колпачок обратно.
Как правило, вам будут необходимы два колка: для питания и для земли. Третий колок можно использовать, если вам понадобится альтернативный источник питания.
Колки соединены с рельсами, но это не конец. Теперь надо подключить внешний источник питания. Вариантов несколько.
Можно использовать специальные джеки, как это показано на фото ниже.
Можно использовать «крокодилов» и даже обычные проводники. Зависит исключительно от ваших предпочтений и деталей, которые есть у вас в наличии.
Один из достаточно универсальных вариантов — распаять контакты на джеке под ваш источник питания и подключить провода к колкам, как это показано ниже.
Можно использовать и специальные модули-стабилизаторы питания, которые выпускаются под беспаечные монтажные платы. Некоторые модули дают возможность запитывать макетку от USB порта, некоторые изготавливаются со стандартными джеками под блоки питания. На большинстве подобных модулей стабилизаторов питания предусмотрена регулировка напряжения. Например, можно выбрать напряжение, которое пойдет на рельсу: 3.3 В или 5 В. Один из вариантов подобных модулей регуляторов/стабилизаторов напряжения показан на рисунке ниже.
Простая электросхема с использованием беспаечной монтажной платы
Основы работы с беспаечной монтажной платой мы рассмотрели. Давайте рассмотрим пример простой электрической цепи, в которой будем использовать breadboard.
Ниже приведен список узлов, которые понадобятся для нашей цепи. Если у вас нет именно этих деталей, можете заменить их на аналогичные. Не забывайте: одну и ту же электрическую цепь можно собрать, используя разные компоненты.
- Breadboard
- Регулятор/стабилизатор напряжения
- Блок питания
- Светодиоды
- Резисторы на 330 Ом 1/6 Вт
- Коннекторы
- Тактовые кнопки (квадрат 12 мм)
Собираем электрическую цепь
Фотография собранной электрической цепи с использованием беспаечной монтажной платы приведена ниже. В проекте используются две кнопки, резисторы и светодиоды. Обратите внимание, что две аналогичные цепи собраны по разному.
Красная плата слева — стабилизатор напряжения, который обеспечивает питание 5 В на рельсах макетки.
Схема собирается следующим образом:
- К позитивной ноге (аноду) светодиода подключается питание 5 В от соответствующей рельсы breadboard «а.
- Отрицательная нога (катод) светодиода, подключена к резистору 330 Ом.
- Резистор подключен к тактовой кнопке.
- Когда кнопка нажата, цепь замыкается с землей и светодиод зажигается.
При прототипировании важно разбираться в электрических схемах.
Давайте кратко рассмотрим электрическую схему нашей небольшой электрической цепи.
Электрическая схема — это схематическое изображение, в котором используются универсальные обозначения для отдельных электрических компонентов и отображается последовательность их подключения. Подобные элекрические схемы можно получить, используя программу Fritzing .
Электрическая схема нашего проекта показана на рисунке ниже. Питание 5 В изображено стрелкой в верхней части схемы. 5 В подключается к светодиоду (треугольник и горизонтальная линия со стрелками). После этого светодиод подключается к резистору (R1). После этого установлена кнопка (S1), которая замыкает цепь. И в конце цепи — земля (Gnd — горизонтальная линия снизу).
Наверняка возникает вопрос: а зачем нам электрические схемы, если можно просто создать принципиальную схему подключения с использованием того же Fritzing? Например, как на подобном рисунке:
Как уже упоминалось выше, собрать одну и ту же схему можно по-разному, а вот электрическая принципиальная схема останется одинаковой.
То есть, практическая имплементация может отличаться, что дает вам пространство для фантазии и более общее понимание процессов, которые происходят в вашем проекте.
Породившая холивар в комментариях. Многие сторонники Ардуины, по их словам, хотят просто чего-то собрать типа мигающих светодиодов с целью разнообразить свой досуг и поиграться. При этом они не хотят возиться с травлением плат и пайкой. Как одну из альтернатив товарищ упомянул конструктор «Знаток», но его возможности ограничены набором деталей, входящих в комплект, да и конструктор все же детский. Я же хочу предложить другую альтернативу — так называемый Breadboard, макетная плата для монтажа без использования пайки.
Осторожно, много фоток.
Что это такое и с чем его едят
Основное назначение такой платы — конструирование и отладка прототипов различных устройств. Состоит данное устройство из отверстий-гнезд с шагом 2,54мм (0,1 дюйма), именно с таким (либо кратным ему) шагом располагаются выводы на большинстве современных радиодеталей (SMD-не в счет).
Макетные платы бывают различных размеров, но в большинстве случаев они состоят из вот таких одинаковых блоков:Схема электрических соединений гнезд изображена на правом рисунке: пять отверстий с каждой стороны, в каждом из рядов(в данном случае 30) электрически соединены между собой. Слева и справа находится по две линии питания: здесь все отверстия в столбце соединены между собой. Прорезь по средине предназначена для установки и удобного извлечения микросхем в DIP-корпусах. Для сборки схемы в отверстия вставляются радиодетали и перемычки, так как мне плата досталась без заводских перемычек — я их делал из металлических канцелярских скрепок, а маленькие(для соединения соседних гнезд) из скоб для степлера.
Может показаться, что чем больше плата — тем больше её функциональность, это не совсем так. Весьма малый шанс что кто-то (особенно из начинающих) будет собирать устройство, которое займет все сегменты платы, вот несколько устройств одновременно — это да. Например здесь я собрал электронное зажигание на микроконтроллере, мультивибратор на транзисторах и генератор частоты для LC-метра:
Ну и что можно с этим сделать?
Чтобы оправдать название статьи, я приведу несколько устройств.
Описание того, что и куда нужно вставлять будет на изображениях.Неободимые детали
Для того, чтобы собрать одну из описанных ниже схем понадобится сама макетная плата типа Breadboard и набор перемычек. Кроме того желательно иметь подходящий источник питания, в простейшем случае — батарейка(-ки), для удобства её(их) подключения рекомендуется использовать специальный контейнер. Можно использовать и блок питания, но в этом случае нужно быть осторожным и постараться ничего не сжечь, так как БП стоит гораздо дороже батареек. Остальные детали будут приведены в описании самой схемы.
Подключение светодиода
Одна из простейших конструкций. На принципиальных схемах изображается так:Из деталей понадобятся: маломощный светодиод, любой резистор на 300Ом-1кОм и источник питания на 4,5-5В. В моем случае резистор мощный советский(первый попавшийся под руку) на 430Ом (о чем свидетельствует надпись К43 на самом резисторе), а в качестве источника питания — 3 пальчиковых (типа АА) батарейки в контейнере: итого 1,5В*3 = 4,5В.
На плате это выглядит вот так:
Батарейки подключены к красной(+) и черной(-) клеммам от которых тянутся перемычки к линиям питания. Затем от минусовой линии к гнездам №18 подключен резистор, с другой стороны к этим же гнездам катодом(короткой ножкой) подключен светодиод. Анод светодиода подключен к плюсовой линии. Вдаваться в принцип действия схемы и объяснять закон Ома я не буду — если хочется просто поиграться, то это и не нужно, а если все же интересно, то можно и у .
Линейный стабилизатор напряжения
Может это и достаточно резкий переход — от светодиода к микросхемам, но в плане реализации я не вижу никаких сложностей.Итак, существует такая микросхемка LM7805 (или просто 7805), ей на вход подается любое напряжение от 7,5В до 25В, а на выходе получаем 5В. Есть и другие, например, микросхема 7812 — 12В. Вот такая у неё схема включения:
Конденсаторы используются для стабилизации напряжения и при желании их можно не ставить. Вот так это выглядит в жизни:
И крупным планом:
Нумерация выводов микросхемы идет слева направо, если смотреть на нее со стороны маркировки.
На фото нумерация выводов микросхемы совпадает с нумерацией разъемов брэдборда. Красная клемма(+) подключена к 1-й ноге микросхемы — вход. Черная клемма(-) напрямую подключена к минусовой линии питания. Средняя ножка микросхемы(Общий, GND) также подключается к минусовой линии, а 3-я ножка (Выход) к плюсовой линии. Теперь, если подать на клеммы напряжение 12В, на линиях питания должно быть 5В. Если нету источника питания на 12В, можно взять 9В батарейку типа «Крона» и подключить её через специальный разъем, изображенный на фотографии выше. Я использовал блок питания на 12В:
Вне зависимости от значения входного напряжения, если оно лежит в указанных выше пределах — выходное напряжение будет 5В:
В завершение, добавим конденсаторы, чтобы все было по правилам:
Генератор импульсов на логических элементах
А теперь пример использования уже другой микросхемы, при чем не в самом стандартном её применении. Используется микросхема 74HC00 или 74HCТ00, в зависимости от фирмы-производителя перед названием и после него могут стоять различные буквы.
Отечественный аналог — К155ЛА3. Внутри этой микросхемы 4 логических элемента «И-НЕ» (англ. «NAND»), у каждого из элементов по два входа, замкнув их между собой получим элемент «НЕ». Но в данном случае логические элементы будут использоваться в «аналоговом режиме». Схема генератора такая:
Элементы DA1.1 и DA1.2 генерируют сигнал, а DA1.3 и DA1.4 — формируют четкие прямоугольники. Частота генератора определяется номиналами конденсатора и резистора и вычисляется по формуле: f=1/(2RC). К выходу генератора подключаем любой динамик. Если взять резистор на 5,6кОм и конденсатор на 33нФ получим примерно 2,7кГц — эдакий пищащий звук. Вот так это выглядит:
На верхние по фотографии линии питания подключено 5В с собранного ранее стабилизатора напряжения. Для удобства сборки приведу словесное описание соединений. Левая половинка сегмента(нижняя на фото):
Конденсатор установлен в гнезда №1 и №6;
Резистор — №1 и №5;
№1 и №2;
№3 и №4;
№4 и №5;
№2 и №3;
№3 и №7;
№5 и №6;
№1 и «плюс» питания;
№4 и «плюс» динамика;
Кроме того:
микросхема устанавливается так, как на фото — первая ножка в первый разъем левой половинки.
Первую ножку микросхемы можно определить по так называемому ключу — кружочку(как на фото) либо полукруглому вырезу в торце. Остальные ноги ИМС в DIP-корпусах нумеруются против часовой стрелки.
Если все собрано правильно — при подаче питания динамик должен запищать. Изменяя номиналы резистора и конденсатора можно проследить за изменениями частоты, но при сильно большом сопротивлении и/или слишком малой емкости схема работать не будет.
Теперь изменим номинал резистора на 180кОм, а конденсатор на 1мкФ — получим клацающе-тикающий звук. Заменим динамик на светодиод подключив анод (длинная ножка) к 4 разъему правой половики, а катод через резистор 300Ом-1кОм к минусу питания, получим мигающий светодиод, который выглядит вот так:
А теперь добавим еще один такой же генератор так, чтобы получилась такая схема:
Генератор на DA1 генерит низкочастотный сигнал ~3Гц, DA2.1 — DA2.3 — высокочастотный ~2,7кГц, DA2.4 — модулятор , который их смешивает. Вот такая должна получится конструкция:
Описание подключений:
Левая половинка сегмента(нижняя на фото):
Конденсатор С1 установлен в гнезда №1 и №6;
Конденсатор С2 — №11 и №16;
Резистор R1 — №1 и №5;
Резистор R2 — №11 и №15;
Перемычки установлены между следующими гнездами:
№1 и №2;
№3 и №4;
№4 и №5;
№11 и №12;
№13 и №14;
№14 и №15;
№7 и минусовой линией питания.
№17 и минусовой линией питания.
Правая половинка сегмента(верхняя на фото):
перемычки установлены между следующими гнездами:
№2 и №3;
№3 и №7;
№5 и №6;
№4 и №15;
№12 и №13;
№12(13) и №17;
№1 и «плюс» питания;
№11 и «плюс» питания;
№14 и «плюс» динамика;
Кроме того:
перемычки между разъемами №6 левой и правой половинок;
перемычки между разъемами №16 левой и правой половинок;
— между левой и правой «минусовыми» линиями;
— между минусом питания и «-» динамика;
микросхема DA1 устанавливается так же, как и в предыдущем случае — первая ножка в первый разъем левой половинки. Вторая микросхема — первой ножкой в разъем №11.
Если все сделать правильно, то при подаче питания динамик начнет издавать по три пика каждую секунду. Если в те же разъемы(параллельно) подключить светодиод, соблюдая полярность, получится такой девайс, напоминающий по звукам крутые электронные штуковины из не менее крутых боевиков:
Мультивибратор на транзисторах
Данная схемка — скорее дань традициям так как в былые времена почти каждый начинающий радиолюбитель собирал подобную.
Для того, чтобы собрать подобную понадобятся 2 транзистора BC547, 2 резистора на 1,2кОм, 2 резистора на 310Ом, 2 электролитических конденсатора на 22мкФ и два светодиода. Емкости и сопротивления необязательно соблюдать точно, но желательно чтобы в схеме было по два одинаковых номинала.
На плате устройство выглядит следующим образом:
Цоколевка транзистора следующая:
B(Б)-база, C(К)-коллектор, E(Э)-эмиттер.
У конденсаторов минусовый выход подписан на корпусе (в советских конденсаторах подписывался «+»).
Описание подключений
Вся схема собрана на одной (левой) половинке сегмента.
Резистор R1 — №11 и «+»;
резистор R2 — №19 и «+»;
резистор R3 — №9 и №3;
резистор R4 — №21 и №25;
транзистор Т2 — эмиттер -№7, база — №8, коллектор — №9;
транзистор Т1 — эмиттер -№23, база — №22, коллектор — №21;
конденсатор С1 — минус — №11, плюс — №9;
конденсатор С2 — минус — №19, плюс — №21;
светодиод LED1 — катод-№3, анод-«+»;
светодиод LED1 — катод-№25, анод-«+»;
перемычки:
№8 — №19;
№11 — №22;
№7 — «-«;
№23 — «-«;
При подаче напряжения 4,5-12В на линии питания должно получится примерно такое:
В заключение
В первую очередь статья ориентирована на тех, кто хочет «поиграться», поэтому я не приводил описаний принципов работы схем, физических законов и пр.
Если кто задастся вопросом «а почему же оно мигает?» — в интернете можно найти кучи объяснений с анимациями и прочими красивостями. Кто-то может сказать что брэдборд не подходит для составления сложных схем, но а как насчет этого:а бывают и еще более страшные конструкции. По поводу возможного плохого контакта — при использовании деталей с нормальными ножками вероятность плохого контакта очень мала, у меня такое случалось всего пару раз. Вообще подобные платы уже всплывали здесь несколько раз, но как часть устройства построенного на Ардуино. Честно говоря, я не понимаю конструкции типа этой:
Зачем вообще нужно Ардуино, если можно взять программатор, прошить им контроллер в DIP-корпусе и установить его в плату, получив более дешевое, компактное и портативное устройство.
Да, на breadboard нельзя собрать некоторые аналоговые схемы чувствительные к сопротивлению и топологии проводников, но они попадаются не так уж часто, тем более среди новичков. А вот для цифровых схем здесь почти нет никаких ограничений.
Макетные платы можно собрать для любого устройства. Они пользуются популярностью у начинающих электронщиков и опытных мастеров. Их собирают с пайкой и без пайки. Первые прочны и могут применяться как основная плата, а вторые более удобны в сборке за счет исключения паяльных работ.
Чтобы начать производство любого изделия необходимо сделать его макет, а потом, оценив работоспособность продукта и другие его параметры, приступить к выпуску серии. В этом случае вы экономите деньги и время. Но прототипы делают не только на производстве, они также широко применяются в электронике и, в первую очередь, это связано с выпуском макетных плат.
Допустим, вы собираетесь изготовить новое электронное устройство. Раньше прототип макетной платы имел вид прямоугольника из картона, в котором проделывались отверстия и туда вставлялись радиоэлементы, соединяющиеся между собой, и затем проверялась ее работа. Если функционирование устройства происходило нормально, то начиналось производство основной платы с использованием соответствующих материалов.
Сейчас задача несколько упрощается — на рынке активно продаются макетные платы c уже подготовленными отверстиями и дорожками, которые можно найти в специализированных магазинах, например, вот в этом http://makerplus.ru/ , где можно подобрать подходящий вариант.
Какие макетные платы бывают
Макетные платы изготавливаются без пайки и с пайкой. Конструкция без пайки представляет пластиковый корпус с многочисленными отверстиями с контактными разъемами. В них монтируются детали. Отверстия предназначены для проводов диаметром 0, 7 мм. Расстояние между ними составляет 2, 54 мм, этого хватает, чтобы установить транзистор и другие элементы.
Дорожки питания обозначаются синей и красной линиями. Количество точек для разъемов может изменяться от 100 до 2500 штук. Принцип работы с такой платой простой. Вы монтируете в нужные отверстия электронные элементы и соединяете их обычными проводами, или покупаете специально подготовленные провода-джамперы. Если схема собрана неправильно, то вы разбираете ее и монтируете заново.
Макетная плата с пайкой
Такая плата отличается от выше рассмотренного варианта тем, что элементы, установленные в корпусе, можно паять. В этом случае вы можете использовать ее не только как макет, но и как настоящее изделие. Правда, тогда плата будет иметь несколько большие размеры. Кроме этого, паяные конструкции имеют более низкую цену.
Платы с пайкой, которые, кстати, можно приобрести на страничке интернет-магазина http://makerplus.ru/category/breadboard , имеют отверстия под провода диаметром до 0,9 мм и располагаются с шагом в один дюйм(2, 54мм). С одной стороны конструкции располагаются прямые изолированные линии фольги, а с другой устанавливаются радиоэлементы и перемычки.
- Сразу разрежьте плату до нужных размеров. Для этого подойдут обычные ножницы, резак, ножовка. Можно даже просто разломать ее по отверстиям, но затем зачистив края.
- Если вы не собираетесь пользоваться платой прямо сейчас, то не трогайте лишний раз руками участки с фольгой. Руки могут быть влажными, что приведет к коррозии поверхности и ухудшению контакта.
- Если окислы или загрязнения имеют место, то очистите их при помощи нулевой наждачной бумаги или обычным ластиком.
- Радиоэлементы устанавливают со стороны, где нет полосок из фольги. Выводы просовывают в отверстия и запаивают с обратной стороны.
- Синий цвет токопроводящих дорожек обозначает «минус» схемы, красный «плюс», а зеленый используют по своему усмотрению. Дорожки маркируются с той же стороны, где расположена фольга.
- Самое важное позиционирование деталей происходит в вертикальном положении, так как в этом случае ошибка приведет к неправильно собранной цепи.
Руки могут быть влажными, что приведет к коррозии поверхности и ухудшению контакта.Учитывайте, что макетные платы обоих типов могут иметь по бокам пазы. Это необходимо для тех, кто собирает большое устройство, состоящее из нескольких модулей. Пазы позволяют собрать одну крупную плату из нескольких маленьких.
Макетная плата 9 x 15 см для самоделок
Всех приветствую. Речь сегодня пойдет о макетной плате.
Радиолюбители поймут без лишних вопросов, поскольку через поделки на макетных платах прошли практически все в начале своего становления. Для остальных немного поподробнее. Макетная плата нужна для временного монтажа радиодеталей при отладке электронных схем и решения проблем, которые возникают на стадии изготовления устройства.Во времена моей молодости и тотального дефицита, макетные платы изготавливали самостоятельно из куска фольгированного гетинакса или стеклотекстолита расчерчивая в клеточку медное покрытие резаком, что бы получилось много площадок, к которым можно было бы припаять контакты радиодеталей согласно схеме. Это было оправдано, поскольку изготовить плату самостоятельно было достаточно трудоемко. Случалось даже так, что самоделки оставались в первоначальном варианте на макетной плате, поскольку внутри корпуса никто не видит, как топорно все изготовлено, а схема работает и первоначальная цель достигнута. Экономия времени и ресурсов — налицо.
Самодельная макетная плата часто выглядела так:
Но время шло, прогресс не стоял на месте.
С ростом навыков схемы становились сложнее, количество выводов и точек пайки увеличивалось пропорционально и самодельные макетные платы (макетки) уже не закрывали проблему в полном объеме. Вот тут и начали появляться промышленные макетные платы, вернее они существовали и раньше, но доступны были не всем. И если для ребят с радиокружка вначале сделать радиоприемник или цветомузыку было достижением, то позже схемы с цифровой логикой в реализации становились еще сложнее. Ведь приходилось сверлить много мелких отверстий и рисовать проводники лаком для ногтей, а в завершении травить в медном купоросе. И если были допущены ошибки при изготовлении, то внешний вид платы стремительно скатывался к ужасному.
Это тоже макетная плата, но уже промышленного изготовления:
В обилии проводов угадывается какой то клон спектрума.
На данный момент электронщикам доступны различные современные технологии изготовления плат, в том числе и заказы мелких серий на заводах за сравнительно невысокую цену.
Но макетные платы в любом случае занимают свою нишу и рано или поздно ими приходится пользоваться.
Заказ и доставка
Во общем то в макетной плате(далее макетке) нуждался не сильно, поскольку изготовлением электроники занимаюсь не профессионально и исключительно для себя. Но увидев случайно в продаже, решил заказать. Плата была заказана в ноябре прошлого года, пришла в простом пакете без пупырок, примерно за месяц. Внутри ничего не было кроме самой платы. Повреждений учитывая хрупкость гетинакса не было.
Выглядит она так:
Цвет медной фольги приятный, почти натуральный. Дорожки макетной платы покрыты защитным составом напоминающим слабый раствор канифоли в спирте. По крайней мере при пайке количество дыма минимально и следов горелой канифоли не наблюдается.
Размеры заявлены 9х15 см, по факту так и есть, толщина 1 мм, что на мой взгляд маловато учитывая свойства материала. Слой фольги имеет толщину примерно 20 мкм.
последняя дата поверки =)
Мой микрометр 31 год как не поверялся, поэтому показания условные.
В производстве минимальная толщина фольги 18 мкм, что соответствует самому дешевому варианту.На плате 30 рядов по 48 отверстий что в итоге дает 1440. Последние выдавлены в процессе формирования платы. Сверлить такое количество отверстий экономически нецелесообразно. Диаметр отверстий 1 мм. К сожалению детали с выводами 0.7 и 0.8 мм при пайке приходится фиксировать, а то норовят выпасть.
Контактные площадки в виде восьмиугольника размер 2 мм. Металлизации в отверстиях нет. Поскольку ресурс платы минимальный и цена с металлизацией будет неоправданно завышена.
Основа макетной платы гетинакс
Гетинакс — электроизоляционный слоистый прессованный материал, имеющий бумажную основу, пропитанную фенольной или эпоксидной смолой.
В основном используется как основа заготовок печатных плат. Материал обладает низкой механической прочностью, легко обрабатывается и имеет относительно низкую стоимость. Широко используется для дешёвого изготовления плат в низковольтной бытовой аппаратуре, так как в разогретом состоянии допускает штамповку, благодаря чему получается плата любой формы вместе со всеми отверстиями.
Сразу вспоминаются платы от телевизоров. Из за низкой стойкости к механическим и тепловым нагрузкам платы на основе гетинакса имеют меньшую ремонтопригодность и в некоторых случаях даже являлись источниками пожара…
Пробное применение:
Использую вот такие ингредиенты
Для пайкиПрипой с канифолью внутри, канифоль натуральная, паяльник 25 Вт, температура жала примерно 330-350 градусов без регулировки.
И для резки гравер дефорт+набор китайских фрез
фрезы конечно жуткие в плане качества, купил на новый год у JD, не удержался.
Выдался повод собрать блок питания для генератора сигналов +5В +12В-12В. Сначала хотел переделать зарядку от мобильника путем домотки обмоток, но не нашел ни одного с нормальным зазором под провода. Поэтому выбор пал на макетку.
Трансформатор неизвестной породы сыграл со мной злую шутку — поскольку шаг отверстий на плате 2.54мм — дюймовый, пришлось пересверливать отверстия по месту. Плата сверлится легко, И даже тупое сверло особо не замедляет процесс сверления, хотя выбивает с обратной стороны куски платы.
Несколько фото готового блока питания. Как раз тот случай, когда решил плату не изготавливать.
Стабилизатор 7912 сыграл со мной злую шутку — цоколевка выводов не соответствует 7812. Из за этого я спалил диодный мост кц407. Осознав свою ошибку произвел перепайку. При перепайке у меня отвалилась одна контактная площадка. Так что качество платы — пару раз смакетировать и перейти на новую.
Контактные площадки лудил практически без канифоли, той, что в припое хватило.
Сколько не пробовал, никак не получалось сделать капельку на контакте, всегда припой тянется за паяльником. Возможно температуры не хватает.
Пробую отрезать
Вроде и обороты высокие, но гетинакс крошится. Впрочем пыль не такая вредная как у стеклотекстолита.
Почему купил именно эту макетку а не более продвинутые — для редкого применения и что бы выкинуть было не жалко. Металлизацией не пользуюсь практически. Макетная плата без пайки тоже куплена, но пока лежит без применения.
У нее по сравнению с обозреваемой недостаток — требуются выводы нужной длины и формованые. А поскольку у меня огромные запасы старых и в том числе б/у деталей (ругаю себя постоянно выкинуть все надо), то пайка единственный правильный вариант.
Выводы: бюджетная макетка. Если нет в запасе парочку можно иметь.
А котэ то где?
Руководство по подключению большой паяемой макетной платы
Введение
Макетные платыбез пайки отлично подходят для прототипирования. Но они не совсем механически надежны. Кажется, что-то всегда где-то выходит из строя. Наличие паяемой платы с соответствующим рисунком трассировки позволяет сделать прототип более прочным без необходимости выкладывать специальную печатную плату.
На первый взгляд, большой паяемый макет отражает схему отверстий на обычном большом макете без пайки.Однако при ближайшем рассмотрении вы обнаружите, что у него есть некоторые дополнительные функции, которые должны облегчить переход от беспаечной к паяемой плате.
В этом руководстве мы рассмотрим особенности доступной макетной платы, покажем вам, как использовать ее в качестве самого базового уровня, а затем покажем вам более сложные примеры.
Рекомендуемая литература:
Краткий обзор
На протяжении многих лет я использовал несколько похожих макетов, но многие из них оставляли желать лучшего.Обычные сделаны из хрупкого фенольного материала для печатных плат. Медные следы тонкие, плохо держатся и отслаиваются при переделке платы. И, что наиболее проблемно, рисунок следа не всегда имитирует беспаечную макетную плату — шины питания не совпадают или в центре четыре отверстия вместо пяти. Перемещение схемы на припаянную плату потребовало дополнительной работы по переводу.
Большая макетная плата без пайки предназначена для решения этих проблем. Это настоящая плата из стекловолокна FR4 с паяльной маской, покрытыми металлическими сквозными отверстиями, а компоновка дублирует подключение к беспаечной макетной плате.
Крупным планом узор в центре доски.
Центральная область макетной платы имитирует схему подключения беспаечной платы — сдвоенные ряды по 5 отверстий в каждом на расстоянии 0,3 дюйма друг от друга для размещения микросхем DIP. Как и на эквивалентной беспаечной плате, на паяемой плате 63 столбца. координаты обозначены для соответствия беспаечным платам.
По сравнению с беспаечными платами, эта паяемая плата также предлагает большую гибкость в способах подключения источников питания.
Источники питания
Типичный блок питания подает несколько напряжений на подключенную схему. Каждое напряжение часто обозначается как шина , . * Количество необходимых шин питания и напряжение на каждой из них зависят от типа развертываемой схемы.
- Для начала у каждого блока питания есть шина заземления. Земля используется как опорная точка 0 В, напряжение, относительно которого будут измеряться другие; на самом деле он может не быть связан с Землей.
- В течение многих лет в цифровых схемах использовалась одна шина 5 В. В последнее время обычным явлением стали более низкие напряжения питания, в основном 3,3 В, но иногда даже ниже, например 1,8 В.
- Аналоговые конструкции часто используют биполярные источники питания с более высоким напряжением, которые обеспечивают зеркальное отображение положительных и отрицательных шин. +/- 12В и +/- 15В являются общими.
- Конструкция со смешанным сигналом включает в себя как аналоговую, так и цифровую секции и предъявляет требования к напряжению питания каждой из них.Хорошим примером может служить блок питания ПК, который обеспечивает 3,3 В и 5 В для цифровой логики и +/- 12 В для таких вещей, как двигатели дисководов и охлаждающие вентиляторы.
На макетной плате без пайки обычно есть пара шин питания на каждом краю, которые проходят по всей длине платы (хотя иногда они не являются полностью непрерывными, разделенными на полпути). Они часто помечаются символами «+» и «-», возможно, также имеют красный и синий цвет.
Макетная плата не делает никаких предположений о том, как используются рельсы — пользователь должен подавать напряжение на рельсы.
Итак, давайте рассмотрим, как сконфигурировать шины питания на этой макетной плате.
* У меня возникли проблемы с определением этимологии, но я считаю, что термин «рельс» происходит от использования «третьего рельса» для подачи напряжения на электрическую железную дорогу, употребление которого восходит к 1880-м годам.
Дополнительные перемычки
Без дополнительной настройки эта плата имеет 5 дорожек, которые проходят по всей длине платы. Четыре из них — это дорожки + и — на верхнем и нижнем краях платы, дублирующие эквивалентные точки на плате без пайки.Пятый из этих следов проходит по «желобу» в центре доски, предназначенному для использования в качестве грунта.
Эти 5 дорожек встречаются с 5-контактными 5-миллиметровыми винтовыми клеммами на каждом конце платы. Порядок клемм соответствует порядку трассировок по всем направлениям.
Как показано ниже, верхний винтовой контактный штифт соединяется с верхней «-» направляющей, следующий винтовой контактный зажим соединяется с верхней «+» направляющей и так далее.
Плата может быть оснащена перемычками для различных комбинаций шин напряжения.
Перемычки следующие
- JG1, JG2, JG3, JG4 могут быть заполнены для привязки монтажных отверстий к дорожке заземления. Если вы устанавливаете плату в металлический корпус, рекомендуется заземлить корпус и присоединить заземление схемы к корпусу.
- JG5 и JG6 могут использоваться для соединения рельсов на краях доски с дорожкой для земли по центру доски.
- TIE + и TIE- соединяют направляющие + и — с каждой стороны платы соответственно.Как и беспаечная плата, они не подключаются по умолчанию, но эта плата предоставляет более простой способ связать их вместе.
Плата также принимает винтовые 5-миллиметровые клеммы для силовых соединений, которые могут быть установлены в соответствии с конфигурацией направляющих.
Если вы предпочитаете более надежное соединение, чем обеспечивают винтовые клеммы, вы также можете припаять провод непосредственно к контактным площадкам.
Силовые соединения и перемычки дублируются на каждом конце платы. В большинстве приложений вам нужно использовать соединения только на одном конце.
Некоторые примеры
Цифровая схема с одной шиной питания
Детали перемычки для одиночного напряжения плюс земля.
Если вы создаете цифровую схему с одной шиной питания (обычно 3,3 В или 5 В), выполните следующие подключения.
- Мостовые перемычки TIE + и TIE-.
- Мостовые перемычки JG5 или JG6.
- Установите 2-позиционный винтовой зажим 5 мм. Как видно выше
- Красный провод — напряжение питания.
- Черный провод — масса.
Когда вы устанавливаете компоненты, они могут снимать напряжение питания на шине + и заземлять на шине — или в центральной дорожке заземления.
Аналоговая схема с биполярными шинами
Детали перемычки для биполярного напряжения питания плюс заземление.
Для аналоговой схемы с биполярным источником питания настройте перемычки следующим образом
- Мостовые перемычки TIE + и TIE-.
- Установите 3-позиционный винтовой зажим 5 мм. Как видно выше
- Красный провод — это + напряжение питания.
- Синий провод — напряжение питания.
- Черный провод — масса.
Компоненты могут снимать положительное напряжение питания на любой шине +, отрицательное напряжение питания на любой — шине и землю на центральной дорожке.
Несколько плат
Если вы создаете более крупную схему, используя более одной из этих плат, они могут использовать общий источник питания.Наиболее распространенная конфигурация известна как «звездообразное распределение мощности». Источник питания образует центр системы, и каждая плата подключается непосредственно к нему.
Или перерисован для простоты.
Эта конфигурация обеспечивает прямое соединение между источником питания и каждой платой.
Ресурсы и дальнейшее развитие
Мне просто хочется что-то припаять из-за этих плат. Может быть, хороший фильтр Moog?
Для небольших прототипов средняя паяемая макетная плата представляет собой уменьшенную версию этой платы, которая сочетается с 30-рядной беспаечной макетной платой.
Для получения дополнительной информации о большом доступном макете посетите его репозиторий GitHub.
Чтобы узнать больше о прототипах, ознакомьтесь с этими другими руководствами по SparkFun.
Макетная плата Как: 5 шагов (с изображениями)
Этот проект немного сложнее, но идея в основном та же, что и в предыдущей схеме.
Список деталей:
7-сегментный дисплей (общий катод)
резисторы 7 x 150 Ом
резисторы 4 x 10 кОм
Микросхема декодера 4511
7-сегментный дисплей — это компонент, который содержит 7 прямоугольных светодиодов (мы пока игнорируем светодиод DP), расположенных таким образом что они могут отображать числа от 0 до 9 (см.
рисунок 2).Каждый из светодиодов на дисплее подключен к общему катоду. Глядя на схему внизу рисунка 2, мы видим, что контакты 1, 2, 4, 6, 7, 9 и 10 каждый подключаются к аноду одного из семи светодиодов, а контакты 3 и 8 подключаются к общий катод (см. нижнюю схему на рис. 2).
Как и в последней схеме, нам нужно использовать токоограничивающие резисторы, чтобы не повредить светодиоды на дисплее. На этом этапе мы подключим 7 токоограничивающих резисторов и по отдельности будем управлять 7 светодиодами.
Первый шаг — вычислить необходимое сопротивление для токоограничивающих резисторов.
Из таблицы данных 7-сегментного дисплея: каждый светодиод имеет прямое напряжение 2,2 В при токе 25 мА. Если на резисторе 2,2 В, то на резисторе будет 5-2,2 В или 2,8 В.
Используя закон Ома (V = IR), мы можем рассчитать сопротивление, ограничивающее ток, следующим образом:
(5-2,2 В) = 0,025 A * R
R = 112 Ом
в целях безопасности мы не будем запускать светодиоды на их максимальная номинальная мощность, поэтому мы будем использовать резисторы на 150 Ом.
Этапы подключения:
— снова отключите питание макетной платы, чтобы не повредить компоненты.
— нажмите 7-сегментный дисплей на макетную плату так, чтобы он охватил центральную часть платы (рисунок 1).
— подключите один из общих катодов. контакты дисплея (контакты 3 или 8) к земле (рисунок 3)
-подключите питание к другой стороне платы (рисунок 4)
-вставьте 7 токоограничивающих резисторов на макетную плату так, чтобы они соединяли контакты 1, 2, 4, 6, 7, 9 и 10 до 5 В (рисунок 5)
— включите питание (рисунок 6)
Ваш 7-сегментный дисплей должен загореться, чтобы отобразить число «8.«Поэкспериментируйте с отсоединением некоторых перемычек между токоограничивающими резисторами и дисплеем, чтобы получить другие цифры / буквы; я сделал букву« E »на последнем изображении, отсоединив контакты 4 и 6 на дисплее.
Как: Макетирование | Nuts & Volts Magazine
Я достаточно взрослый, чтобы испытать черно-белое телевидение, появление цветного телевидения, самый первый послевоенный «дефицит бензина» и поворотные телефоны «принцессы».
Я также помню, когда королем было AM-радио, а FM слушали только наглые школьники.На самом деле, я помню, когда AM-радио было всем развлечением, которое вы когда-либо найдете на автомобильных приборных панелях. В моей юности радиоприемник CB был вашим мобильным телефоном, а ваш iPod — восьмидорожечным магнитофоном. Мои друзья и я сомневались в способности этих крошечных новых аудиокассет звучать так же хорошо, как наши виниловые пластинки и кассеты с катушкой на четверть дюйма. Ах да, этот виниловый альбом стоит 3,98 доллара, что я считал ограблением на шоссе. В конце концов, цены на бензин только что подняли, и я платил 25 центов за галлон за те 23 цента за галлон, которые я только что купил на прошлой неделе.С такими высокими ценами, как я мог позволить себе купить последние мелодии и отправиться в круиз по парковке Dairy Queen на моем новом Oldsmobile 442 за 4000 долларов?
Да, я стар и хотел бы, чтобы у меня остался этот 442. Однако я еще недостаточно стар, чтобы вспомнить, что когда-либо меня заставляли собирать электронную схему на куске дерева.
В зависимости от того, кому вы доверяете и во что вы верите, сборка электроники — как хобби, так и профессиональная — началась с основы из легко приобретаемой и столь же легко разрезанной по размеру деревянной плиты.Сухая древесина не только прочная, пригодная для обработки, дешевая и доступная в большом количестве, но и является довольно хорошим изолятором, что сделало ее идеальным выбором для поддержки применяемых в то время методов строительства с резьбой «точка-точка».
Современные производные макетов изготовлены из пластика, который формируется вокруг подпружиненного металлического проводника. Из пластика формируются ряды и столбцы однополюсных подпружиненных розеток, которые предназначены для электрического захвата стандартного соединительного провода. Пластиковые и металлические разъемы для макетов также подходят для обычных электронных компонентов с выводами, таких как резисторы, транзисторы и конденсаторы.Обратите внимание, что я перечислил компоненты как «свинцовые».
Вы не можете выжать беспаечное соединение на макетной плате из резистора SMT, транзистора SMT или конденсатора SMT, не припаяв к ним сначала несколько проводов.
Современные беспаечные макеты на пластиковой основе предназначены для многоразовых универсальных платформ для сборки схем. Я часто использую беспаечные макеты для быстрой и грязной проверки концепции. Как вы можете видеть на фото 1 , я иногда использую пластиковые макеты без пайки в качестве многоразовых макетов в проектах макетных плат.
ФОТО 1. Эта макетная плата Xilinx CPLD включает встроенный беспаечный макет. Макетная плата без пайки позволяет разработчику быстро создавать периферийные устройства и интерфейсы для взаимодействия с CPLD платы разработки.
Хотя современные макеты на пластиковой основе являются отличной платформой для большинства задач прототипирования, на этот раз мы не будем макетировать нашу схему на макетной плате без пайки.
Без осколков
Теперь, когда мы исключили беспаечные макеты из нашего непосредственного обсуждения, вы можете убрать эту циркулярную пилу, поскольку мы не будем прикручивать какие-либо электрические компоненты к сосновой плите.
Мы собираемся заняться макетированием 21 века.
Если вы когда-либо покупали детали для проектов на RadioShack, вы уже знакомы с их макетами. RadioShack называет их перфокартами. Мы назовем их макетами. Пример макета RadioShack привлек внимание моей камеры в Photo 2 . Фенольный макет RadioShack, изображенный на Фото 2 , скорее всего, обозначен как FR-2; FR в данном случае указывает на то, что он огнестойкий, а 2 означает, что перфокарт изготовлен из бумаги, склеенной синтетической смолой.
ФОТО 2. Медные контактные площадки на другой стороне перфокартона не припаяны. Итак, вам нужно очистить медные контактные площадки с помощью губки Scotch-Brite, прежде чем пытаться делать какие-либо серьезные макеты с этой перфорированной платой.
Фенольная макетная плата на фото Фото 2 , не считая FR-2, является односторонней. То есть на нем присутствуют без покрытия медные контактные площадки только с одной стороны.
Поскольку на одной стороне платы есть только медь и на медных контактных площадках нет покрытия, на этой макетной плате не может быть металлической контактной площадки.Таким образом, макетные платы RadioShack эквивалентны однослойной печатной плате (PCB) без сквозных отверстий. Эти платы очень хорошо подходят для универсального макета стандартных выводных компонентов. Некоторые из макетов также могут обрабатывать монтаж компонентов SMT, если вы выберете подходящую конфигурацию медных площадок.
Если у вас нет доступа к местному RadioShack, вы, скорее всего, пользуетесь услугами электронных поставщиков по почте, таких как ( www.jameco.com ) или Mouser ( www.mouser.com ), чтобы починить электронные компоненты. На страницах их каталогов вы найдете макет практически для любого приложения. Например, вы найдете большой выбор макетов, изготовленных из эпоксидной смолы. Эти макеты из стекла / эпоксидной смолы обычно обозначаются FR-4. Число 4 означает, что материал печатной платы состоит из тканой эпоксидной смолы, армированной стекловолокном.
Макет FR-4 для Фото 3 . Хорошая новость заключается в том, что все основные методы, связанные с макетом, могут быть выполнены с такой же успехом как с макетом FR-2, так и с макетом FR-4.Однако у макетной платы со сквозными отверстиями есть свои преимущества.
ФОТО 3. Эта макетная плата FR-4 состоит из металлизированных сквозных отверстий диаметром 0,046 дюйма, расположенных по центрам 0,1 дюйма. Покрытие для пайки сквозных отверстий обеспечивает электрическое соединение между обеими сторонами макета в каждом отверстии. Таким образом, данный макет можно рассматривать как двусторонний с металлизированными сквозными отверстиями.
Оснастка
Целью макетирования является установка электронных компонентов на поддерживающей подложке и выполнение всех необходимых электрических соединений, которые приводят к созданию функционального электронного устройства.В большинстве случаев длина провода используется для электрического соединения между компонентами, установленными на макетной плате.
Перед установкой провода в контур цепи его необходимо обрезать до нужной длины, и, если провод изолирован, его необходимо зачистить с обоих концов, чтобы обнажить достаточно провода, чтобы прикрепить и припаять его к каждому концу электрического соединения. Нарезка, снятие изоляции, установка и пайка проводов составляют основную часть работы по монтажу макета. Все магазины электроники с доставкой по почте и местные RadioShacks предлагают электронные ручные инструменты, которые помогут вам с манипуляциями с проводкой на макетной плате.Я также обнаружил, что в местных домашних центрах есть высококачественные кусачки, кусачки и плоскогубцы, которые хорошо работают в среде макетирования. Поскольку хорошие паяные соединения являются обязательным условием для сборки электроники «точка-точка», я предлагаю приобрести качественную паяльную станцию. Просмотрите страницы Nuts & Volts , и вы найдете ряд поставщиков, которые помогут вам поставить надежную паяльную станцию на ваш рабочий стол.
Суть в выборе инструмента — качество. По опыту я знаю, что, когда эти дешевые резаки для свинца тускнеют в середине важного макетного проекта, вы пожалеете, что потратили лишние пару долларов на более качественный инструмент.
Макетирование 101
Я не собираюсь оскорблять ваш интеллект, подробно описывая процесс монтажа компонента на макетной плате и его подключения. Тем не менее, я передам некоторые макетные мудрости:
- Электропроводка в «крысином гнезде» обеспечивает отказ от монтажа.
- Неправильная компоновка компонентов приводит к отказу макетной платы.
- Небрежная пайка приводит к поломке макета.
- Никогда не начинайте проект по макету, пока у вас не будут под рукой все компоненты.
- Проложите проводку макетной платы, как если бы вы прокладывали дорожки на печатной плате.
Вы закончили подключение вашей цепи, но ничего не работает. Если вы случайно проложили свои соединения, вам придется откопать омметр, чтобы найти и проверить свои цепи.
Чтобы избежать разрыва вашей работы, чтобы найти ошибку проводки, постарайтесь проложить проводку точка-точка так, как если бы каждый провод был дорожкой на печатной плате. Если вы нашли время логически найти электронные компоненты и разъемы на макете, отслеживание проводов на макетной плате, как если бы они были следами печатной платы, логично и естественно.Пайка проводов в «крысином гнезде» обязательно приведет к короткому замыканию пары проводов или холодному паяному соединению. Правильная компоновка компонентов и методичная разводка проводов позволят вам паять в чистом виде. Создание четкой и логичной компоновки компонентов на макетной плате невозможно, если у вас нет всех электронных компонентов, которые необходимо установить на макетной плате. Без полной компоновки компонентов невозможно принимать логичные и четкие решения по прокладке проводов.
Рабочий Смарт
Поначалу это может быть болезненно, но объединение компонентов SMT с плакированной макетной платой со сквозными отверстиями, подобной той, которую вы видите на Фото 3 , может устранить большую часть трудоемкой резки проводов, зачистки проводов, позиционирования проводов и пайки.
связанные с макетированием.Рассмотрим комбинацию светодиода / резистора, которую я положил на двусторонний макет FR-4 на Фото 4 .
ФОТО 4. Компоненты 0805 SMT хорошо помещаются между покрытыми металлическими отверстиями сквозными отверстиями с шагом 0,1 дюйма на этой макетной плате, которая является той же самой макетной платой FR-4, которую вы видите на фото 3. Светодиод доказывает, что вы также можете втиснуться. компоненты 1206 SMT большего размера между отверстиями. Возможность прямого соединения компонентов SMT друг с другом на макетной плате устраняет необходимость в проводах, экономит время и делает компоновку компонентов более аккуратной и компактной.Металлизированные сквозные отверстия также обеспечивают электрический доступ к компонентам с обеих сторон макета.
Светодиод установлен на корпусе 1206 SMT. Токоограничивающий резистор 330 Вт для светодиода упакован в 0805. Я хочу обратить ваше внимание на несколько моментов, касающихся светодиода и сопутствующего ему ограничивающего резистора.
Обратите внимание на отсутствие провода, соединяющего светодиод и резистор. Еще одна интересная вещь заключается в том, что электрический доступ к аноду и катоду светодиода находится на противоположной стороне макета.То же самое верно для обоих узлов резистора.
Двигаясь вправо от пары светодиод / резистор, вы видите керамический конденсатор 0,1 мкФ, который упакован как 0805. В этом моделировании подключения на макетной плате крышка представляет собой шунтирующий конденсатор источника питания, работающий между выводами VDD и VSS микроконтроллер PIC18F2620, который будет установлен в розетку на противоположной стороне макета. Снова обратите внимание на отсутствие соединительных проводов между конденсатором и контактами разъема PIC18F2620.Никакой резки, зачистки или пайки провода не потребовалось, так как я просто вставил конденсатор между контактами гнезда и впаял его в цепь. Фотография 5 показывает нам, насколько важен выбор компонентов, дополняющих структуру макета.
ФОТО 5. Двухпозиционная винтовая клеммная колодка с шагом 0,20 дюйма — одна из многих конфигураций, которые вы можете получить от Phoenix Contact. Этот конкретный блокируемый двухпозиционный винтовой клеммный блок имеет номер детали 1729128 компании Phoenix.Винтовой клеммный блок предназначен для соединения с другим, например, винтовым клеммным блоком. Например, вы можете сделать четырехпозиционный винтовой клеммный блок, просто используя две винтовые клеммные колодки 1729128.
Винтовая клеммная колодка слева предназначена для соединения с отверстиями с шагом 0,150 дюйма. Совершенно очевидно, что нам придется выломать Moto-Tool, чтобы принудительно установить этот клеммный блок с винтами с шагом 0,01 дюйма на макетную плату с шагом 0,01 дюйма. Намного легче бросить 0.Винтовая клеммная колодка с шагом 02 дюйма слева.
Чем больше компонентов вам нужно смонтировать, тем больше вещей придется соединить между собой. Вы можете избавиться от необходимости устанавливать схему регулирования источника питания на макетную плату, запитав макетную плату от регулируемой настенной бородавки на +3,3 В постоянного тока или +5 В постоянного тока.
Современные импульсные блоки питания для ПК меньше и дешевле своих предков. Таким образом, вы также можете адаптировать свою макетную плату для приема регулируемого напряжения +5 В постоянного тока непосредственно от стандартного интерфейса блока питания ПК.Знаете ли вы, что вы можете питать свою макетную плату от регулируемого напряжения +5 В постоянного тока, подаваемого через USB-интерфейс ПК?
Я собрал все вышеупомянутые интерфейсы питания на макетной плате в Фото 6 .
ФОТО 6. Четырехпозиционный разъем питания дисковода для гибких дисков — это то, к чему мы подключались годами. Вы можете получить этот разъем питания и его ответную вилку в компании Jameco. Центральная розетка на самом деле представляет собой USB-разъем типа B. Деловой конец кабеля питания от настенной бородавки хорошо соответствует отраслевому стандарту 2.Штекерный разъем питания 5 мм.
Интерфейс четырехконтактного дисковода для гибких дисков не вызывает затруднений, поскольку его контакты находятся в центре 0,1 дюйма, а стандартные блоки питания ПК идентичны, когда дело доходит до интерфейса питания дисковода гибких дисков.
Все, что вам осталось сделать, это подключить шины питания макетной платы к контактам питания и заземления четырехконтактного разъема питания дисковода для дискет. В зависимости от того, какой из контактов интерфейса питания дисковода для гибких дисков вы подключите, вы получите +12 В постоянного тока или +5 В постоянного тока. Так что будь осторожен. Хотите верьте, хотите нет, но разъем USB Type-B — 0.1 дюйм дружелюбный. Два из четырех контактов USB-разъема, которые расположены по центру 0,1 дюйма, несут +5 В постоянного тока (контакт 1) и заземление (контакт 4). Мне пришлось вытащить Moto-Tool, чтобы установить штекерный разъем питания 2,5 мм. Этот разъем питания позволяет питать макетную плату от стенной бородавки по вашему выбору.
Как я это делаю
За каждой печатной платой, которую я представляю в моих статьях Nuts & Volts и SERVO Magazine , стоит макетная плата. Излишне говорить, что я сделал свою долю макетирования.Я использую проволочную обмотку Kynar 30 AWG для подключения сигнальных соединений на макетной плате.
Изоляция Kynar легко деформируется под воздействием прямого нагрева горячего паяльника. Таким образом, можно случайно перегреть его и нарушить изоляцию провода, создав пустоту. Это странно, но эти изоляционные пустоты всегда, кажется, создают короткие замыкания на близлежащие открытые соединения на моих макетных платах. Если на вашей макетной плате что-то не так и вы не можете найти логическую причину, проверьте, не слиплись ли провода или прилипли к соседнему паяльному соединению.В этих местах обычно возникают изоляционные пустоты.
Если для макетной платы требуется шина питания и заземления, я завершаю компоновку компонентов, а затем проложу шины питания и заземления на медной макете, используя луженую медную шину 22 или 24 AWG.
Умная работа — это еще и умный подход к выбору инструмента. Я постоянно использую следующие макетные инструменты:
- Электронный рабочий центр PanaVise с держателем для печатной платы 315
- Dremel Moto-Tool с регулируемой скоростью
- Система пайки / восстановления Metcal MX-5005
- Ручные инструменты Crescent (Home Depot)
За прошедшие годы я выработал методы и привычки макетирования, которые хорошо мне подходят.
Со временем, когда вы будете делать все больше и больше макетов, вы тоже извлечете пользу из своего опыта.
Между прочим, если у вас возникли проблемы с поиском в каталогах той платы со сквозными отверстиями, покрытой FR-4, о которой я говорил, прекратите искать. Я предоставил файл ExpressPCB для загрузки, который позволит вам создать один (или несколько) собственных файлов. Увидимся позже … Мне нужно сделать макет. NV
Загрузки
Макетирование (Как: печатная плата для перфорированной платы)
Как использовать макетную плату [с вопросами и ответами]
Если вы работали над электронными проектами в прошлом, вы, вероятно, слышали и, возможно, даже использовали макеты раньше.Но что означает «макетная плата»? Макетные платы сначала могут немного сбивать с толку, если вы не понимаете логику, лежащую в основе их — именно поэтому мы составили это руководство, чтобы начать работу с макетной платой. Мы собираемся кратко объяснить, как создаются макеты и как они функционируют, как подключать компоненты к макетной плате, откуда они получают питание, какие типы макетов существуют и как использовать макетную плату с вашим проектом circuito.
io. Мы также добавили симпатичный маленький проект, который вы можете построить на основе макета!
Макетная плата — это прямоугольная плата с множеством монтажных отверстий.Они используются для создания электрических соединений между электронными компонентами и одноплатными компьютерами или микроконтроллерами, такими как Arduino и Raspberry Pi. Связи не постоянные, их можно удалить и снова установить. Фактически, вы даже можете заменить компоненты, чтобы настроить свой проект или работать над совершенно другим, используя тот же макет.
Вертикальные столбцы макета называются клеммами , а длинные горизонтальные ряды называются шинами питания , потому что они в основном используются для подключения источника питания к макетной плате.Положительные шины обозначены красными линиями, а отрицательные — черными.
Макетные платы используются для помощи в подключении компонентов для завершения базовой схемы .
Причина, по которой это называется макетной платой, восходит к тому времени, когда электронные компоненты были намного больше, и люди фактически использовали деревянные макеты (платы, используемые для резки хлеба) для подключения электронных схем. К счастью, с тех пор все изменилось, и осталось только название.
Макетные платы продаются отдельно большинством дистрибьюторов электроники, а также присутствуют в большинстве базовых комплектов электроники, которые вы покупаете.
Соединения макетной платы Соединение макетной платы с электронным компонентом осуществляется с помощью металлических ножек. Они называются «отведениями» и могут различаться по размеру. Более короткие часто называют булавками. Итак, если у вашего электронного компонента есть выводы, его можно подключить непосредственно к макетной плате. Интегральные схемы на основе DIP (это двухрядный корпус) созданы так, чтобы идеально вписаться в макетную плату, причем каждый вывод помещается в отверстие макета.
Эти выводы можно вставить в отверстия, предназначенные для удержания их на месте и предотвращения их расшатывания или выпадения из макета. Вы даже можете перевернуть макетную плату, и эти соединения не разорвутся. Они достаточно тугие, чтобы их можно было вставлять и снимать, но их недостаточно, чтобы соединения на макетной плате отсоединялись сами по себе.
Герметичность обеспечивается тем, что под этими отверстиями на макетных платах спрятаны небольшие металлические зажимы, которые удерживают все на месте.Они в основном цепляются за вставленные вами лиды. Помимо этого, на макетных платах обычно есть задний слой, который удерживает сами зажимы на месте. Этот защитный слой обычно изготавливается из двусторонней ленты. Одна сторона ленты обычно закрывается, чтобы липкий слой не открывался.
Однако, если к вашему электронному проекту необходимо прикрепить макетную плату, вы можете снять эту крышку и использовать другую липкую сторону. Следующее, что вы заметите на макетной плате, — это буквы, цифры и символы.
Расположение этой маркировки может отличаться от макета к макету. Но цель все та же. Эти отметки помогают пользователям точно определить отверстия, к которым они должны подключать компоненты. Ближайшим примером этого может быть электронная таблица Excel. У вас есть ячейки, строки и столбцы. Номер строки и соответствующая буква столбца сообщают вам, в какую ячейку вам нужно смотреть. Практически то же самое и с макетными платами.
Например, C12 относится к отверстию в макете под столбцом C и в строке 12.
Источник питания макетной платы Существует множество способов подачи питания на макетную плату. Во-первых, вы всегда можете позаимствовать энергию у плат для разработки, таких как Arduino или Raspberry Pi. Платы Arduino поставляются с женскими разъемами, от которых можно получать питание. У вас есть ряд контактов для заземления и питания, которые можно подключить к рядам питания макетной платы. Сама плата Arduino получает питание от внешнего источника питания, подключенного к цепи.
Это может быть аккумулятор или даже настенный блок.
Кроме того, на определенных макетных платах есть столбики для привязки. Эти клеммы сначала необходимо подключить к плате с помощью перемычек, а затем подключить провода к клеммам. Помимо этого, у вас есть варианты источников питания для макетов, такие как настольный источник питания и специальные блоки питания, созданные исключительно для макетов. Эти блоки обычно входят в состав макетной платы. Некоторые из них позволяют получать питание напрямую от настенного блока или через компьютер через порт USB.
Одним из наиболее часто используемых модулей питания макетных плат является печатная плата, которая подключается к верхней части макетной платы. Этот модуль обеспечивает питание по шинам питания макетной платы. Эти модули могут быть в конфигурациях с фиксированным двойным регулируемым выходом 3,3 В или 5 В. Некоторые из них также поставляются с регулируемыми блоками питания. Это может быть полезно, если вам нужно более 5 В.
Теперь, когда у вас есть базовое представление о макете, следующий шаг — фактически научиться его использовать.Способ использования макетов может варьироваться в зависимости от конкретного проекта, над которым вы работаете. Итак, чтобы дать вам практический пример того, как работает макетная плата, мы рассмотрим небольшую схему в качестве примера. Для этой схемы мы будем использовать светодиодный батарейный блок, батарейный блок AA или AAA с черным и красным выводами, кнопку, резистор 100 Ом и, конечно же, макетную плату. Вы будете использовать эти компоненты, включая макетную плату, для создания работающей электронной схемы. Первый шаг — подключить красный провод аккумуляторной батареи к шине питания макета.Затем вы подключаете черный провод к шине заземления. Третий шаг — подключить резистор от B12 к шине заземления.
Что касается кнопки, четыре штифта должны войти в отверстия E10, F10, E12 и F12 соответственно.
Наконец, короткий вывод светодиода в отверстие J10, а длинный светодиод — в шину питания. Ваша основная светодиодная схема готова. Вы можете использовать эту диаграмму, чтобы получить четкое представление о том, как создать схему. Вы также можете обратиться к этому изображению. Конечно, вам не обязательно точно следовать схеме, как она есть.Вы можете вносить изменения, если схема «электрически эквивалентна». Это означает, что электричество должно проходить по замкнутому контуру, что и позволяет ему функционировать по назначению.
Современные макеты изготавливаются из самых разных материалов, они также различаются по размеру и форме. Макетные платы большего размера отлично подходят для создания прототипов сложных проектов; мини-макеты подходят для более мелких.
Однако, если вы разделите макетные платы на более широкие категории, вы получите два основных типа макетов — беспаечные и паяные.До сих пор мы обсуждали беспаечные макеты, и это лучший вариант, особенно если вы новичок.
Они называются «беспаечными», потому что не требуется пайка для создания соединений или для удержания предметов на месте. Для тех, кому интересно, что такое пайка — это метод соединения электронных компонентов друг с другом путем плавления металла, известного как припой. Расплавленный припой проводит электричество, что помогает создать цепь, и он плавится с соединенными концами, удерживая соединение вместе.
Это подводит нас к теме паяных макетов. Это макеты, на которых распаяны соединения. Нет металлических зажимов для удержания проводов. Паяные макеты используются редко. Фактически, пайка в основном выполняется на печатных платах или печатных платах. Прежде, чем это произойдет, инженеры или техники будут использовать макетные платы без пайки для создания прототипов. Они переходят на спаянную печатную плату только в том случае, если прототип удачен. Итак, это две основные макетные платы, с которыми вы, вероятно, столкнетесь.
Макетные платы и circuito.io
Надеюсь, вы получили общее представление о том, что такое макетные платы, и это здорово.
Но у вас, вероятно, есть несколько вопросов, которые все еще витают в вашей голове, например, каковы применения макетов в circuito.io?
Итак, мы создали список часто задаваемых вопросов, который мы обычно получаем от наших пользователей. Надеемся, что ответы на эти часто задаваемые вопросы значительно упростят вам использование макета в сочетании с проектами на circuito.io.
В: Имеет ли значение, какого цвета перемычки я использую на своей макетной плате?Простой ответ на этот вопрос — «нет». Перемычки у всех одинаковые. Однако во избежание путаницы рекомендуется использовать один набор проводов одного цвета для соединений «+» и один набор проводов другого цвета для соединений «-».
На самом деле, даже лучше, если вы будете использовать красные провода для соединений «+» и синие или черные провода для соединений «-».
В: Важно ли использовать конкретное отверстие в макете при подключении? Опять нет.
Отверстие не имеет значения, если вы используете тот, который находится на той же шине питания или клеммной колодке. Это связано с тем, что шины питания связаны друг с другом, как и клеммные колодки. Таким образом, ток и проводимость поддерживаются в пределах определенной полосы.
Однако, если вы перейдете к другой клеммной колодке или шине питания, вы увидите проблему с подключением.
В: Отличаются ли шины питания «-» и «+» от других клеммных колодок или рядов?№Горизонтальные рельсы работают примерно так же. Все они связаны и используются для соединения плюсов и минусов. Однако обратите внимание, что шины питания с обеих сторон макета не подключены. Итак, если вам нужно использовать обе эти шины питания, вы должны убедиться, что они обе подключены к основному источнику питания макета (и, следовательно, друг к другу).
В: Можно ли подключить две перемычки к одной розетке? Нет. Это невозможно.Однако в некоторых ответах от circuito.
io вы можете увидеть две перемычки, подключенные к одному отверстию. Если вы встретите такие диаграммы, не волнуйтесь. Решение довольно простое: все, что вам нужно сделать, это подключить провода к разным отверстиям в одном ряду.
Это не проблема. Вы всегда можете использовать макетную плату большего размера или две вместе. Фактически, большинство современных макетов имеют выемки или выступы, которые позволяют подключать еще одну макетную плату.Фактически вы можете использовать несколько макетов таким образом, используя пару красных и черных перемычек для соединения положительной и отрицательной шины.
От прототипа к продукту Как мы упоминали ранее, макетные платы используются для создания прототипов схем. После того, как вы протестируете прототип, и он окажется успешным, следующим шагом будет создание PCB (печатной платы). Макетные платы являются временными, и они всегда будут отключаться, что бесполезно, если вы собираетесь сконструировать устройство, для которого необходимо, чтобы соединения оставались неизменными.
Вот здесь и пригодятся печатные платы. Соединения на плате припаяны и, следовательно, постоянны. Макетные платы используются в основном как инструмент планирования перед производством печатных плат. Они позволяют вам протестировать базовую компоновку вашей электронной схемы и сообщить вам, где должен быть размещен определенный компонент и как он должен быть подключен.
Для этого вы можете использовать Fritzing Fab. Fritzing Fab — это онлайн-инструмент, который позволяет создавать настоящие печатные платы на основе ваших эскизов. Печатные платы довольно сложны, и люди, которые работают над ними, обычно электрики и другие опытные люди, которые работают над схемами в течение длительного времени.Eagle — один из самых популярных инструментов, используемых для проектирования печатных плат. Вы можете получить доступ к дополнительным инструментам в разделе об онлайн-инструментах для производителей и перейти к разделу PCB Design. Также есть эта статья для получения дополнительной помощи.
Запуск макетной платыЗапуск макета — это простой проект, который мы сделали, в котором макетная плата является неотъемлемой частью конструкции. Компоненты для этой сборки можно найти на нашем Hackster Project Hub.
После того, как у вас есть все компоненты, следующим шагом будет создание базовой схемы.Для этого вам сначала понадобится плата Arduino Pro Mini 328. На входном конце этой платы вам нужно будет подключить ультразвуковой дальномер SparkFun — LV-MaxSonar-EZ1. На выходе вам нужно будет подключить двигатель постоянного тока SparkFun DC Hobby. Сама схема будет питаться от щелочной батареи 9 В.
Последняя схема затем подключается к макетной плате с использованием оставшихся компонентов. Чтобы получить представление о том, как должна выглядеть схема, щелкните эту ссылку.
Есть также детали, которые необходимо напечатать на 3D-принтере, чтобы завершить сборку.Вы можете загрузить файлы .stl для этих частей и найти более подробную информацию в нашем Центре проектов Hackster.
Еще одна вещь, о которой следует помнить, это то, что вы можете протестировать свою схему с помощью тестового кода. Доступ к коду теста можно получить, щелкнув по ранее предоставленной ссылке circuito.io. Щелкнув по этой ссылке, вы попадете на страницу, где инструмент circuito.io покажет вам, как нужно сгенерировать схему. Ниже вы увидите кнопку с надписью «Создать». Щелкните эту кнопку. Как только вы это сделаете, вы получите «пошаговое» руководство.В этом руководстве подробно описан каждый шаг, связанный с настройкой схемы. Ближе к концу вы заметите раздел с надписью «код». Здесь вы можете скачать тестовый код.
После загрузки тестового кода загрузите его на платы Arduino и проведите тест. Если все пойдет хорошо, следующим шагом будет использование измененного кода, доступ к которому можно получить здесь. И вы сделали себе бегущий макет!
Мы надеемся, что вы нашли это руководство полезным и теперь лучше понимаете, что такое макетные платы и как их использовать.Как мы упоминали ранее, макетные платы не являются сложными устройствами. Сначала они могут немного сбивать с толку, но отнюдь не сложны. Все, что вам нужно сделать, это узнать о них, и после этого все станет очень легко.
Мы приглашаем вас ознакомиться с информацией из этого руководства, получить базовый комплект электроники и начать создавать свой собственный проект, поскольку это лучший способ обучения (по нашему мнению, конечно). Найдите время, чтобы узнать о макетных платах, включив их в свои проекты электронных схем.Или поищите проекты, требующие широкого использования макетов. Макетные платы — невероятно полезный инструмент для создания прототипов, и чем больше вы их используете, тем больше вы от них получите! Разъем
— Как я могу соединить отверстия печатной платы (печатной платы) без припоя (для прототипирования)?
У меня есть плата Pro Micro (очень маленькая — см. Рис. Ниже) с отверстиями для разъемов на печатной плате.
Лучшее соединение без пайки (простое и съемное)
Мне интересно, как лучше всего делать непаяные соединения для работы с прототипом.Под лучшим я имею в виду, что он легко снимается, сохраняя надежное электрическое соединение.
Есть ли готовые разъемы для этого типа подключения?
Какая часть наиболее проводящая / лучшее электрическое соединение?
Кроме того, как я могу узнать, что у меня хорошее соединение? Проводящий металл находится внутри отверстия, снаружи отверстия?
Передние / задние отдельные следы?
И, нормально ли электрически соединены передняя и задняя части отверстий или у них обычно есть отдельные следы?
Одна идея: хорошо ли она сработает?
Что, если бы я вставил контакты заголовка в макетную плату, а затем через эти отверстия? Затем я подключаю свой провод к верхней части штифта заголовка? Будет ли это достаточно прочная связь? Или не будет достаточно электрического подключения?
то есть — будут ли контакты разъема подключаться внутри отверстий и будет ли этого достаточно электрического подключения?
Edit — Я бы хотел, чтобы они сделали банановые заглушки, которые подходят к этому Было бы здорово, если бы вы могли использовать разъем типа банан.Тогда просто вставьте каждую, вставьте провод в отверстие и зажать?
ОБНОВЛЕНИЕ 11-11-2017 Интересно, что за время, прошедшее с тех пор, как я опубликовал это, кто-то придумал решение, подобное тому, что я думал с банановыми пробками: Штекерный разъем Hammer Header — беспаечный разъем Raspberry Pi Он действительно для использования на RPi Zero, но в то время меня интересовал именно такой тип прикрепляемого заголовка.
Однако установка непростая, поэтому может оказаться непрактичной.Посмотрите, что вам нужно сделать, чтобы его установить: https://learn.pimoroni.com/tutorial/sandyj/fitting-hammer-headers Наверное, проще просто припаять контакты заголовка.
проектов постоянных беспаечных макетов
| Создано: 26 июля 2016 г. Обновлено: 19 сентября 2020 г. ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ |
Выше показан проект макетной платы без пайки. Он имеет внешние соединения для цифровых и аналоговых сигналов. Plug-in Carriers поддерживает модули LCD, Clock-Calendar и Secure-Disk. Хотя на 99% свободен от припаянных проводов , эта конструкция размером 10 на 10 дюймов будет работать в течение многих лет. Тем не менее, его довольно легко разобрать и собрать, если потребуется ремонт или изменения.
Макетная плата без пайки?
Wordweb определяет «постоянный» как; «Продолжающийся или продолжающийся без заметных изменений статуса, состояния или места… «. И это, по сути, описывает результаты, полученные с помощью этой техники строительства.
Метод постоянной пайки сочетает макетные платы, сквозные разъемы и проводную обмотку для создания надежных электронных проектов. Отсутствие хлипких перемычек делает цепи более устойчивыми к ударам и вибрации. И это приводит к созданию долговечных сборок с приличной надежностью.
Подходят ли переходники со сквозным отверстием для намотки проволоки?
Да! Заголовки со сквозным отверстием имеют межосевое расстояние до десятых долей и квадрат.Столбы 025 дюймов. Их можно осторожно вставить в макетные платы, соответствующие стандарту AWG # 21-22. А поскольку заголовки бывают раздельными, мы можем отрезать от 2 до 40 контактов за раз.
Какие заголовки когда?
Я в значительной степени полагаюсь на двусторонние и односторонние штекерные разъемы (показаны ниже).
Двухсторонние разъемы лучше всего подходят для изготовления подключаемых специальных кабелей. Кабели имеют решающее значение для соединения заголовков MCU, заголовков модулей и макетов. Используя методы, описанные здесь , вы обнаружите, что делать кабели довольно легко, если вы научитесь наматывать провода.
Односторонние заголовки полезны для создания фиксированных соединений точка-точка, когда концы проводов никогда не перемещаются. Подробнее обо всем этом будет дальше.
Методы постоянных беспаечных макетов
В следующих абзацах описаны надежные методы, которые вы можете применить к своим микропроектам Hobby.
Двухточечная проводка
Нам не нужны перемычки! Они громоздкие, ненадежные и их сложно исправить, чтобы они выглядели аккуратно. Вместо этого мы будем подключать провода к односторонним заголовкам, размещаемым там, где будет использоваться перемычка.Рекомендация для двухточечной проводки заключается в том, что оба конца намотанного провода должны подключаться к неподвижной стойке. Если необходимо переместить (или отсоединить) проводную стойку, используйте специальный кабель для обеих сторон.
MCU для внешнего мира
В некоторых проектах может потребоваться запуск линий MCU вне платформы. Мы можем сделать это, начав с кабеля для MCU-to-Breadboard. Затем набор буферных резисторов размещается там, где кабель вставляется в макетную плату. Другая сторона резисторов встречается со вставленным односторонним заголовком.Столбы заголовка обернуты проволокой к столбам с зажимом Barrier. (следующее изображение)
Специальные кабелиКабели важны! Они делают подключение MCU, макетов и модулей простой задачей. Они помогают отключать и заменять схемы модульным способом. Изготовление их самостоятельно экономит время и деньги! Подробные инструкции здесь .
Электропроводка в полосе питания Линии питания без пайкимогут быть соединены вместе с помощью параллельных проводов №30.Каждый провод выдерживает ток ~ 100 мА. Для этой задачи я рекомендую использовать двухрядные односторонние заголовки . Я даю 3 соединения для питания и 3 соединения для земли. Кажется, это работает хорошо и занимает мало места. Падение напряжения незначительно.
Связывание проводов с барьерными полосами
Двухсторонний разъем штифта, закреплены на барьерных каналах, что позволяет наматывать соединения. Очищенные штифты коллектора согнуты в форму — J — для зажима.Теперь ваша внутренняя проводка имеет прочный путь к внешнему миру. См. Следующее изображение.
Дискретные компоненты для дискет
В проектах без пайки часто используются громоздкие сквозные компоненты, такие как электролитические конденсаторы. Электрическое соединение работает, но установка компонентов ненадежна. Мы решаем эту проблему, приклеивая компоненты к пластику макета с помощью современных клеев, таких как Fun-Tak или 2-сторонняя липкая лента. В тех случаях, когда это не работает, хорошим вариантом будет компонентное решение Carrier.
Диаметр вывода компонентаУ некоторых резисторов диаметры настолько малы, что они могут работать периодически в предельных макетных платах. В одной из своих сборок я использовал не очень хорошую макетную плату. При переворачивании вверх дном выпали резисторы с диаметром вывода 0,0135 мм !. Решение заключалось в использовании компонентов, диаметр выводов которых обеспечивает прочное натяжение пружинного зажима макета.Следующее изображение иллюстрирует …
Съемные держатели для готовых модулей
Для любителей строить доступно множество готовых недорогих модульных схем. Модули могут повысить функциональность проекта. Но проблема в том, как их смонтировать? Один из ответов — разместить их на Перевозчиках.
Пользовательские съемные несущие элементы легко изготавливать, комбинируя разъемы для сквозных отверстий с перфорированной платой, покрытой медью. Небольшая пайка и нарезка выводов быстро создают многоразовую сменную платформу.Вы контролируете зазор между несущей и макетной платой, используя очищенные пластиковые прокладки из дополнительных секций заголовка.
Я наклеил несколько слоев пенопластовой липкой ленты, чтобы прикрепить печатные платы модуля к платформам Carrier. Затем специальный кабель подключает его к MCU или макетной плате. Держатели и прочные , но их легко переставить (или удалить), если возникнет необходимость.
Обработка сигналов шины
Подключение областей схемы с помощью сигналов шины, таких как SPI и I2C, может быть сложной задачей.Области макетной платы могут передавать этих сигналов на специальные кабели. В следующем тексте описан способ предоставления 2 кабелей (розеток) для каждого SPI и I2C. Прямоугольные границы , показанные на изображении, указывают на нестандартные штыревые кабели, подключенные к макетной плате.
- Кабели от MCU подводят I2C, SPI и линии выбора ведомого (правая сторона изображения).
- Добавлены подключения питания от power-lane, которые становятся частью подключения (также с правой стороны).
- Подключения ввода-вывода шины и питания соединяются с левой стороной, используя соединения заголовка с фиксированной точкой (в центре изображения).
- Кабели могут соединять 2 (SPI + Power) и 2 (I2C + Power) слева.
Обратите внимание: Шине SPI может потребоваться работать на пониженной скорости, если она распространяется через макетную плату. Для высокоскоростного SPI вам может потребоваться схема с чистой проводной изоляцией или монтажная плата, установленная на несущей модуле.
Сводка для перманентного пайки
- Проекты на макетной плате могут быть прочными и долговечными, если вместо перемычек используются соединители с проволочной обмоткой!
- Custom Cables — это съемная проводка между MCU, модулями и макетной платой.
- Громоздкие компоненты надежно прикрепляются с помощью съемного клея (или размещаются на носителе). Подключаемые держатели
- содержат готовые модули для облегчения установки или удаления.
- Вы не застряли в припаянном положении. Изменения осуществить легче — даже спустя годы.
- Вы избегаете времени и затрат на перестройку в виде полосовой платы или печатной схемы.
- Начать работу не дорого.
- Соблюдайте осторожность при вставке разъемов в макетные платы без пайки.Комбинированное сопротивление нескольких штифтов может потребовать значительного усилия. Будьте осторожны и берегите руки!
- Пожалуйста, не оставляйте штифты коллекторов или снятую изоляцию, так как Дети могут попытаться проглотить их (опасность удушья)!
- Пожалуйста, не оставляйте макеты со вставленными штифтами в местах, где можно проткнуть часть тела!
В начало
Схем для макета и прототипирования | Analog Devices
В какой-то момент, будучи студентом или инженером, вам, вероятно, потребуется смонтировать схему либо для проверки ее производительности, либо для использования в проекте.Если это студенческий проект, ваша макетная плата может стать последней системой. К счастью, вы можете использовать современные технологии без пайки для создания макетов, достаточно надежных для использования в большинстве студенческих проектов.
Помимо построения схем для проектов, макетная плата часто используется для проверки рабочих характеристик схемы. Хотя моделирование SPICE — отличные инструменты (см. Https://wiki.analog.com/university/courses/electronics/circuitsimulationnotes), у них есть свои ограничения, и часто по крайней мере часть критической схемы (обычно аналоговая секция) требует проверки. с макетной платой.С другой стороны, макетные платы имеют собственный набор ограничений, поэтому обязательно прочтите раздел «Предостережения по макетированию» ниже.
Макеты и прототипы
Хотя термины «макетная плата» и «прототип» часто используются как взаимозаменяемые, прототип обычно подразумевает паяные соединения на печатной плате определенного типа, где для соединения используются медные дорожки. С другой стороны, соединения в беспаечных макетах (подробнее о них позже) не являются постоянными, и макетную плату можно повторно использовать для создания других схем.
Различные методы были разработаны для создания проводных прототипов схем на печатных платах; некоторые из них описаны в Tutorial MT-100 1 и примечаниях к приложению Джима Вильямса AN47. 2 Однако, будучи студентом, вы можете найти этот подход слишком трудоемким и сложным, и что беспаечная макетная плата является более практичным решением.
Макетные интегральные схемы с беспаечными макетными платами
Современные электронные схемы производятся с компонентами для поверхностного монтажа, которые автоматически размещаются и оплавляются припоем к густонаселенным многослойным печатным платам, что затрудняет создание макетов или прототипов.По этой причине многие инженеры считают более эффективным фактически разместить плату в системе CAD и собрать небольшое количество плат для первых прототипов.
Однако, будучи студентом, вы, вероятно, не имеете доступа к системе CAD, сборке печатных плат или необходимым финансовым средствам. У вас может даже не быть доступа к паяльной станции и другим инструментам и оборудованию, необходимым для работы с небольшими электронными компонентами, поэтому вам нужен другой надежный метод для создания прототипа.
Именно здесь макетная плата без пайки является неоценимым помощником при создании прототипа схемы для эксперимента или проекта. Их можно легко приобрести у таких дистрибьюторов, как Digi-Key Electronics или Amazon. Начните с поиска в Интернете макетов без пайки. Их много, многие по очень разумным ценам.
На рис. 1 показан вид сверху типичной беспаечной макетной платы. Отверстия предназначены для установки стандартных выводов микросхемы с шагом 0,1 дюйма. На внутреннем виде на Рисунке 2 показаны детали соединений между выводами.Центральная часть платы разделена на два ряда, которые подразделяются на несколько вертикальных столбцов с пятью штырями, соединенными вместе. Два горизонтально соединенных ряда вверху и внизу платы образуют удобные шины для подачи напряжения питания и заземления.
Рис. 1. Беспаечный макет сверху.
Рисунок 2. Расположение внутренних соединений беспаечной макетной платы.
Интегральные схемыв стандартном двухрядном корпусе (DIP) размещаются горизонтально в центральной области макетной платы, как показано на рисунке 3.
Рис. 3. Проводная беспаечная макетная плата с использованием выводных компонентов и двухрядных корпусов.
В отверстия вставляются выводы таких компонентов, как резисторы и конденсаторы. Каждый набор из пяти отверстий, соединенных металлической полосой внизу, образует узел. Узел — это точка в цепи, в которой соединены два или более компонентов. Соединения между различными компонентами выполняются путем вставки их выводов в общий узел. Длинные верхний и нижний ряд отверстий, обозначенные красными и синими полосами, используются для подключения источника питания.Остальная часть схемы построена путем вставки компонентов и их соединения с помощью перемычек. С такими макетами лучше использовать одножильный, а не многожильный провод. Для удобства также доступны перемычки со вставными контактами.
У вас также должно быть несколько простых ручных инструментов:
- Пара маленьких кусачков, часто также называемых диагональными кусачками, для резки проводов и проводов до длины
- Маленькая пара длинногубцев для сгибания и придания формы проводам и проводам
- Пара приспособлений для зачистки проводов для снятия изоляции с концов перемычек
- Маленькая отвертка для регулировки потенциометров и т. Д.
Использование микросхем
Макетная плата без пайки предназначена для микросхем, доступных в корпусах DIP.Хотя некоторые ИС доступны как в корпусах DIP, так и в корпусах для поверхностного монтажа, многие из них предлагаются только в версиях для поверхностного монтажа. Это делает их установку практически невозможной. В качестве решения детали для поверхностного монтажа могут быть установлены на переходных или коммутационных платах, которые имеют DIP-совместимые контакты, как показано на Рисунке 4.
Рис. 4. DIP-совместимая коммутационная плата для устройств поверхностного монтажа.
Комплект деталей ADALP2000 от Analog Devices предлагает ряд популярных ИС для поверхностного монтажа на коммутационных платах DIP.Если предварительно собранные коммутационные платы недоступны, вам придется использовать пустую коммутационную плату и самостоятельно припаять к ней компоненты для поверхностного монтажа. Коммутационные платы для поверхностного монтажа на DIP также доступны у производителей электронных компонентов, таких как Aries Electronics, Inc. (найдите DIP-коммутационные платы).
Предостережения при макетировании: остерегайтесь паразитных R, L и C
Контакты, гнезда и перемычки, связанные с макетной платой, добавляют паразитное сопротивление, индуктивность и емкость, которые могут вызвать ухудшение в точных приложениях постоянного тока, а также в высокоскоростных цепях.Поскольку на макетной плате нет заземления или панели питания, вы должны полагаться на шины заземления и питания, которые трудно разъединить и которые имеют паразитный импеданс. Поэтому правильная развязка между выводами питания и заземления каждой ИС является обязательной на макетной плате. 3 Без заземляющего слоя невозможно поддерживать контролируемые импедансы, необходимые в ВЧ-цепях.
Если вы будете использовать детали из набора деталей ADALP2000, у вас, вероятно, не возникнет проблем с аналоговыми схемами, имеющими полосу пропускания менее 1 МГц.Однако всегда рекомендуется выполнить проверку работоспособности на макетной плате, исследуя несколько точек в цепи с помощью осциллографа, чтобы убедиться, что ничего не колеблется — если только вы не строите осциллятор.
Макетирование цифровых схем
До сих пор мы говорили о макетировании аналоговых схем, но цифровые схемы представляют собой серьезные проблемы из-за их чрезвычайно высокой скорости фронта. Даже если вы можете управлять цифровой схемой с тактовой частотой менее 1 МГц, вероятность того, что время нарастания и спада фронтов логического перехода составляет менее 1 нс.Без контролируемого импеданса соединений эти быстрые фронты могут давать частоты в диапазоне до ГГц. Возникающий в результате паразитный вызов может вызвать ложное срабатывание и другие эффекты, которые сделают цифровую схему ненадежной или бесполезной.
Как начать работу
Как и в случае с любым другим навыком, неплохо потренироваться, прежде чем вам действительно понадобится его использовать (то есть ваш проект должен быть выполнен через неделю). Вы можете получить практический опыт работы с беспаечными макетами, построив простую схему.Начните с создания некоторых аналоговых схем в лабораторных условиях, доступных в курсах Analog Devices Electronics I и II.
Большинство этих простых схем можно построить из деталей из набора деталей ADALP2000. В комплект входят транзисторы, светодиоды, резисторы, потенциометры, конденсаторы, диоды, индукторы и датчики. Он также включает в себя множество полезных ИС, включая операционные усилители, компараторы и регуляторы. Также имеется макетная плата без пайки, и в комплекте идет набор перемычек со штырьковыми выводами.Полный список деталей для набора ADALP2000 можно найти по адресу: http://www.analog.com/en/education.html.
О макетировании можно сказать гораздо больше, и здесь мы только что рассмотрели основы. Лучший способ научиться этому навыку — это делать это и извлекать выгоду из своих ошибок. Удачи и приятного времяпровождения.
Задача напоминания и викторины
Если вы пропустили первую часть StudentZone в последнем выпуске Analog Dialogue, вы можете проверить ее по этой ссылке.
Не забудьте зарегистрировать учетную запись myAnalog и EngineerZone, чтобы иметь доступ к ресурсам и участвовать в обсуждениях студентов. Сообщите нам о темах, которые вы хотели бы затронуть.
А вот и следующая проблема. Когда вы закончите, вы можете проверить свой ответ в сообществе StudentZone на EngineerZone:
.Рис. 5. Задача викторины: вычислить ID тока диода для двух условий: S1 разомкнут и S1 замкнут. Кривую V-I диодов можно найти в листе данных 1N914 по адресу https: // www.fairchildsemi.com/datasheets/1N/1N914.pdf.
Настоящие макеты
Термин «макетная плата» возник в эпоху электронных ламп в начале 1920-х годов. Трубки вставляли в розетки. Затем гнезда и другие крупные детали прикручивались или прибивали к деревянным доскам, используемым для раскатывания теста. Эти макеты стали идеальной монтажной платформой для компонентов и дали название технике. Соединения производились пайкой проводов между соответствующими контактами на патронах трубок.Шины питания и заземления, сделанные из тяжелой медной проволоки, были прибиты или привинчены к деревянной доске. В ранних макетах часто использовались дополнительные гвозди в качестве точек соединения, где можно было наматывать и паять провода. Клеммные колодки также использовались для точек подключения.
На рисунке A показана радиостанция 1923 года, использующая оригинальную технологию изготовления макета. Он был произведен компанией Signal Electric Manufacturing Company в Меномини, штат Мичиган.
Рисунок A. Ранний радиоприемник, построенный с использованием деревянных макетов.Обратите внимание, что напряжение на вакуумной ламповой пластине может достигать 300 В постоянного тока, поэтому следует проявлять осторожность после подачи питания.
По мере того, как вакуумные лампы становились меньше, а частоты увеличивались, алюминиевые шасси часто использовались для макетирования схем. В шасси были проделаны отверстия для установки трубных розеток, а клеммные колодки позволили выполнить двухточечную проводку цепей, как показано на рисунке B. высокочастотные цепи.
Рис. B. Вид сверху и снизу 3-лампового радиоприемника, макетная плата, изготовленная из алюминиевого шасси, с разъемами для ламп и клеммными колодками для точек соединения. 4
С появлением транзисторов в 1950-х годах и интегральных схем в 1960-х годах резкое уменьшение размеров компонентов привело к появлению других, более подходящих методов построения прототипов схем, описанных в этом столбце (также см. MT-100 и примечание по применению AN47 авторами Джим Уильямс), но термин «макетная плата» до сих пор широко используется для их описания.
Рекомендации
1 Учебник MT-100, Макетирование и методы создания прототипов. Analog Devices, Inc.
2 Джим Уильямс. Замечания по применению 47, Методы высокоскоростного усилителя. Linear Technology Corporation, август 1991 года. До своей безвременной кончины в 2011 году Джим был легендарным проектировщиком схем, инженером по приложениям и экспертом в создании прототипов высокопроизводительных аналоговых схем.В этой заметке по применению содержится множество примеров высокоскоростных методов создания прототипов Джима.
